電磁測厚測井技術在伊朗油田的應用

王慶（西安格威石油儀器有限公司，陜西 西安710000）

1 MTT電磁測厚測技術簡介

電磁測厚儀采用了遠場渦流無損檢測方法，相對于發射線圈接收線圈位于遠場區，激勵線圈產生交變電磁場，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，被設置在該區域的渦流探頭接收到，如圖一所示。

圖一 電磁測厚技術原理圖

由于波在不同的介質中傳播的速度不一樣，波在傳播過程中會由于介質的衰減作用，因而必然產生幅度的衰減與相位的滯后。由激勵線圈穿過套管壁時產生類似的變化，這一變化與交變磁場的特性和套管厚度、磁導率等有關系，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：激勵線圈產生電磁波，電磁波沿著套管外側傳播，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，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，且該相位差在不同的激勵線圈頻率下，產生的相位差不同。

根據無限平面渦流方程：

式中B 為渦流感應的磁感應強度，A 為固定系數與材料有關，d為壁厚，f為頻率，μ為磁導率，δ為電導率。

渦流的磁感應強度的相位為：

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，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的關系計算φ01；將f3的固定偏差看做φ02，f1的關系計算φ02；得到頻率和固定相位偏差的關系。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系，根據整口井的套管數據，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據。

2 MTT電磁測厚儀簡介

利用電磁測井技術進行套管井普查，評價套管的損傷程度，對認識和預防套管損傷區域性擴大，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一控制時序，產生驅動方波信號、實現信號的采集與處理、完成與內部總線通訊。

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，產油層為3991m-4001m，預定射孔層位3991m-4001m，射孔完成后產液大部分為水，甲方懷疑射孔深度有誤差，誤射水層導致大量出水，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，評價射孔作業質量并做下一步修井計劃。

MTT 主曲線由4050m 測量到3900m，重復曲線由3950m 測量到3900m。

4 測井解釋結果

根據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，解釋結果如下圖，和預定的射孔深度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液大部分為水，為井隊后續的橋塞作業，水泥封堵誤射孔層位，重新射孔作業，提供了科學依據。

MTT測井數據解釋結果

5 MTT電磁測厚儀測試結論

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。測量時不受套管內的氣體、液體介質的影響，傳感器易于拆卸和更換；采用遠場渦流無損探傷技術，對套管內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量，是否達到預期的設計規劃，利用電磁測厚儀器，可以獲得井身的套管數據，判斷套管是否有脫扣，彎曲等質量問題。可以用于老舊井的質量檢查，套管長時間在井下，容易受到低層壓力應力影響，導致套管扭曲、損傷，井內液體腐蝕，套損檢測井下套管的損傷狀況，評估油氣井的可生產狀況，給修井提供依據。也可用于生產異常井的檢查，正在產液或者產氣的井，產量大量下降，利用電磁測厚儀檢查套管，可以找出異常原因。