电磁探伤测井技术课件

2010年04月电磁探伤测井及在胜利油田的应用

2/6/2023目录摘要○、引言一、电磁探伤测井的原理二、应用实例三、结论2/6/2023电磁探伤测井仪（EMDS-TM-42E）成功地解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统分析，为现场作业提供了科学依据。摘要

2/6/2023

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ε。式中：Φ--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ε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。一、电磁探伤测井原理2/6/20232、单层管柱结构，感应电动势ε函数表达式为(1)式中：T-套管厚度，μ-套管磁导率，σ-套管电导率D-套管外径，t-时间。3、双层管柱结构时(2)式中：T1、T2-内外管柱的厚度在正常情况下，钢管磁导率μ、电导率σ、外径D和时间t都已知，只有钢管壁厚T未知。因此，测得感应电动势ε1、ε2时，就可以得到内、外管壁厚度T1、T2[即方程（1）、（2）的联立解]，此时计算出的管壁厚度是平均壁厚。

电磁探伤测井原理2/6/2023上扶正器伽马探头井温探头下扶正器短轴探头C横向探头B长轴探头A

仪器结构

电磁探伤测井仪由上、下扶正器，纵向长轴探头A、纵向短轴探头C、横向探头B、伽马探头和井温探头组成。其中，探头A、B、C用来检测套管的损伤，井温探头用来测量井内流体的温度变化，伽马探头用来测量校深曲线。2/6/2023管壁厚度探测范围3-12mm被探测管的直径63～324mm确定管壁厚度基本误差单管结构0.5mm多管结构1.5mm裂缝型缺陷最小长度：沿管轴方向2.550mm沿管轴方向5.570mm过油管的5.5150mm管轴横向1/4圆周长技术指标2/6/2023外形尺寸：下井仪直径43mm下井仪长度（不包括扶正器）2850mm耐压100MPa耐温140℃技术指标2/6/2023C探头用于探查第一层管柱（内管）的纵向损伤缺陷。该探头测量五条曲线，编号UC1～UC5，随曲线编号数增加，探测深度相应增大。A探头记录九条曲线，其编号从UA1～UA9，A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；如果所测的井内存在第三层管柱，A探头也可提供有关第三层管柱的信息。横向探头B用于探查第一层管柱的横向损伤缺陷。B探头测量四条曲线，其编号为UB1～UB4，B探头的径向测量深度随着曲线编号的增加而增大。测井曲线及作用2/6/2023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类型、套管壁上的石蜡等井内物质的影响。2/6/2023

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壁厚和损坏—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）。2/6/2023套管质量评价-电磁探伤测井2/6/2023检查套管补贴情况XX-1井电磁探伤曲线图补贴套管段标准套管

XX-1井电磁探伤在油层套管内测井，资料见左图。从图中可明显看出补贴厚度，套管补贴的顶界深度为2955.7m，底界深度为3045.9m，并且可见标准套管。

2/6/2023油管中检测出套管损坏

XX-2井电磁探伤曲线图

XX-2井电磁探伤在油管内测井，资料左图。从图中可明显看出，487～497米，探测深度较深的UA8测井曲线上有偏小的异常。计算得到油管厚度T1曲线正常，说明油管正常无损伤；套管厚度T2曲线变小，壁厚比正常值约小2.5mm，说明套管有损伤。该处套管受到严重腐蚀，可能出现套漏。该解释结果在修井作业中得到证实。2/6/2023指示管柱结构

XX-3井电磁探伤曲线图

XX-3井电磁探伤为光套管内测井，资料左图，该井的电磁探伤测井解释图，明显显示出套管厚度、下深，套管扶正器、射孔位置位置等。套管扶正器标准套管射孔2/6/2023检测出套管脱落外层套管接箍脱开XX-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-5井电磁探伤曲线图

2/6/2023检测出油层套管内外壁损伤正异常负异常XX-6井电磁探伤曲线图

XX-6井中，在9.1m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金属存在，并且在第一层套管内壁有金属缺失。

2/6/2023三、结论（1）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作业费用，节约成本，提高工作效率。（2）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