检查套管损坏的电磁探伤测井方法及应用

盖龙（大庆钻探测井公司吉林事业部，吉林 松原 138000）

1 电磁探伤测井仪工作原理和功能特点

1.1 电磁探伤测井基本原理

电磁感应，探伤仪器正是基于这一原理的应用，在尤其设备定损方面非常方便，被油气田作业人员广泛的应用和接受。相比于初期的电磁探伤测井仪，大多采取进口产品，而近年来国内产品中的防水性和防腐性与国际水平日益接近，并且更加符合我国油气田作业的特点。

电磁感应是一种常见的物理现象，但突出优点是不容易受到受到外界力量干扰。测井过程中，电磁探伤测井仪可以发出一个直流脉冲，而内部的线圈中包含接受记录功能的部分，随着时间的变化和产生的感生电动势不同，就可以形成不同变化的曲线。而这些曲线代表了纵向、横向的裂缝长度，也能够分析出套管壁厚等数据。

在进行测井中，电磁探伤测井仪基于变化的数据进行判断，接收线圈记录的感生电动势包括了磁导率、电导率和管柱壁厚等，通过特定的函数计算，在指数调查范围之内就可以获得相对应的结论。

电磁探伤测井仪的所得到的数据，事实上是以波动曲线的形式来展现的，管柱出现射孔、裂缝等情况，那么套管属性相对于仪器就会产生变化；例如导电率、导磁率等，损坏的情况越严重，曲线的变化就越剧烈，这是因为检测到的感生电动势发生了变化，即便是套管内部发生了变化，也同样可以以相反的波动曲线显示出来。同时，也无论是单一套管，还是双层套管结构，根据壁厚的变化地损坏情况进行分析，这就是探伤的原理。

1.2 电磁探伤测井仪功能特点

首先，电磁探伤测测井仪的工作具有周期性。在测试仪内部，分布着感应探头，这些感应探头的变化是根据感应电动势产生的。电磁探伤测井仪的感应电动势随着时间长短，划分出不同的工作周期（可以人为设定）。

其次，在内部存在两种探头，工作的探测范围也不同。长轴探头的工作范围较大，可以确定外管柱的厚度、纵向的裂缝、外管被腐蚀的现状。额短轴探头的工作范围较小，能够用来判双层套管内部的裂缝、腐蚀、射孔等情况。

再次，电磁探伤测井仪可以透过过钢制材料，对套管外壁的损坏情况进行判断，也可以对有油管内部进行探伤分析。这是由于在仪器内部中，除了最主要的接受线圈部分之外，发射线圈电流中断之后，电磁感应所产生的曲线值会骤然减小，也可以在接收线圈中获得一股新的感应电动势，通过这种曲线形态短时间的骤然变化，采取定性和定量分析的手段，进而判断油管中是否存在裂缝、腐蚀等情况。

2 模拟实验和现场应用概述

2.1 模拟实验

所谓的模拟实验，是针对既定的实验结果理论，针对现有规格、条件下的电磁探伤测井仪工作套管进行检测。在实验进行之前，需要先对套管壁厚进行人工确认，溶蚀在套管上事先划出破坏内容。在本实验中，一共破坏了四个部分，实验模型中的裂缝不同参数依据为纵向、横向、长度和深度。套管的直径为200毫米，厚度为10毫米，电磁探伤测井仪的探头反应应该呈现出可判断的四种情况，即U曲线和LI曲线各自应该在两个位置发生异常。

根据实验的结果，测井曲线反应出来的Ua-1和Ua-2出现了两处异常，分别是在4.1米到4.5米处，以及6.8米到7.0米处，同时，测井曲线LIb-1和LIb-4也发现两处异常，分别为7.1米到7.3米以及9.0到9.5米。U曲线代表的是套管上的纵向裂缝，而LI曲线代表的是套管上的横向曲线，所存在的位置和类型，也与实验模型的一致。

2.2 现场应用

电磁探伤测井仪的使用在现实中是被动的，即当油气井田发生损坏的判断时才会出现。在已发生套管损坏的部分上进行应用，实际操作中所遇到的外界情况较为复杂，电磁探伤测井仪的外径较小，因此可以适合大多数情况应用。一般来说，最为常见的部分是油水各层的管柱，例如：油管本身、套管、套管外层等。

为了检验实际应用效果，实验模拟设备在油田中LTB-Ⅱ型井中进行实际的测试，一直经过前期多项其他测试，该井在884米和970米两处存在裂缝破损情况，尤其是在884米处发生的套管严重损坏，是导致整个井体无法使用的原因。

3 结语

电磁探伤测试法能够很精确地排查出套管损坏的位置，同时也可以对壁厚变化的坚定发挥重要作用，在正常的生产中，及时排查套管故障可以节约大量的作业成本，同时发挥良好的预防作用。下一阶段中，对电磁探伤测井的应用功能提出扩展，主要用于结构的变形测试和损坏程度鉴定，通过量化的手段对油井正常工作能力进行判断。

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