电磁探伤测井方法及在套管损坏检查中的应用（刘继生）

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1、电磁探伤测井方法及在套管损坏检查中的应用刘继生谢荣华张月秋曾桂红（人庆汕III有限责任公司测试技术服务分公司）摘要由于套管受到外力、化学腐蚀等因素的作用而引起套管变形、损坏，玄接影响油田油、气产量和注水效果及油、水井的使用寿命。随着各汕田套损井数逐年增多，套管损坏状况检查及预防已成为汕田开发过程中的重点工作。本文介绍了测试技术服务分公司引进的可过汕管检查套管损坏的电磁探伤测井仪OMAC-TM）的工作原理、结构及功能特点，分析电磁探伤测井在模型井实验和现场应用情况,认为电磁探伤测井作为一种可为汕、水井井身结构做“体检”的方法，对及时发现井身结构的变形、控制损坏的进-步发生将

2、发挥重耍的作用。引言油、水井是油m生产最重耍的基础设施，许多油山经过一段吋间的开发后，均不同程度地出现了井身结构损坏现象。井身结构损坏不仅影响受损井的正常生产，而且也影响到邻井乃至区块的正常开发，対整个油川的稳产造成极大的威胁。井身结构损坏主要包括油管损坏、各层套管损坏以及水泥环损坏等，而套管损坏对油出匸常生产的威胁最大。随着各汕IH套损井数量逐年增加、套损程度越來越严重，对套损井井身状况的普查、检测工作变得越来越重耍。工程测井技术屮的多种方法可有效地检测套管损坏状况，这些方法从不同侧而反映了井身状况。井径系列是汕、水井井身状况常规的检测手段，可提供套管内径的变化情况；声

3、波测井系列主要包括三个方面，井壁超声成像测井可提供直观、全面的套损状况，声波固井质量测井用于评价套管外水泥胶结状态，噪声测井用丁•判断已经形成的管漏和窜槽；方位系列用于确定套管变形及损坏的方位角度；磁测井系列检杏套管变形、错断、内、外壁腐蚀及射孔质量；作为辅助的井温和注、产系列用于评价套管漏失和层间窜槽情况。从无损检测的角度上看，研究井身结构损坏问题冇三个层次：一是在油水井井身结构已经损坏并在生产屮有异常表现后进行检查；二是井身结构产牛变形而在牛产屮还未发现异常时的普查，三是在井身结构未变形、损坏前进行变化趋势预测。由于工程测井仪器结构和测量原理的限制，目前人多数检测方法

4、只是停留在第一个层次上，即井身结构已经损坏，并在生产中有界常表现后进行检查，不能及时地対井身结构损坏情况给出判断。随着用八对工程测井的要求越来越高，需要套损检测更具实用性和及时性，为此测试技术服务分公司引进了可过汕管检杏套管损坏的电磁探伤测井仪（3MZIC・TM）。木文介绍这种测井仪器的工作原理、结构及功能特点，分析电磁探伤测井在模型井实验和现场应用時况。电磁探伤测井仪工作原理、结构及功能特点1.电磁探伤测井基本原理和仪器结构电磁探伤测井仪属于磁测井系列，其理论基础是电磁感应定律。给发射线圈供一肓流脉冲，接收线圈记录产牛•的、随时间变化的感牛电动势。当套管（油管）厚度变化

5、或存在缺陷时，感应电动势将发生变化，通过分析和计算，在单套、双套管柱结构下，可判断管柱的裂缝和孔洞、得到管林的壁厚。另外该仪器还附加了伽马和温度两个探头，用来校深和探测井内介质温度，辅助测井资料解释。在测井中，接收线圈记录的感生电动势为管柱壁厚、磁导率、电导率、管林外径以及环境温度的函数工。在单套管柱结构下（见示意图1左）：£=屮Q,D,tc）（1）式屮：&为感生电动势；T为套管壁厚；〃为套管磁导率；o套管电导率；D为套管外径；tc为井内温度。在管柱无损伤情况下，套管磁导率〃、电导率0、套管外径D和井内温度化都已知，只冇套管壁厚T未知，因此测得感牛电动势£时，就可以根据公

6、式（1）计算出管壁厚度几在管柱冇损伤情况下，如射孔、腐蚀以及裂缝损坏等，套管磁导率〃、图1单套管柱结构和单套管柱结构示意图电导率0将发牛变化，测得的感牛:电动势£的变化反映了套管的损坏情况；此时述对以根据公式（1）计算出管壁厚度但这一结果是损坏部位套管壁厚的均匀响应。在双层套管柱结构下（见示意图1右）：(2)£=f(T,T2,小屮2QQ2，D,D2」c,EX)式中：&为感生电动势；T,兀为油管、套管壁厚；",“2为油管、套管磁导率；。2汕管、套管电导率；D,0为汕管、套管外径」C为井温：EY为内、外管相对位置几何校正系数。在内外管柱无损伤情况下，管柱磁导率"1，

7、“2、电导率。1，。2、外径Q1，02和井内温度/C都己知，测得感牛电动势£时，首先根据公式（1）计算得到内管壁厚行，再根据公式（2）计算出管壁厚度的。在内外管柱有损伤情况下（同时损坏或是只有一层管损坏），损坏管柱的磁导率〃、电导率。将发化变化，测得的感生电动势£的变化即指示了内外管柱的损坏情况；此吋还可以根据公式（1）和公式（2）计算出管壁厚度石，r2,但这一结果是损坏部位管柱壁厚的均匀响应。公式（2）中的盛是双层管柱几何形状和儿何位置的校正系数，如果油管或套管在井下相对位置发生变化，测得的感应电动势也发生和应的变化，以此可