《电磁探伤测井技术》PPT课件

目录目录摘要摘要、引言、引言一、电磁探伤测井的原理一、电磁探伤测井的原理二、应用实例二、应用实例三、结论三、结论 电磁探伤测井仪（电磁探伤测井仪（EMDS-TM-42E）成功地解）成功地解决了在油管内检测油管和套管的厚度、腐蚀、变决了在油管内检测油管和套管的厚度、腐蚀、变形破裂等问题，可准确指示井下管柱结构、工具形破裂等问题，可准确指示井下管柱结构、工具位置，并能探测套管以外的铁磁性物质。对该仪位置，并能探测套管以外的铁磁性物质。对该仪器的测量原理以及在胜利油田应用效果进行了系器的测量原理以及在胜利油田应用效果进行了系统分析，为现场作业提供了科学依据。统分析，为现场作业提供了科学依据。摘要摘要 引言引言 用机械、声波、光学、放射性等方法只能检用机械、声波、光学、放射性等方法只能检查单层管柱的变化和套损，不能检查多层管柱的查单层管柱的变化和套损，不能检查多层管柱的腐蚀和厚度变化情况。电磁探伤测井仪（腐蚀和厚度变化情况。电磁探伤测井仪（EMDS-TM-42E）可在油管内检测油管和套管的损坏情况，）可在油管内检测油管和套管的损坏情况，以及在套管内检测套管和表层套管的损坏情况。以及在套管内检测套管和表层套管的损坏情况。本文阐述本文阐述EMDS-TM-42E电磁探伤仪的工作原理，电磁探伤仪的工作原理，并对其在油田工程测井的应用效果进行分析并对其在油田工程测井的应用效果进行分析。电磁探伤仪的物理基础是法拉第电磁感应定律。给发射线圈供一电流，接收线圈产生随时间变化的感应电动势。式中：-磁通量，S-线圈截面积，B-磁场强度 当钢管（油套管）厚度变化或存在缺陷时，感应电动势将发生变化，通过分析和计算，在单、双层管柱结构下，可判断管柱的裂缝和孔洞，得到管柱的壁厚。BdSddtd 2、单层管柱结构，感应电动势函数表达式为 (1)n式中：T-套管厚度，-套管磁导率，-套管电导率 D-套管外径，t-时间。3、双层管柱结构时 (2)n式中：T1、T2-内外管柱的厚度 在正常情况下，钢管磁导率在正常情况下，钢管磁导率、电导率、电导率、外径、外径D D和时间和时间t t都已知，只有钢管壁厚都已知，只有钢管壁厚T T未知。因此，测得感未知。因此，测得感应电动势应电动势1 1、2 2时，就可以得到内、外管壁厚度时，就可以得到内、外管壁厚度T T1 1、T T2 2 即方程即方程（1 1）、（）、（2 2）的联立解的联立解，此时计算出的管此时计算出的管壁厚度是平均壁厚。壁厚度是平均壁厚。),(1tDTf ),(212121212tDDTTf 上扶正器上扶正器伽马探头伽马探头井温探头井温探头下扶正器下扶正器短轴探头短轴探头C C横向探头横向探头B B长轴探头长轴探头A A 仪器结构仪器结构 电磁探伤测井仪由电磁探伤测井仪由上、下扶正器，上、下扶正器，纵向纵向长轴探头长轴探头 A A、纵向纵向短短轴探头轴探头 C C、横向探头、横向探头B B、伽马探头和井温伽马探头和井温探头组成。其中，探探头组成。其中，探头头A A、B B、C C用来检测用来检测套管的损伤，井温探套管的损伤，井温探头用来测量井内流体头用来测量井内流体的温度变化，伽马探的温度变化，伽马探头用来测量校深曲线头用来测量校深曲线。测井时由地面系统给发射线圈一个恒定的正直流脉冲，整个周期测井时由地面系统给发射线圈一个恒定的正直流脉冲，整个周期为为480ms480ms，其中分为两个发射周期和两个测量周期，供给发射探头的，其中分为两个发射周期和两个测量周期，供给发射探头的是一个强的直流脉冲，断开供电电流的时间（是一个强的直流脉冲，断开供电电流的时间（120ms120ms），在接收线圈），在接收线圈中产生相应的感应电动势中产生相应的感应电动势,并且感应电动势幅度呈指数衰减，并且感应电动势幅度呈指数衰减，A A、B B、C C探头在不同时间进行信息采集，可获得内、外管柱的技术状况。理论探头在不同时间进行信息采集，可获得内、外管柱的技术状况。理论分析表明，如果钢管的厚度（分析表明，如果钢管的厚度（T1+T2T1+T2或或T1T1）越大；感应电动势的衰减）越大；感应电动势的衰减就缓慢，反之，感应电动势的衰减就较快。在感应电动势的衰减就缓慢，反之，感应电动势的衰减就较快。在感应电动势的衰减480ms0较快的时间段是来自内管的变较快的时间段是来自内管的变化，衰减缓慢的时间段主要表化，衰减缓慢的时间段主要表示内外管的变化。在内管初步示内外管的变化。在内管初步确定以后，影响感应电动势衰确定以后，影响感应电动势衰减因素就是外管，因此在感应减因素就是外管，因此在感应电动势的衰减过程中测量，用电动势的衰减过程中测量，用这种方法可把内、外管对测量这种方法可把内、外管对测量的影响区别开。的影响区别开。120ms 信息采集方法信息采集方法 管壁厚度探测范围管壁厚度探测范围 3-12mm3-12mm被探测管的直径被探测管的直径 6363324mm324mm确定管壁厚度基本误差确定管壁厚度基本误差 单管结构单管结构 0.5mm0.5mm 多管结构多管结构 1.5mm1.5mm裂缝型缺陷最小长度：裂缝型缺陷最小长度：沿管轴方向沿管轴方向2.5 50mm2.5 50mm 沿管轴方向沿管轴方向5.5 70mm5.5 70mm 过油管的过油管的5.5 150mm5.5 150mm 管轴横向管轴横向 1/41/4圆周长圆周长技术指标技术指标外形尺寸：外形尺寸：下井仪直径下井仪直径 43mm43mm 下井仪长度（不包括扶正器）下井仪长度（不包括扶正器）2850mm2850mm耐压耐压 100MPa 100MPa 耐温耐温 140140技术指标技术指标C C探头用于探查第一层管柱（内管）的探头用于探查第一层管柱（内管）的纵向纵向损伤缺陷。损伤缺陷。该探头测量五条曲线，编号该探头测量五条曲线，编号UC1UC1UC5UC5，随曲线编号数增加，随曲线编号数增加，探测深度相应增大。探测深度相应增大。A A探头记录九条曲线，其编号从探头记录九条曲线，其编号从UA1UA1UA9UA9，A A探头具有大探头具有大的探测范围和探测深度，利用它提供的第一层（内层）和的探测范围和探测深度，利用它提供的第一层（内层）和第二层管柱信息，可得到单层管柱厚度、双层管柱厚度、第二层管柱信息，可得到单层管柱厚度、双层管柱厚度、确定外管的纵向裂缝、及内外管的腐蚀；如果所测的井内确定外管的纵向裂缝、及内外管的腐蚀；如果所测的井内存在第三层管柱，存在第三层管柱，A A探头也可提供有关第三层管柱的信息探头也可提供有关第三层管柱的信息。横向探头横向探头B B用于探查第一层管柱的横向损伤缺陷。用于探查第一层管柱的横向损伤缺陷。B B探头探头测量四条曲线，其编号为测量四条曲线，其编号为UB1UB1UB4UB4，B B探头的径向测量深探头的径向测量深度随着曲线编号的增加而增大。度随着曲线编号的增加而增大。测井曲线及作用测井曲线及作用 测井曲线及作用测井曲线及作用 EMDS-TM-42E仪器对不同裂缝的响应仪器对不同裂缝的响应 左图是在模型井中电左图是在模型井中电磁探伤测井图，可见磁探伤测井图，可见探头探头B B主要受横向损伤主要受横向损伤的影响；探头的影响；探头A A、C C主主要受要受纵向纵向损伤的影响损伤的影响。井温测井曲线用于。井温测井曲线用于了解流体的流经位置了解流体的流经位置及管外窜槽情况。自及管外窜槽情况。自然伽马测井曲线用于然伽马测井曲线用于用于深度校正。用于深度校正。电磁探伤仪主要特点电磁探伤仪主要特点 可过油管测量，检测多层管柱的损坏情况；仪可过油管测量，检测多层管柱的损坏情况；仪器的小直径使测井成功率大大提高；可以在正常器的小直径使测井成功率大大提高；可以在正常生产的情况下进行测井，测量结果不受井内泥浆生产的情况下进行测井，测量结果不受井内泥浆类型、套管壁上的石蜡等井内物质的影响。类型、套管壁上的石蜡等井内物质的影响。二、应用实例二、应用实例 电磁探伤测井可透过内层钢管探测外层钢管的电磁探伤测井可透过内层钢管探测外层钢管的壁厚和损坏壁厚和损坏裂缝、错断、变形、腐蚀、漏失、裂缝、错断、变形、腐蚀、漏失、射孔井段、内外管的厚度等；可准确指示井下管射孔井段、内外管的厚度等；可准确指示井下管柱结构、工具位置和套管以外的铁磁性物质（如柱结构、工具位置和套管以外的铁磁性物质（如套管扶正器、表层套管等）。套管扶正器、表层套管等）。电磁探伤仪在实际测井中的应用：电磁探伤仪在实际测井中的应用：检查套管补贴情况检查套管补贴情况 XX-1 XX-1井电磁探伤曲线图井电磁探伤曲线图补贴补贴套管段套管段标准标准套管套管 XX-1XX-1井电磁探伤井电磁探伤 在油层套管内测井在油层套管内测井，资料见左图。从，资料见左图。从图中可明显看出补图中可明显看出补贴厚度，套管补贴贴厚度，套管补贴 m m，m m，并且可见标并且可见标准套管。准套管。油管中检测出套管损坏油管中检测出套管损坏 XX-2XX-2井电磁探伤曲线图井电磁探伤曲线图 XX-2XX-2井电磁探伤在油管内井电磁探伤在油管内测井，资料左图。从图中可测井，资料左图。从图中可明显看出，明显看出，487487497497米，探米，探测深度较深的测深度较深的UA8UA8测井曲线测井曲线上有偏小的异常。计算得到上有偏小的异常。计算得到油管厚度油管厚度T1T1曲线正常，说明曲线正常，说明油管正常无损伤；套管厚度油管正常无损伤；套管厚度T2mmT2mm，说明套管有损伤。该，说明套管有损伤。该处套管受到严重腐蚀，可能处套管受到严重腐蚀，可能出现套漏。该解释结果在修出现套漏。该解释结果在修井作业中得到证实。井作业中得到证实。指示管柱结构指示管柱结构XX-3井电磁探伤曲线图井电磁探伤曲线图 XX-3 XX-3井电磁探伤井电磁探伤为光套管内测井为光套管内测井，资料左图，该，资料左图，该井的电磁探伤测井的电磁探伤测井解释图，明显井解释图，明显显示出套管厚度显示出套管厚度、下深，套管扶、下深，套管扶正器、射孔位置正器、射孔位置位置等。位置等。套管套管扶正器扶正器标准标准套管套管射孔射孔检测油层套管裂缝层检测油层套管裂缝层 XX-4XX-4井电磁探伤曲线图井电磁探伤曲线图 XX-4XX-4井电磁探伤在井电磁探伤在油层油层套管套管内测井，内测井，UA8UA8、UC3UC3有有显示，显示，UB3UB3不明显，说明为不明显，说明为纵向裂缝，破损严重，需纵向裂缝，破损严重，需进行补贴。该井测量结果进行补贴。该井测量结果与照片一致。与照片一致。检测出套管脱落检测出套管脱落 外层套管外层套管接箍接箍脱开脱开XX-5XX-5井中所示箭头位置所有探头曲线均有明显负异常，且异常套管长度比相井中所示箭头位置所有探头曲线均有明显负异常，且异常套管长度比相邻的套管长，说明此处已脱开，并且在脱开处可以显示到内层套管接箍位置。邻的套管长，说明此处已脱开，并且在脱开处可以显示到内层套管接箍位置。XX-5井电磁探伤曲线图XX-5XX-5井电磁探伤曲线图井电磁探伤曲线图 检测出油层套管内外壁损伤检测出油层套管内外壁损伤 正异常正异常负异负异常常XX-6XX-6井电磁探伤曲线图井电磁探伤曲线图 XX-6mXX-6m处探测深度较浅的探头曲线有负异常显示，而探测深度处探测深度较浅的探头曲线有负异常显示，而探测深度较深的探头曲线有正异常显示，表明在第一层和第二层套管之间有较深的探头曲线有正异常显示，表明在第一层和第二层套管之间有金属存在，并且在第一层套管内壁有金属缺失。金属存在，并且在第一层套管内壁有金属缺失。三、结论三、结论（1 1）电磁探伤测井仪能在油管内检测油水井各层管柱的）电磁探伤测井仪能在油管内检测油水井各层管柱的壁厚变化及破损情况，节省检查套损时起下油管的时间和壁厚变化及破损情况，节省检查套损时起下油管的时间和作业费用，节约成本，提高工作效率。作业费用，节约成本，提高工作效率。（2 2）电磁探伤测井仪在测量多层管柱时，可以识别套）电磁探伤测井仪在测量多层管柱时，可以识别套管外部的表层套管、套管扶正器及各种管柱结构。管外部的表层套管、套管扶正器及各种管柱结构。（3 3）电磁探伤测井能在油水井正常生产过程中进行测）电磁探伤测井能在油水井正常生产过程中进行测井，不受管内流体、套管表面结蜡和污垢的影响，可对纵井，不受管内流体、套管表面结蜡和污垢的影响，可对纵向裂缝和横向裂缝作出判断。向裂缝和横向裂缝作出判断。（4 4）电磁探伤测井对及时发现井身结构的变形，控制）电磁探伤测井对及时发现井身结构的变形，控制损坏的进一步发生将发挥重要作用，并可事先为决策者确损坏的进一步发生将发挥重要作用，并可事先为决策者确定对该井是否进行维修作业的方案提供依据。定对该井是否进行维修作业的方案提供依据。谢谢 谢谢