MID-K俄罗斯多层管柱电磁探伤测井

1、俄罗斯多层管柱电磁探伤成像测井仪俄罗斯多层管柱电磁探伤成像测井仪MID-K 香港合创国际有限公司香港合创国际有限公司 一、引言一、引言 二、套管损坏检查技术二、套管损坏检查技术 三、三、MID-K多层管柱电磁探伤测井仪多层管柱电磁探伤测井仪四、测井及解释软件四、测井及解释软件五、仪器的优点五、仪器的优点 引言引言二、套管损坏检查仪器对比二、套管损坏检查仪器对比 项项 目目特特 点点仪器外径仪器外径斯伦贝谢公司斯伦贝谢公司PATPAT和和ETT-D ETT-D 测测井仪井仪 可检查套管内壁的腐蚀及裂缝空洞，但不能给出套管处壁及厚度的变化。 仪器外径大精度：1mm 哈里伯顿公司哈里伯顿公司 PIT

2、PIT测井仪测井仪 可检查套管内壁的腐蚀及裂缝空洞，但不能给出套管处壁及厚度的变化。 仪器外径大精度：1mmCJ18100CJ18100型组型组合测井仪合测井仪 确定变形部位；确定套管变形剩余壁厚、错断、弯曲、内外壁腐蚀以及射孔深度检查，判断套管腐蚀类型 。仪器外径73mm,精度1mm36/6036/60臂井径仪臂井径仪 确定变形部位；初步确定套管变形、剩余壁厚、错断、弯曲、内壁腐蚀以及射孔深度检查等。 89mm,精度1mm多层管柱电磁多层管柱电磁探伤成像仪探伤成像仪 在油管内探测套管的厚度、腐蚀、变形等问题，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（如套管扶正器、表层套

3、管等） 五个探头五个探头42MM精度：精度：0.5mm俄罗斯电磁探伤仪发展过程俄罗斯电磁探伤仪发展过程第一代：第一代：EMDS-42y ， 数字式电磁探伤仪数字式电磁探伤仪 厚度计及温度计厚度计及温度计，42mm，100/120度，度， 60/80兆帕兆帕第二代：第二代：EMDS-42， 数字式电磁探伤仪数字式电磁探伤仪 厚度计、温度计及伽马测井仪，厚度计、温度计及伽马测井仪，42mm，100/140度度 60/100兆帕兆帕第三代：第三代：MID-K，电磁探伤成像测井仪电磁探伤成像测井仪 厚度计、温度计及伽马测井仪，厚度计、温度计及伽马测井仪， 42mm，100/150度度, 60/120兆

4、帕兆帕 成像仪成像仪。MID-K MID-K 用途用途 包括一套数字式井下设备，有两包括一套数字式井下设备，有两个扶正器个扶正器；一套地面操作；一套地面操作面板面板，带有一套电源和一套软件，带有一套电源和一套软件. .可与笔记本类型电脑联接使可与笔记本类型电脑联接使用，并可联入任何数字式用，并可联入任何数字式野外野外测井测井设备设备 。电磁探伤成像测井仪电磁探伤成像测井仪 MIDKMIDK 的技术指标和测量精度的技术指标和测量精度 测量管道直径及管道壁厚度范围：测量管道直径及管道壁厚度范围：测量管道直径最大值（测量管道直径最大值（mmmm）测量管道直径最小值（测量管道直径最小值（mmmm） 测

5、量测量 两管道壁厚合计最大值（两管道壁厚合计最大值（mmmm） 324324 6262 2525单管道壁厚测量相对误差（单管道壁厚测量相对误差（mmmm） 0 0. .5 5穿过油管测量套管壁厚基本误差（穿过油管测量套管壁厚基本误差（mmmm） 1 1. .5 5“裂缝裂缝”类型纵向损伤最小长度应为类型纵向损伤最小长度应为: :2 2. .5”5”单管（单管（mmmm） 5 5.5.5”单管（单管（mmmm） 通过油管测量通过油管测量5 5.5.5”套管（套管（mmmm） 30 30 50 50 7 70 0管道横向损伤最小长度管道横向损伤最小长度: : 1/4 1/4 周长周长最高工作温度最

6、高工作温度( ( ) ) 42 mm ( 42 mm ( 45 mm) 45 mm) 120 (150)120 (150)最大工作压力最大工作压力( (MpaMpa ) ) 42 mm ( 42 mm ( 45 mm 45 mm） 100 (120)100 (120)井下设备尺寸直径井下设备尺寸直径( (mmmm) )带扶正器时的长度带扶正器时的长度( (mmmm) ) 42 mm ( 42 mm ( 45 mm) 45 mm) 42 (45)42 (45) 29502950 (1900) (1900)测量电缆类型测量电缆类型单芯单芯/ /多芯多芯 电磁探伤测井仪属于磁测井系列，其理论基础是电

7、磁感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。给发射线圈通以直流电，在螺线管周围产生一个稳应定律。给发射线圈通以直流电，在螺线管周围产生一个稳定磁场，这个稳恒磁场在油管和套管中便产生感生电流。当定磁场，这个稳恒磁场在油管和套管中便产生感生电流。当断开直流电后，该感生电流在接收线圈中便产生一个随不同断开直流电后，该感生电流在接收线圈中便产生一个随不同时间而衰减的感应电动势时间而衰减的感应电动势，即，即式中式中: : 为接收线圈的感应电动势；为接收线圈的感应电动势；S S为接收线圈总面积为接收线圈总面积（S=KS1NS=KS1N，S1S1章一线圈面积、章一线圈面积、N N为线圈匝数；

8、为线圈匝数；K K为磁带为磁带常常数）；数）；为磁通量；为磁通量；B B为磁场强度。为磁场强度。 MIDK 的基本原理的基本原理 当一个磁探头制作完成之后，参数当一个磁探头制作完成之后，参数S S便成为仪器常数。给发射线圈提供一便成为仪器常数。给发射线圈提供一个恒定的正负直流脉冲，其幅度为个恒定的正负直流脉冲，其幅度为V V，脉冲宽度和脉冲间隔都是脉冲宽度和脉冲间隔都是200ms200ms，在脉，在脉冲间隔时间段，接收线圈完成对冲间隔时间段，接收线圈完成对的的测量。在直流时间段产生一定强度的测量。在直流时间段产生一定强度的磁场强度，在套管或油管中所产生感磁场强度，在套管或油管中所产生感生电流的

9、大小是由套管或油管的形状、生电流的大小是由套管或油管的形状、位置及其材料的电磁参数决定的，而位置及其材料的电磁参数决定的，而直流脉冲之后接收线圈中的磁场强度直流脉冲之后接收线圈中的磁场强度B B和磁通量变化率和磁通量变化率dd受感生电流大小的受感生电流大小的影响，因此，接受线圈中感生电动势影响，因此，接受线圈中感生电动势是套管或油管的形状、位置及其材是套管或油管的形状、位置及其材料电磁特性的函数。料电磁特性的函数。 MIDK 的基本原理的基本原理在单套管柱结构下，其函数表达式为在单套管柱结构下，其函数表达式为: :式中式中:T1-:T1-套管厚度；套管厚度；1-1-套管磁导率；套管磁导率；1-

10、1-套管电导率；套管电导率； D1-D1-套管外径套管外径; ; tctc-井内温度。井内温度。套管因射孔、腐蚀、机械加工和撞击套管因射孔、腐蚀、机械加工和撞击等原因造成套管磁导率等原因造成套管磁导率11和电导和电导率率11等参数发生改变，等参数发生改变，幅度值减小，由其计算的厚度值随之减小。幅度值减小，由其计算的厚度值随之减小。套管存在裂缝、挫断和孔洞时套管存在裂缝、挫断和孔洞时，导磁介质缺损，发生在套管上的感生电，导磁介质缺损，发生在套管上的感生电流减小，流减小，的幅度值减小，由其计算出的厚度值随之减小。根据其幅度的幅度值减小，由其计算出的厚度值随之减小。根据其幅度值，可评价套管的破损程度

11、，指出破损处是否还有铁磁介质存在。值，可评价套管的破损程度，指出破损处是否还有铁磁介质存在。套管在套管在缩径或扩径缩径或扩径的情况下，套管壁相对探头在几何位置上发生了变化，的情况下，套管壁相对探头在几何位置上发生了变化，的幅度值相应地增加或减小，在没有损伤的情况下，套管厚度没有变的幅度值相应地增加或减小，在没有损伤的情况下，套管厚度没有变化，反之套管厚度值小。化，反之套管厚度值小。MIDK 的基本原理的基本原理在双套柱结构下在双套柱结构下, ,其函数表达式为其函数表达式为式中式中: -: -感生电动势；感生电动势；T1T1、T2T2为油管、套管厚度；为油管、套管厚度； 1, 2, 1, 2,

12、为油管、套管磁导率；为油管、套管磁导率； 11，22为油管、套管电导率；为油管、套管电导率； D1D1、D2D2为油管、套管外径；为油管、套管外径； tctc-井温；井温；EXEX为内、外管相对位置几何校正系数为内、外管相对位置几何校正系数。电磁探伤测井电磁探伤测井基本原理基本原理MIDK 的基本原理的基本原理MID-K 仪器结构仪器结构1 1上部扶正器；上部扶正器；2 2磁保护套；磁保护套；3 3电子模块和伽马探头；电子模块和伽马探头；4 4纵向探测头；纵向探测头；5,65,6横向探测头；横向探测头；7 7温度传感器；温度传感器；8 8下部扶正器下部扶正器. . MIDK 的仪器结构的仪器结

13、构 当磁力线穿过油管进入套管，在油当磁力线穿过油管进入套管，在油管和套管壁是分别产生环电流管和套管壁是分别产生环电流I1I1和和I2I2，I1I1和和I2I2的方向遵循右手安培定则。在直的方向遵循右手安培定则。在直流电脉冲结束之后，流电脉冲结束之后，I1I1和和I2I2为克服原磁为克服原磁场强度的衰减而产生次生磁场，次生磁场强度的衰减而产生次生磁场，次生磁场在接收线圈中产生感电动势，场在接收线圈中产生感电动势，是是I1I1和和I2I2共同作用的结果。共同作用的结果。纵向探头用于：纵向探头用于： 探测探测1, 2, 3层层管的管结构；管的管结构； 计算第计算第1根管和第根管和第2根管的厚度；根管

14、的厚度； 探测纵向裂缝及套管断裂。探测纵向裂缝及套管断裂。 纵向探头纵向探头A A 纵向纵向探头线圈载面的法方向和探头线圈载面的法方向和管柱的轴向方向平行管柱的轴向方向平行 横向探头横向探头B,CB,C是两个完全相同是两个完全相同的探头，沿设备轴心成的探头，沿设备轴心成90度角分布。度角分布。在探测对称性损伤（接箍、环状细在探测对称性损伤（接箍、环状细槽及断裂）时，会收到完全相同的槽及断裂）时，会收到完全相同的操作谱。在探测非对称性损伤时操作谱。在探测非对称性损伤时（纵向裂缝、横向裂缝、穿孔）时，（纵向裂缝、横向裂缝、穿孔）时，损伤谱会有差别，因为每个探头所损伤谱会有差别，因为每个探头所成图像

15、因设备在井中的重复角度不成图像因设备在井中的重复角度不同。同。 横向探头用于：横向探头用于： 探测横向损伤；探测横向损伤； 辅助探测及确定纵向裂缝及断裂；辅助探测及确定纵向裂缝及断裂； 确定损伤是确定损伤是“对称对称”还是还是“不对称不对称的。的。横向探头横向探头B B和和C C 横向探头横向探头线圈轴线方向和管柱线圈轴线方向和管柱的轴线方向垂直的轴线方向垂直 仪器记录方式和探头应用仪器记录方式和探头应用 A A、B B、C C探头探头和和 温度计温度计测井测井信号由信号由传感器通向传感器通向7 7个电子通道：个电子通道：0 0 通道，温度传感器；通道，温度传感器；1 1 通道通道，纵向探头纵

16、向探头；2 2 通道通道，横向探头横向探头；3 3 通道通道，横向探头横向探头；4 4 通道通道，纵向探头纵向探头；5 5 通道通道，纵向探头纵向探头；6 6 通道通道，纵向探头。纵向探头。 每一测每一测点点中所收到的数据称为含有中所收到的数据称为含有温度计通道温度计通道1 1次测量次测量和和 1 16 6通道每个通通道每个通道道4242个测量个测量值值。一个一个“帧帧”测量周期的数据包测量周期的数据包 仪器记录方式和探头应用仪器记录方式和探头应用Tt1t20tn幅幅度度时间时间 仪器记录方式和探头应用仪器记录方式和探头应用 每个帧里面每个帧里面测井数据测井数据，与不同深度的模拟测量结合，形成

17、一个测井曲，与不同深度的模拟测量结合，形成一个测井曲线。在每一个数据包里里面有线。在每一个数据包里里面有253 253 （6x42+16x42+1）条条测井曲线，根据其所需解测井曲线，根据其所需解决的问题及决的问题及油、水油、水井条件，可以有下列特性曲线：井条件，可以有下列特性曲线：近区损伤谱图近区损伤谱图; ;中区损伤谱图中区损伤谱图; ;远区损伤谱图远区损伤谱图; ;横向探测横向探测1 1损伤谱图损伤谱图; ;横向探测横向探测2 2损伤谱图损伤谱图; ;温度测井温度测井图图. .处理后得到的曲线：处理后得到的曲线：第第1 1层管柱层管柱厚度厚度（毫米毫米) )第第2 2层管柱层管柱厚度厚度

18、 ( (毫米毫米) )仪器记录方式和探头应用仪器记录方式和探头应用管道模型管道模型数据图数据图MID-K电磁探伤成像测井仪测井实例图电磁探伤成像测井仪测井实例图MID-KMID-K测定套管厚度和探测损伤测定套管厚度和探测损伤实例图实例图 18号模拟井号模拟井 219mm 0-9.5m (7mm) 9.5-17m(8mm) 导向管靴脚导向管靴脚 17m 油管油管 89mm(6.5mm) 厚度记录图第二根管道的厚度记录图温度纵向探测（近区）纵向探测（中区）横向探测各种各种油管油管和和套套管损伤管损伤测井实测井实例例图图损伤记录图损伤记录图油油 管管深深度度套套 管管横向探测横向探测套管中的纵向损伤

19、套管中的纵向损伤 ( (乌克兰乌克兰油田345345号井号井) )ACB油管油管中的纵向损伤中的纵向损伤 A-附近区域附近区域; C-远区域远区域; B-横向探测横向探测 (乌克兰乌克兰345号井号井 )ABTCH套管套管的的磨损性损伤磨损性损伤( ( 那里亚玛尔罗斯西娜区第那里亚玛尔罗斯西娜区第302302号号油井油井) )A A- -技术套管技术套管( (245245, ,厚厚1010mm)mm); ; C C- -钻探管钻探管( (168168, ,厚厚1111mm)mm); ; T T- -温度记录；温度记录； B B- -横向探测横向探测; ; H H- -厚度谱厚度谱套套管断裂性损

20、伤管断裂性损伤. (. (乌乌克兰克兰4153 4153 号号油井油井) )A AB BC CT油管油管+ +套管套管套管1838-1858 米孔洞性损伤米孔洞性损伤 A-近区近区; C远区远区; B-横向探测横向探测; T-温度记录温度记录 (乌克兰乌克兰414号号油井油井)油油 管管套套 管管温温 度度深度深度Strip 2 1/8-80过过油管油管的穿孔段的穿孔段（乌克兰乌克兰234号号油井）油井）声波电视成像声波电视成像MID-K电磁探伤图电磁探伤图形状为锯口裂缝的孔洞性损伤形状为锯口裂缝的孔洞性损伤 ( (康诺夫斯卡娅区康诺夫斯卡娅区21082108号号井井) )油管油管+ +套管套

21、管套管套管套套管孔洞性损伤段管孔洞性损伤段. . ( (过油管测的过油管测的哈萨克斯坦哈萨克斯坦108108号井号井 ) )ACB油管+套管+表套油管+套管 进入进入套管和套管和及及表层套管的测井图表层套管的测井图 A A 只有只有油管油管 89 89 mmmm; ; C C- - 油管和套管油管和套管 165 165 mmmm; ;B B - - 进入进入表表管管 245 245 mmmm. (. (第第399399号号油井油井 乌克兰乌克兰)管道管道厚度厚度有有损伤部分损伤部分( (第第381381号号油井油井 乌克兰乌克兰) ) 油管+套管厚度AC 114 114 mm 8989 mm油

22、管内油管内径变化径变化 A 近区近区 ; C 远区远区; B- 横向探测横向探测 (第第345号号井井 乌克兰乌克兰)测井及解释软件测井及解释软件四、四、MID-K多层管柱电磁探伤成像测井仪多层管柱电磁探伤成像测井仪MID-K测井及解释软件测井及解释软件4.1 MIDKAR软件软件vmidkar.exe - 主程序模块主程序模块,v将从仪器传输来的信息可视化，并将其记录；将从仪器传输来的信息可视化，并将其记录；* 改变可视参数；改变可视参数；* 浏览记录的信息；浏览记录的信息；* 将记录的信息转化为十进制。将记录的信息转化为十进制。v数据文件：数据文件：izm-a-bb, 其中：其中：a-测量

23、的形式，测量的形式，“o”主要形式，主要形式，“p”重复测量，重复测量，“t”点测量；点测量；bb-是自动生成的矿井测量的顺序号。是自动生成的矿井测量的顺序号。如果如果深度采样间距为深度采样间距为1厘米，测井的速度为厘米，测井的速度为144m/h。（测井速度范围（测井速度范围50300m/h）MID-K测井及解释软件测井及解释软件4.2 “CORR_MID”程序程序 可从数据文件中剪切下需要的一段深度（从顶层到底部）；可从数据文件中剪切下需要的一段深度（从顶层到底部）； 由文件中切除出错的帧；由文件中切除出错的帧； 消除套管磁性所造成的影响；消除套管磁性所造成的影响； 校平数据（校平数据（2，

24、3，5，7点）；点）； 按给定的间距均匀分配深度。按给定的间距均匀分配深度。4.3CORR_MM程序程序 使用使用MIDK仪器进行记录时，由深度传感器所获得的数据进行修正。仪器进行记录时，由深度传感器所获得的数据进行修正。MID-K测井及解释软件测井及解释软件4.4 KALIBR程序程序 对对MIDK仪器标准数据进行取中。最后获得一个帧，该帧以文本文件仪器标准数据进行取中。最后获得一个帧，该帧以文本文件形式输出。形式输出。4.5 DEVIZ程序程序v在显示器屏幕上显示测井数据；在显示器屏幕上显示测井数据；v以以LAS文件输出选择的曲线；文件输出选择的曲线；v计算第一和第二管道的损伤谱；计算第一和第二管道的损伤谱；v计算第一和第二管道壁厚；计算第一和第二管道壁厚；v区分三管、双管和单管结构矿井段。区分三管、双管和单管结构矿井段。 测井程序窗口测井程序窗口MIDKAR测井软件测井软件 测井程序窗口测井程序窗口MIDKAR测井软件测井软件一个测量周期的一个测量周期的数据包数据包（一（一“帧帧”）测井ASCII码文件（*.las）内容测井ASCII码文件（*.las）内容 主菜单主菜单 DEVIZ解释软件解释软件文件文件“打开打开”、“保存保存”、“退出退出”不保存数据，直接退出程序。不保存数据，直接退出程序。比例比例可以选择从可以选择从1：1001：1000的各种比例。的各种比