電磁測厚測井技術(shù)在伊朗油田的應(yīng)用

王慶（西安格威石油儀器有限公司，陜西 西安710000）

1 MTT電磁測厚測技術(shù)簡介

電磁測厚儀采用了遠場渦流無損檢測方法，相對于發(fā)射線圈接收線圈位于遠場區(qū)，激勵線圈產(chǎn)生交變電磁場，該磁場的交變電磁波穿過套管壁并沿套管外壁向兩邊傳播，傳播過程中有一些電磁波穿過管壁重新進入套管中，被設(shè)置在該區(qū)域的渦流探頭接收到，如圖一所示。

圖一 電磁測厚技術(shù)原理圖

由于波在不同的介質(zhì)中傳播的速度不一樣，波在傳播過程中會由于介質(zhì)的衰減作用，因而必然產(chǎn)生幅度的衰減與相位的滯后。由激勵線圈穿過套管壁時產(chǎn)生類似的變化，這一變化與交變磁場的特性和套管厚度、磁導(dǎo)率等有關(guān)系，保證儀器居中的情況下，可利用對渦流探頭接收到的信號的解析，來測量套管的相關(guān)特性，如厚度、損傷情況，如圖二所示。

圖二電磁波在鋼板中的衰減

具體過程：激勵線圈產(chǎn)生電磁波，電磁波沿著套管外側(cè)傳播，渦流探頭接收再次進入套管的電磁波，渦流傳感器接收到的信號幅度相位變化與套管壁厚密切相關(guān)，渦流傳感器接收的信號在薄壁處的幅度比正常管壁處的大，相位滯后小，在去除其它影響因素的情況下，可認為該相位差變化可以作為對套管壁厚的一個衡量依據(jù)，且該相位差在不同的激勵線圈頻率下，產(chǎn)生的相位差不同。

根據(jù)無限平面渦流方程：

式中B 為渦流感應(yīng)的磁感應(yīng)強度，A 為固定系數(shù)與材料有關(guān)，d為壁厚，f為頻率，μ為磁導(dǎo)率，δ為電導(dǎo)率。

渦流的磁感應(yīng)強度的相位為：

求的壁厚d為：

儀器采集所得的相位值φ′均帶有儀器固定偏差系數(shù)，如儀器電路相位偏差等，其偏差值φ0隨頻率變化，將儀器在同一套管進行3個或以上的頻率刻度。

采用近似法，將f2的固定偏差看做φ01，f1的關(guān)系計算φ01；將f3的固定偏差看做φ02，f1的關(guān)系計算φ02；得到頻率和固定相位偏差的關(guān)系。最終測井的相位值減去固定偏差為凈相位值，凈相位值和壁厚成正比關(guān)系，根據(jù)整口井的套管數(shù)據(jù)，測量完好套管定義為壁厚100%完好，其余按比例縮減，將得到整口井所有套管壁厚數(shù)據(jù)。

2 MTT電磁測厚儀簡介

利用電磁測井技術(shù)進行套管井普查，評價套管的損傷程度，對認識和預(yù)防套管損傷區(qū)域性擴大，及時采取措施有重大意義。電磁測厚儀屬于電磁類測量儀器，主要用于檢測油田井下套管的損傷情況，如套管的變形、錯斷、彎曲、孔眼及裂縫、腐蝕等，能夠定量給出套管壁厚度，可用于套管的損傷情況的評估。

MTT電磁測厚儀由一個發(fā)射線圈和16個接收線圈組成，16個接收線圈周向陣列分布，裝在弓形彈簧上組成接收陣列，對管壁的360度范圍進行覆蓋測量，能對管壁厚度和損傷程度進行定量描述。儀器由多個模塊組成，各模塊之間由處理器模塊統(tǒng)一控制時序，產(chǎn)生驅(qū)動方波信號、實現(xiàn)信號的采集與處理、完成與內(nèi)部總線通訊。

儀器長度為2067mm，儀器外徑70mm，測量范圍為100mm-244.5mm 套管，測量精度為10%套管厚度，儀器耐溫175℃，耐壓100Mpa。

3 測井概況

2017 年12 月Azadegan 油 田AZNS#16 井進行射 孔完井作業(yè)，產(chǎn)油層為3991m-4001m，預(yù)定射孔層位3991m-4001m，射孔完成后產(chǎn)液大部分為水，甲方懷疑射孔深度有誤差，誤射水層導(dǎo)致大量出水，于是采用MTT 電磁測厚測井，用上下兩個扶正器保持MTT儀器居中測量，評價射孔作業(yè)質(zhì)量并做下一步修井計劃。

MTT 主曲線由4050m 測量到3900m，重復(fù)曲線由3950m 測量到3900m。

4 測井解釋結(jié)果

根據(jù)伽馬曲線校正深度后，MTT測井曲線顯示實際射孔深度為3927.5m-3937.5m，解釋結(jié)果如下圖，和預(yù)定的射孔深度3991m-4001m相差63.5m，裸眼井原圖上顯示3927.5m-3937.5m為水層，這就很好的解釋了射孔后為什么產(chǎn)液大部分為水，為井隊后續(xù)的橋塞作業(yè)，水泥封堵誤射孔層位，重新射孔作業(yè)，提供了科學(xué)依據(jù)。

MTT測井數(shù)據(jù)解釋結(jié)果

5 MTT電磁測厚儀測試結(jié)論

MTT 電磁測厚測井儀的16 個渦流傳感器探頭周向陣列分布，測量時對套管有100%覆蓋率。測量時不受套管內(nèi)的氣體、液體介質(zhì)的影響，傳感器易于拆卸和更換；采用遠場渦流無損探傷技術(shù)，對套管內(nèi)外臂的損傷檢測具有相同的靈敏度；測井曲線反映出的套管變形情況內(nèi)容豐富，可用于套管損傷情況詳細評估。

在油氣井固井后，可用于檢驗油氣井的套管質(zhì)量，是否達到預(yù)期的設(shè)計規(guī)劃，利用電磁測厚儀器，可以獲得井身的套管數(shù)據(jù)，判斷套管是否有脫扣，彎曲等質(zhì)量問題?？梢杂糜诶吓f井的質(zhì)量檢查，套管長時間在井下，容易受到低層壓力應(yīng)力影響，導(dǎo)致套管扭曲、損傷，井內(nèi)液體腐蝕，套損檢測井下套管的損傷狀況，評估油氣井的可生產(chǎn)狀況，給修井提供依據(jù)。也可用于生產(chǎn)異常井的檢查，正在產(chǎn)液或者產(chǎn)氣的井，產(chǎn)量大量下降，利用電磁測厚儀檢查套管，可以找出異常原因。