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1、,EMDS-TM-42E电磁探伤测井仪,一、概述二、电磁探伤仪的特点三、电磁探伤测井仪的结构四、电磁探伤测井的原理五、电磁探伤仪信息采集方法六、A、B、C探头的用途及测量原理七、电磁探伤仪的技术指标八、电磁探伤测井解释九、电磁探伤仪的应用十、电磁探伤仪在模型井中测井实例十一、电磁探伤仪测井实例 结 论,EMDS-TM-42E电磁探伤测井仪目录,用于检查套管损伤变形的测井方法有常规的机械、声波、放射性、光学、电磁等方法。,1、机械方法：井径仪（X-Y,12、16、18、36、40、60臂等）2、声波方法：井壁超声波成像测井仪3、放射性方法：伽马-伽马测井仪4、光学方法：井下摄像电视测井仪5、电磁
2、方法：接箍定位器、管子分析仪、电磁 测厚仪、磁测井等、电磁探伤测井仪,一、概 述,电磁探伤仪测井技术成功地解决了在油管内探测套管的厚度、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（如套管扶正器、表层套管等）。,用机械、声波、光学、放射性及电磁方法等只能检查单层套管的变化和套损，不能检查多层套管的腐蚀和厚度变化情况；有的仪器外径大，使用受到限制；并且井壁超声波成像和井下电视摄像测井还受井内介质的影响。,一、概 述,目前，许多老油田套管损伤井呈逐年增多趋势，并向区域性发展，这将严重影响油田的产量。利用电磁探伤测井技术进行普查，评价套管的损伤程度，认识和预防
3、套损区域性的扩大，及时采取措施有重要意义。,电磁探伤测井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，节省了检查套管情况时起下油管的作业费用和时间，这一特点使得对油、水井井身结构进行普查成为可能。因此，它可作为油、水井井身结构进行“体检”的方法，及时发现井身结构的变形，控制损坏。,二、电磁探伤仪的特点,三、电磁探伤测井仪的结构,上扶正器,伽马探头,下扶正器,井温探头,长轴探头A,横向探头B,短轴探头C,该仪器由多个探头和上、下扶正器及电路组成。多个探头包括温度探头、自然伽马探头、纵向长轴探头A、横向探头B、纵向短轴探头C。其中温度探头用来检测井内流体温度场的变化，
4、确定出液口的位置；自然伽马探头探测井身周围自然伽马强度，用于校深；探头A、B、C用来检测套管的损伤。,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，在单套、双套管柱结构下，可判断管柱的裂缝和孔洞，得到管柱的壁厚。,四、电磁探伤测井的原理,=-d/dt d=dS B,2、单层管柱结构，感应电动势函数表达式为(1)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（如有油管和套管）结构时(2)式中
5、：T1、T2-内外管柱的厚度,在正常情况下，钢管磁导率、电导率、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1、2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管壁厚度，但这一结果是损坏部位的均匀壁厚（视厚度）。,四、电磁探伤测井的原理,1=f(T,D,t),2=f（T1T21212D1D2t）,五、电磁探伤仪信息采集方法,（a）,（a）常规的电磁测井仪是在通电的情况下连续记录的正弦波,（b）电磁探伤测井中供给发射线圈的是直流脉冲电流,断电时分测量,（b）,内管与外管对感应电动势的影响是如何划分或确定：,120ms,断开供电电流的时间（120m
6、s）内，在接收线圈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，A、B、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。,理论分析表明，如果钢管的厚度（T1+T2或T1）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示内外管的变化。在内管初步确定以后，影响感应电动势衰减因素就是外管，因此在感应电动势的衰减过程中测量，用这种方法可把内、外管对测量的影响区别开。,五、电磁探伤仪信息采集方法,五、电磁探伤仪信息采集方法,80,115.5,58,38.5,A2,A4,A6,A8,T(ms),U(10V
7、),A1,A3,A5,A7,A9,25,47.5,31,68,95.5,A 探头 记录A1A9B 探头 记录B1B4C 探头 记录C1C5,5.25,6.25,B1,C1,C2,B2,C3,B3,C4,B4,C5,探头A、C线圈截面的法向方向和管柱的轴向方向（井轴方向）平行，故称之为纵向探头。纵向长轴探头A 记录A1-A9条曲线，探测范围较大 1、计算单层管柱厚度 2、计算双层管柱厚度 3、检测外管的纵向裂缝 4、确定内管和外管的腐蚀,六、A、B、C探头的用途及测量原理,当发射线圈通以短时间的直流脉冲电流时，在线圈周围产生很强的稳定磁场，根据导体中的电磁渗透理论，其磁力线穿过油管进入套管，在油
8、管和套管壁上分别产生感应电流I1和I2，在直流电脉冲结束后，次生磁场在接收线圈中产生感应电动势。,在油管或套管的电磁特性发生变化时，感应电流I1和I2发生改变；当油管或套管出现孔洞、裂缝，特别是纵向裂缝，将切断感应电流I1和I2在管壁上的回路，这将改变感应电动势的幅度，在测井曲线上表现出异常。,纵向长轴探头A测量原理,纵向短轴探头C记录C1-C5条曲线，探测范围较小 1、计算单层管柱厚度 2、判断内管的纵向裂缝 3、确定内管的腐蚀情况,由于发射线圈产生的磁场强度弱，主要探测第1层管柱，探测原理同探头A。A、C探头结合可判断双层管柱的纵缝、腐蚀，并用于计算内外管的厚度。,纵向短轴探头C测量原理,
9、横向探头B的线圈轴线方向和管柱的轴线方向垂直，因此称为横向探头。记录B1-B4条曲线1、判断内管的横向裂缝2、判断内管的错断和变 形情况3、计算内管的壁厚,横向探头B测量原理,发射线圈产生的磁场强度比较弱，其磁力线只能穿过第1层管柱，在管壁上感应出电流I1,接收线圈检测由I1产生的感应电动势。,横向探头B测量原理,当管壁上的损伤部位进入探头的探测区域时，特别是裂缝，将切断感应电流的回路，从而影响感应电动势的幅度。由于探头只能按某一固定方向扫描，横缝要比纵缝落入探测区的几率大，因此，探头B主要用来探测横缝。,七、电磁探伤仪技术指标,外形尺寸：下井仪直径 43 mm 下井仪长度（不包括扶正器）35
10、00 mm 地面面板 290260100 mm仪器重量 15 kg耐压 80 MPa 耐温 140 电缆 单芯测井速度 300 m/h,七、电磁探伤仪技术指标,管壁厚度研究范围 3-12 mm被研究管的直径 63324 mm确定管壁厚度基本误差 单管结构 0.5 mm 多管结构 1.5 mm裂缝型缺陷最小长度：沿管轴方向 40 mm(内)管轴横向 1/6 圆周长孔洞型缺陷最小直径：30 mm,八、电磁探伤测井解释,资料处理解释的程序系统包括：lasvgk.exe控制外层程序；okgk.exe解释程序。用于处理解释的原始资料是LAS文件，其中记录着在测井过程中测量的数据，可记录27条曲线（A1A
11、9、B1B4、C1C5、井温T1 T2、伽马GR1 GR2、磁记号MAPO、地温梯度T.GRAD、电流I、噪声信号NOISE、测速SPEED）和深度信号DEPTH。在井场用车载计算机可以做快速预处理。,首先通过曲线形态定性判断内外管柱是否存在裂缝损坏，如有裂缝可半定量地给出缝的长度，然后通过解释软件计算定量给出内外管壁的厚度。可根据用户要求进行成像处理。井温探头测得井内流体的温度，能辅助判断管柱损坏漏液情况。,八、电磁探伤测井解释,电磁探伤测井仪资料处理解释包括两个阶段：定性识别缺陷、确定其特点和定量计算管壁厚度。,根据壁厚曲线并考虑这种方法的允许误差（单管柱0.5 mm，双管柱1.5 mm）
12、划分出显示为壁厚减小的推测缺陷的井段。确定所查明缺陷属于两层管柱中哪一层管柱，评价腐蚀或磨损的程度。如厚度减小较多，说明管柱损坏情况较为严重。此外，根据电磁探伤测井资料还可以确定井身结构。,八、电磁探伤测井解释,1、用于井下探伤和确定管柱壁厚。对两层管柱的每一层管子单独确定其厚度。2、发现裂缝型缺陷、破裂缺陷、管壁腐蚀和机械磨损井段、爆炸射孔段和筛管以及接箍处脱接。3、可以研究井身结构，其中包括：在两层管柱中确定所有接箍的位置，获得所有管子沿井身位置的完整图像，套管鞋、封隔器、阀的分布位置的深度等。4、可以在不停止开采通程的情况下进行油气生产井测井。测量过程中任何一种类型的泥浆或者套管壁上的石
13、蜡、水泥块的沉积物都不会影响测量结果。,九、电磁探伤仪的应用,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。,电磁探伤仪在俄罗斯应用情况：1、采气井：每年必测一次，及时发现管柱有无裂缝，避免出现事故。2、采油井：大修时测套管损坏情况。3、井身结构丢失井：用该方法恢复井身结构。4、侧钻井：在施工前要测井，确定开孔以上的管柱能否承担侧钻任务。5、注水井：修井时必须测井，以免管柱破裂水窜槽污染饮用水源。,九、电磁探伤仪的应用,在模型井中电磁探伤测井各探头对裂缝的响应,十、电磁探伤仪在模型井中测井实例,该模型井为有枪身射孔，在A、B、C三个探
14、头上均有明显的反映。在壁厚TEXP曲线上表现为壁厚变小。,十、电磁探伤仪在模型井中测井实例,TEXP,UUB1,UUC1,UUA1,该模型为单套变换壁厚，从曲线TEXP上看，壁厚有明显的变化。,6.2,7.72,十、电磁探伤仪在模型井中测井实例,该模型为单层套管，其中有三条纵缝，从解释结果来看，A和C探头都有明显的异常显示。,TEXP,UUB1,UUC1,UUA1,十、电磁探伤仪在模型井中测井实例,TEXP,UUB1,UUC1,UUA1,该模型为单层套管，由一系列横向裂缝组成。B探头对于横向裂缝反映比较明显，C探头也有一定反映。,十、电磁探伤仪在模型井中测井实例,十、电磁探伤仪在模型井中测井实
15、例,十一、电磁探伤仪测井实例,裂,十一、电磁探伤仪测井实例,孔,十一、电磁探伤仪测井实例,该井为大修井，起油管后，测X-Y井径，发现有两处变形。用电磁探伤仪验证相吻合。,十一、电磁探伤仪测井实例,变形,变形,电磁探伤仪测井,X-Y井径仪测井,变形,变形,XXX电磁探伤测井图,该井经电磁探伤测井后发现在2226-2238m处有裂缝存在。,十一、电磁探伤仪测井实例,1985.02053.0m处，套管腐蚀,壁厚在5.06.8mm之间,十一、电磁探伤仪测井实例,1838m处有缩径变化，壁厚有约1.2mm左右变化。,十一、电磁探伤仪测井实例,该井为一口注水井，由于不了解井下套管的破损情况不知是否应该作业
16、。因此，采用电磁探伤仪在油管内测量套管变形情况。测井结果发现该井只是变形，并没有产生裂缝，因此，没有作业。,变形,变形,十一、电磁探伤仪测井实例,在油管中检测出套管损坏,十一、电磁探伤仪测井实例,曲线上有两处偏小异常，表明两处套管损坏。计算得到油管厚T1曲线正常，套管厚T2曲线两处偏小，解释为套管受到严重的腐蚀，II处壁厚比正常值小了2.5mm以上，可能出现套漏。该解释结果在修井作业中得到证实。,I,II,I,II,十一、电磁探伤仪测井实例,704井单层管柱测井成像图(俄罗斯巴什科尔特斯坦油田),十一、电磁探伤仪测井实例,68 井双层管柱测井成像图(俄罗斯巴什科尔特斯坦油田),结 论,1、电磁
17、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，这一特点也使得对油、水井井身结构损坏进行普查成为可能。2、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，可对纵向裂缝和横向裂缝作出判断。3、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定对该井是否进行维修作业的方案提供依据。4、电磁探伤测井仪是目前为止唯一能同时探测多层套管受损情况的仪器，利用这一特性，使对套管损伤由定性的分析到定量的判断成为现实；由查找损伤到对损伤的预报成为可能,为新钻井如何下套管提供依据。,谢谢,
