电磁探伤测井介绍.ppt

电磁探伤测井简介 中国石油集团测井有限公司华北事业部 一、测量原理 七、小结 1、MID-K能适用于单层或多层金属管柱损伤测。 2、不受气体、液体、气液混合介质等多种流体介质测量环境的限制。 3、不需对高压油气井进行重新压井或起下油管等作业即可实施管柱损伤检测。 4、不影响油气井生产等优点，能较好地满足油气田勘探开发的需要。 * * MID-K电磁探伤成像测井仪属于磁测井系列，属典型的漏磁通法，其理论基础是电磁感应定律（法拉第定律）。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ε，即 式中：ε为接收线圈的感应电动势； S为接收线圈总面积（S=K*S1*N， S1第一线圈面积、N为线圈匝数； K为磁滞常数）； Φ为磁通量；B为磁场强度。 当一个磁探头制作完成之后，参数S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V，脉冲宽度和脉冲间隔都是200ms，在脉冲间隔时间段，接收线圈完成对ε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，而直流脉冲之后接收线圈中的磁场强度B和磁通量变化率dΦ受感生电流大小的影响，因此，接受线圈中感生电动势ε是套管或油管的形状、位置及其材料电磁特性的函数。 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I1和I2，I1和I2的方向遵循右手安培定则。在直流电脉冲结束之后，I1和I2为克服原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，ε是I1和I2共同作用的结果。 在油管或套管的电磁特 性发生变化时，感生电流I1、 I2的大小发生改变；当油管 或套管出现孔洞、裂缝，特 别是纵向裂缝，将切断感生 电流I1、I2在管壁上的回路， 这些都能改变感生电动势ε 的幅度。 纵向探头线圈载面的法方向和管柱的轴向方向平行 纵向探头A 横向探头 相同长度的裂缝，纵缝切断感生电流在管壁上的回路远大于横缝 横向探头用于探测横向损伤； 辅助探测及确定纵向裂缝及断裂； 确定损伤是“对称”还是“不对称的。 横向探头线圈轴线方向和管柱的轴线方向垂直 在单套管柱结构下，其函数表达式为: 式中:T1--套管厚度；μ1--套管磁导率；σ1--套管电导率；D1--套管外径; tc--井内温度。 套管因射孔、腐蚀、机械加工和撞击等原因造成套管磁导率μ1和电导率σ1等参数发生改变，ε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，导磁介质缺损，发生在套管上的感生电流减小，ε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，指出破损处是否还有铁磁介质存在。 套管在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，ε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。 在双套柱结构下,其函数表达式为式中: ε--感生电动势； T1、T2为油管、套管厚度； μ1, μ2, 为油管、套管磁导率； σ1，σ2为油管、套管电导率； D1、D2为油管、套管外径； tc--井温； EX为内、外管相对位置几何校正系数。 为了提高测量精度，在井下仪器设计时，采用三个不同的硬件放大电路，对纵向探头A的接收线圈感生电动势ε时间衰减谱分三个不同的时间段进行放大采集，得到三个不同放大倍数的时间衰减谱(如图所示)，提高对管柱不同径向范围感应电动势的测量精度。 A探头三层管柱感应电动势时间衰减谱 横向探头B和C，测量原理与纵向探头基本一致，只是其线圈轴线方向和管柱的轴线方向垂直，测量垂直于管柱方向的感应电动势。B,C是两个完全相同的探头，沿设备轴心成90度角分布。在探测对称性损伤（接箍）时，会收到完全相同的感应电动势时间衰减谱。在探测非对称性损伤时（纵向裂缝）时，损伤谱会有差别，因为B、C在井中的重复角度不同。 因此，可以通过成像图快速、直观地掌握各级管柱的腐蚀情况。 二、俄罗斯MID-K测井仪简介 仪器结构 俄罗斯MID-K电磁探伤成像测井仪的结构图。仪器全长2.1米，电子线路和自然伽马探头分布在仪器上部，向下依次是纵向探头A和横向探头B、C，最下部是温度传感器。 1－上部扶正器； 2－磁保护套； 3－电子模块和伽马探头； 4－纵向探测头A； 5,6－横向探测头B、C； 7－温度传感器； 8－下部扶正器 三、技术指标 井下仪器外径（Φ