孫 超

電磁探傷測(cè)井資料影響因素分析

孫 超

（中國(guó)石油青海油田測(cè)試公司，青海 茫崖 817000）

井下油套管損傷（包括電化學(xué)腐蝕及機(jī)械損傷）是油氣勘探、開(kāi)發(fā)中最為普遍的現(xiàn)象，給經(jīng)濟(jì)造成巨大損失、給油氣生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)帶來(lái)極大困難。MID-S多層管柱掃描式電磁探傷成像測(cè)井儀，增加了井周掃描功能，在測(cè)量精度上有了較大的提高。通過(guò)對(duì)各種電磁探傷異常曲線進(jìn)行分析以及對(duì)造成曲線異常的原因進(jìn)行了總結(jié)，提高了測(cè)井資料的解釋符合率，能夠?yàn)橛吞锾讚p監(jiān)測(cè)和措施作業(yè)提供更為準(zhǔn)確、詳實(shí)的依據(jù)。

電磁探傷；縱向長(zhǎng)短探頭；管柱腐蝕；變形

1 電磁探傷測(cè)井現(xiàn)狀

1.1 電磁探傷原理

1.2 電磁探傷技術(shù)特點(diǎn)

其縱向探頭A、B測(cè)量的是平行于管柱軸線方向管壁的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)間衰減曲線，用于探測(cè)多層管的管柱結(jié)構(gòu)，計(jì)算第1層管和第2層管的厚度以及識(shí)別縱向裂縫及套管斷裂，特點(diǎn)是徑向探測(cè)深度大。其獨(dú)特的掃描探測(cè)頭C測(cè)量的是垂直于管柱軸線方向管壁的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)間衰減曲線，用于探測(cè)橫向損傷以及輔助判斷縱向裂縫及斷裂、確定管子是否存在對(duì)稱(chēng)性損傷，特點(diǎn)是可以增加損傷部位在探測(cè)范圍內(nèi)的權(quán)重，能識(shí)別井周不同方向上較小的損傷。

目前國(guó)內(nèi)也有生產(chǎn)廠家生產(chǎn)一些電磁探傷類(lèi)儀器，但是都跟機(jī)械井徑測(cè)井一起測(cè)量，起一個(gè)輔助判斷的作用。國(guó)內(nèi)專(zhuān)用的電磁探傷測(cè)井儀器主要有MID-K和MID-S，都是俄羅斯地球物理測(cè)井研究院的第三代和第四代產(chǎn)品。MID-S電磁探傷成像測(cè)井儀，相對(duì)于MID-K測(cè)井，其增加了井周掃描功能，在測(cè)量精度上有了較大的提高。它獨(dú)特的井周掃描技術(shù)可以更準(zhǔn)確判斷沿井周不同區(qū)域上的套管變形、腐蝕、損傷、穿孔等情況。

2 電磁探傷測(cè)井異常資料分析

2.1 儀器居中測(cè)量問(wèn)題導(dǎo)致的測(cè)井曲線異常

在電磁探傷測(cè)井過(guò)程中，要求儀器必須居中測(cè)量，如圖1所示，儀器的扶正器居于儀器兩端，在測(cè)井過(guò)程中保證儀器能夠居中測(cè)量。

圖1 電磁探傷儀儀器結(jié)構(gòu)圖

圖2為電磁探傷測(cè)井圖。

圖2 電磁探傷測(cè)井圖

如圖2所示，縱向長(zhǎng)短探頭曲線出現(xiàn)微小的波動(dòng)，但無(wú)明顯的異常波動(dòng)，屬于正常的管柱反映。掃描探頭區(qū)間，6條掃描曲線出現(xiàn)了波浪狀擺動(dòng)，按照正常解釋分析，此段管柱金屬含量出現(xiàn)了變化，但是與之對(duì)應(yīng)的電磁探傷圖和計(jì)算的壁厚曲線卻沒(méi)有相對(duì)應(yīng)的變化，這就出現(xiàn)了矛盾，對(duì)資料分析造成了難點(diǎn)。在對(duì)該段測(cè)井曲線進(jìn)行分析后，要求更換支撐力更大的扶正器重新對(duì)該段管柱進(jìn)行測(cè)量。

圖3為更換扶正器后的測(cè)井圖，縱向長(zhǎng)短探頭曲線，掃描探頭曲線平直，沒(méi)有出現(xiàn)圖3中出現(xiàn)的波浪狀擺動(dòng)，探傷圖也顯示正常的管柱反映，各個(gè)區(qū)域曲線對(duì)應(yīng)良好，沒(méi)有出現(xiàn)矛盾現(xiàn)象，說(shuō)明圖3出現(xiàn)的曲線異常擺動(dòng)是由于扶正器的支撐力弱，儀器在測(cè)量過(guò)程中處于一個(gè)擺動(dòng)的不穩(wěn)定狀態(tài)，造成測(cè)量曲線波浪狀擺動(dòng)，對(duì)解釋造成了困擾。

圖3 電磁探傷測(cè)井圖（更換扶正器后）

2.2 管柱經(jīng)過(guò)刮削作業(yè)對(duì)測(cè)井曲線造成的影響

如圖4所示，該測(cè)量曲線，縱向長(zhǎng)短探頭曲線出現(xiàn)了微小的毛刺狀，掃描探頭區(qū)域曲線出現(xiàn)有規(guī)律的毛刺狀波動(dòng)，與之對(duì)應(yīng)的壁厚計(jì)算曲線也出現(xiàn)了臂值輕微減小，探傷曲線在管壁內(nèi)側(cè)灰白色，說(shuō)明金屬含量輕微減小。

圖4 電磁探傷測(cè)井圖

受儀器精度影響，一般認(rèn)為管柱無(wú)異常。但與現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員確認(rèn)，該井在測(cè)井之前對(duì)井筒進(jìn)行了刮削磨洗，造成了管柱金屬含量整體減小。因此，在后續(xù)的解釋當(dāng)中，遇到此類(lèi)曲線反應(yīng)，應(yīng)當(dāng)首先考慮管柱是否經(jīng)過(guò)刮削。

2.3 管柱存在機(jī)械變形等問(wèn)題對(duì)測(cè)井曲線的影響

電磁探傷測(cè)井主要用來(lái)監(jiān)測(cè)管柱的損傷情況，包括腐蝕，穿孔等，對(duì)于管柱變形情況判斷不明顯，但是在如下這口井的檢測(cè)中卻出現(xiàn)了在管柱變形段，電磁探傷曲線也出現(xiàn)了變化的情況，如圖5所示。在電磁探傷曲線中，縱向長(zhǎng)短曲線在1705~1713段出現(xiàn)了左右波動(dòng)的現(xiàn)象，探傷圖出現(xiàn)明顯的黑色條帶，壁厚值明顯減小，說(shuō)明該位置管柱出現(xiàn)了腐蝕情況，掃描探頭曲線來(lái)回?cái)[動(dòng)，在壁厚減小的地方，電磁曲線會(huì)出現(xiàn)明顯的減小特征即向左大幅度偏小，但掃描探頭來(lái)回?cái)[動(dòng)則無(wú)法具體解釋。

圖5 電磁探傷測(cè)井圖

為了準(zhǔn)確解釋該段曲線可能出現(xiàn)的問(wèn)題，加測(cè)了井徑測(cè)井，通過(guò)井徑測(cè)井判斷該位置是否存在管柱變形的情況，如圖6所示，井徑測(cè)井曲線和管柱的3D成像圖均顯示該位置存在變形的情況。

圖6 多臂井徑測(cè)井圖和3D圖

由此可以判斷，電磁測(cè)井曲線掃描探頭的擺動(dòng)是由管柱變形引起的。因此，在電磁探傷測(cè)井中，也可以根據(jù)掃描探頭曲線的情況來(lái)判斷該位置管柱是否存在變形等套損情況。

3 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

電磁探傷測(cè)井已經(jīng)應(yīng)用了很多年，對(duì)判斷管柱損傷情況、指導(dǎo)井下作業(yè)起了很重要的作用，在測(cè)井資料的分析過(guò)程中，每一條電測(cè)測(cè)井曲線的波動(dòng)情況都是管柱損傷的具體反映。受各種因素的影響（包括測(cè)井、儀器、管柱），曲線出現(xiàn)了各種各樣的變化，在具體的解釋過(guò)程中，要結(jié)合修井、測(cè)井情況，綜合分析各種資料，準(zhǔn)確判斷井下管柱存在的各種損傷狀況，為后續(xù)的修井施工作業(yè)提供準(zhǔn)確的信息指導(dǎo)，提高管柱作業(yè)的成功率。

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Analysis of Influence Factors of Electromagnetic Flaw Detection Logging Data

（PetroChina Qinghai Oilfield Testing Company, Mangya Qinghai 816400, China）

Downhole casing damage (including electrochemical corrosion and mechanical damage) is the most common phenomenon in oil and gas exploration and development, which causes huge economic losses and brings great difficulties to oil and gas production and environmental protection. MID-S multi-layer string scanning electromagnetic flaw detection imaging logging tool has increased the function of borehole scanning, and has greatly improved the measurement accuracy. Through the analysis of various abnormal curves of electromagnetic flaw detection and the causes of abnormal curves, the interpretation coincidence rate of logging data can be improved, to provide more accurate and detailed basis for casing damage monitoring and measure operation.

Electromagnetic flaw detection; Longitudinal long-short probe; Tube corrosion; Deformation

2020-08-22

孫超（1985-），男，陜西省渭南市人，工程師， 2009年畢業(yè)于西南石油大學(xué)資源勘查專(zhuān)業(yè)，研究方向：油水井的測(cè)試測(cè)井。

TE151

A

1004-0935（2021）01-0110-03