电磁探伤测井技术在华北油田的应用

1、用张麟戴恩汉李宏魁陈正杨秀梅黄志平刘军利(中原油田分公司采油工程技术研究院 河南 濮阳)摘要: DS - M - 42用张麟戴恩汉李宏魁陈正杨秀梅黄志平刘军利(中原油田分公司采油工程技术研究院 河南 濮阳)摘要: DS - M - 42S电磁探伤测井仪成功地解决了在油管内探测油管套管的厚度和损坏(腐蚀变形破裂等) 射孔井段 准确指示管柱接箍封隔器等井下工具以及油管鞋的位置等技术难题 ,并能探测套管以外的铁磁性物质(如套管扶正器表层套管等) 在油气水井井况监测中发挥了重要作用根据现场测井需求 ,对电磁探伤测井技术进行 了配套完善通过配套完善 拓宽了电磁探伤测井仪的应用范围 提高了测井资料的符合率

2、 满足了井况监测的需要。 关 键 词: 电磁探伤; 多臂井径; 配套完善; 现场应用中图法分类号: 631.8+ 13文献标识码: B文章编号: 1009134(2011)000603的损伤。1.2测量原理DS- M - 42S 电磁探伤仪的物理基础是法 第电磁感应定律给发射探头供一电流,接收探头产生随时间变化的感应电动势1 。 = - / dt = dS. B式中 为磁通量;S 为线圈截面积;B 为磁场强 度。当管柱(油套管) 厚度变化或存在缺陷时,感应电 势将发生变化,通过分析和计算,在单双层管柱 结构下 ,得到管柱的壁厚 ,可判断管柱的裂缝腐蚀和 孔洞。单层管柱结构,感应电动势函数表达式

3、为:0引言DS- M - 42S 电磁探伤测井仪应用电磁感应原理既可探测单层井下套管又可透过内层油管探测 油套管的壁厚和损坏 ,具有测量结果不受井筒内液体 管壁上的石蜡水泥块盐垢等沉积物影响的特点, 解决了在油管内探测油管和套管的厚度和损坏(腐蚀、 形破裂和孔洞等) 射孔井段 ,准确指示管柱接箍、隔器等井下工具以及油管鞋的位置,而且大大地降 了测井施工费用和时间 ,因此对油气水井的技术状 况起普查体检的作用在该仪器的应用过程 主要从以下几个方面进行了完善配套:应用压力平 衡数值模拟技术 ,设计了井下仪配重一体化方案;对操 软件和解释软件进行了改进和完善;配套了不停产试及组合监测工艺通过不断配套

4、完善,提高了仪 带压测试的安全性能,满足了不停产测试和井况普 查需求 ,拓宽了井况监测资料录取的范围。(1)1= f1 ( h1 1 1 ,D1 ,t1 ij)式(1)中前三项是主要的 ,所以可以简化为:= f1 ( h1 1 1)(2)1双层管柱(如有油管和套管)结构时:(3)2= f2 ( h1 h2)1电磁探伤测井技术钢管磁导率电导率和和壁厚 h 是对测得感1.1仪器结构DS- M - 42S电磁探伤仪由温度探头自然 伽马探头纵向长轴探头A横向探头BB纵向短轴 头 C 个探头和上下扶正器及电子线路组成其中 温度探头测得井温资料,确定出液口的位置 ,并对管材导率进行温度校正;自然伽马探头探

5、测井身周围自 伽马强度用于校深;探头ABBC 用来检测套管电动12 都是有贡献的,(经温度j 校正)视为已知 因此,可计算出内外管壁厚度 h1h2 ,即对方程(2) (3) 联立求解 ,就是损坏部位的均匀壁厚(视厚度) 。1.3仪器技术指标DS- M - 42S电磁探伤仪的主要技术指标:外形尺寸:下井仪直径42 m ,下井仪长度(包括扶正介: 张 麟,男,1975 生, 师,2001 年7 学()业,测井研究中心从事生作编:457001器)3 500 m;耐压器)3 500 m;耐压100 a ;耐温150 ;测井速度180m/h300 m/ h;测量管柱直径 63 m324 m;测量 柱壁厚

6、:内层管柱 3 m12 m ,双层管柱25 m;确定管柱壁厚度误差:内层管柱 0. 5 m ,多层管 柱1.5 m;裂缝型缺陷最小长度:纵向裂缝40 m ,横 向裂缝(内)1/6 圆周长;孔洞型缺陷最小直径30 m。现场应用3磁探伤测井技术自 2006 年 12 月引进以来 ,先在中原油田现场应用了 300 多井次,测井成功率95 以上 ,资料解释成果符合现场实际 ,效果良好,为 套损井合理修复措施的制订和井况防治提供了第一手准确的资料。3.1套管变形卫23 - X井:多臂井径测井资料解释结果如图 1 所示:套管在1 664 1 668 m 变形 ,在1 664.3 m处 大缩径为 14 m

7、,最大扩径为 11 m电磁探伤资 解释结果如图 2 所示:1 663. 8 m1 165 m 套管平均壁厚有明显变化 ,且各探头曲线异常幅度较大 ,该处 套管有变形损伤。技术完善配套22.1 井下仪下扶正器的改进DS- M - 42S 电磁探伤测井仪井下仪温度 节和下扶正器由于其结构不合理,在其下端挂接加 重存在安全隐患 ,因此对温度短节和下扶正器进行了进 ,使温度短节下扶正器和加重杆悬挂器一体化, 据井口压力大小自由悬挂加重 ,提高了带压测井的 安全可靠性。2.2 现场操作软件的改进和完善DS- M - 42S现场操作软件是英文版的 ,没 有实时绘图功能 ,这对现场分析井下套管技术状况造成难

8、度 ,因此对原程序模块进行分解和对操作界面窗口进行汉化和完善,将地面接收软件采用DLPH6. 0 进行了全新的编制 ,实现了实时绘图功能,深度兼容性 设计 ,实现了实时绘图。2.3 解释软件的改进和完善使用俄罗斯解释软件时发现存在如下问题:解 结论无法在成果图上显示和规范化处理;无法调整 印参数通过对原解释软件进行了2 种形式的汉化 处理和完善: 对原有软件进行汉化处理 ,采用WOS内核L 挂接 ,对原有的软件进行汉化 采用V对解释软件进行全新编制,解决了原解释软 件的缺陷,提高了测井资料解释速度。2.4 电磁探伤和多臂井径组合测井技术配套DS- M - 42S 电磁探伤测量结果不受泥浆 或者

9、套管壁上的石蜡水泥块的沉积物的影响 ,但不能量识别井下管柱的变形 ,也无法区分井下管柱的内外腐蚀而多臂井径测井能够精确测量出套管的内径 化因此将电磁探伤与多臂井径组合测井,对测井 资料进行综合分析 ,识别井下管柱的变形腐蚀和结盐结垢情况,全面分析井下套管技术状况。2.5 不停产测井工艺配套了发挥电磁探伤仪双层管柱探伤的功能,实现 水井和气井的井况普查,在确保井口压力在 30 a 情况封得住下得去2 ,配套了新型的液压式井口喷装置,该装置主要技术指标:密封压力:动压 035 a 静压 050 a ;防喷管长度:1.5 m/根 任意 组合;适用电缆外径5.6 m。图 1 卫 23 - X井臂井径测

10、井成果图图 2 卫 23 - X井电磁探伤测井成果图3.2 套管严重损伤胡7 - X 井:多臂井径测井资料解释结果如图 3 所示:套管在 1 727 1 736 m 变形 ,其中在 1 730 m 和1 735.4 m 处最大缩径均为 4 m电磁探伤测井料解释结果如图 4 所示:在 1 729 m1 787 m 套管 均壁厚减小0. 7 m ,套管腐蚀 ,其中 1 731 m 套管 厚由 7. 72 m 减小至 4. 72 m ,该点套管损伤严 重。图 3 胡 7 - X井臂井径测井成果图图 65图 3 胡 7 - X井臂井径测井成果图图 654 - X井多臂井径测井成果图4结论自2006 年

11、 12 月引进 DS - M - 42S 电磁探伤仪以来,电磁探伤测井技术在中原油田推广应用了300 多井次 ,在推广应用过程中对该技术进行了不断 完善配套,拓展了应用范围几年来,仪器工作性能稳 定测井一次成功率 100 %,资料解释结果符合率在90 以上 ,效果良好通过几年来的应用 ,我们认为该 术在以下几个方面具有良好的应用前景: 及时发 现天然气管柱有无裂缝,避免出现事故 在采油井大 时了解套管损坏情况;可以发现井身结构丢失井现 象侧钻井在施工前要测井,确定开孔以上的管柱能承担侧钻任务注水井修井时了解管柱破裂情况, 避免水窜槽污染饮用水源该技术与多臂井径测井技 术结合 ,区分和定量分析井下管柱的变形和结盐结垢图 4 胡 7 - X井电磁探伤测井成果图3.3气井井况普查54- X井和 76X 井是两口正在生产的高产天 然气井 ,这两口井三年多没有动过管柱 ,为了解起井下管和套管的技术状况,对其进行了电磁探伤测井。 井资料解释分析得出如下结论:76X 井在 3 166. 4 m3 167.9 m套管腐蚀,套管平均壁厚由9.17 m 变 为8.26 m;54 - X井在 3 463 m3 466 m 油管腐 蚀,平均壁厚由5.5 m