邻井随钻电磁测距防碰计算方法研究

为了解决丛式井邻井井眼防碰问题,对邻井随钻电磁测距防碰计算方法进行了初步研究。在了解邻井随钻电磁测距防碰工具结构与工作原理的基础上,将磁源看作磁偶极子,利用磁偶极子法分析了磁源周围磁场的分布规律,建立了邻井套管磁化磁场计算模型和探管处磁感应强度计算模型,确立了丛式井邻井随钻电磁测距防碰计算方法,并利用数值模拟方法分析了探管内磁源间距、磁源磁矩和套管相对磁导率等参数对探管处磁感应强度的影响。探管处磁感应强度与磁源间距、磁源磁矩、套管相对磁导率和直径等参数呈正相关,合理设计工具的关键参数,可以增强探管处的磁感应强度,提高工具测量的准确性。研究结果表明,邻井随钻电磁测距防碰工具应用确立的邻井随钻电磁测距防碰计算方法,实时测量计算正钻井与邻井的间距和方位,基本可以满足丛式井导向钻井工程需求,这对丛式井邻井随钻电磁防碰技术的发展具有非常重要的现实意义。      

圆柱坐标系下三维瞬变电磁过套管响应特征研究

近年来,瞬变电磁过套管技术已成为电磁勘探领域的热点之一。由于井孔及地层非均匀介质的电导率和磁导率在小尺度（套管、泥浆等）上剧烈变化,为模拟并消除金属套管对电磁场的影响,有必要开展高效的过套管三维瞬变电磁正演模拟。正演计算中,为了有效减少网格数量进而降低方程组的求解规模,在圆柱坐标系下对求解区域进行离散,并基于有限体积法进行三维套管井瞬变电磁正演模拟。通过模拟并分析套管电导率、相对磁导率、厚度和内径等参数对电磁场的影响,为校正金属套管影响奠定了基础;对梯形波、半正弦波、三角波响应结果的对比分析表明发射波形采用梯形波的效果最好;分析梯形波各阶段持续时间对电磁响应结果的影响,表明较短的波形稳定时间对早期响应结果的影响明显,开启时间对响应结果的影响可以忽略,关断时间越短则电磁响应越强。研究成果为瞬变电磁过套管数据处理提供了技术指导。     

生产井瞬变电磁响应特征研究

研究了生产井环境下井中瞬变电磁的响应特征,建立了柱状分层介质的电磁响应模型,推导出了生产井井中瞬变电磁响应的一般表达式,结合数值计算讨论了套管电导率、厚度、磁导率、发射线圈、接收线圈的几何参数以及收发距对井中电磁响应信号的影响规律.研究表明:生产井中接收线圈上的感应电动势随时间的增大而减小,套管电导率越大,响应信号衰减...     

金属套管井间电磁校正方法研究

从麦克斯韦方程出发,得到了井间电磁接收信号与4层介质(井眼、金属套管、水泥环、地层)参数以及接收机位置之间的解析式。模拟计算了泥浆电阻率、金属套管(位置、电阻率、磁导率)、水泥环电阻率、发射频率以及接收机位置对井间电磁接收信号的影响。由数据模拟与分析得到井间电磁与井眼介质以及金属套管之间的关系。通过分析,得出井眼内泥浆以及水泥环电阻率对接收信号的影响可以忽略;金属套管对接收机的信号影响较大。在确定金属套管的位置、厚度、电导率、磁导率、发射频率以及测量2口井的井间距大于20m时,通过建立数据库的方式对金属套管的影响进行校正。将金属套管校正后的数据与无金属套管存在的数据对比,误差小于1%。     

套管井电磁测井技术及套管影响规律研究

对套管井中发射线圈与接收线罔在轴向排列条件下,发射线圈通以交变电流时,接收线圈上的电磁场响应进行了数值模拟.确定了发射电流频率的最大值,并分析了套管厚度及磁导率等参数对接收线圈中感应电动势幅值的影响规律.数值计算结果表明,当发射电流频率高于200 Hz时,套管中的电磁场几乎完全被套管吸收,电磁波信号无法穿过套管进入地层;当套管厚度在4～7 mm范围内变化时,接收信号幅值较强;随着套管相对磁导率的增加接收信号幅值单调下降.研究结论可为普通井或套管井电磁测井解释及电磁测井仪器的研制提供理论依据.     

瞬变电磁法事故井距离探测建模与仿真

距离探测作为事故井探测定位中的关键环节,基于井下瞬变电磁事故井探测系统理论分析了感应电动势与两井相对距离的一一对应关系,利用Maxwell软件建立事故井电磁探测的三维模型,得到不同探测距离下事故井套管的磁场强度和分布情况,为探测仪器与事故井套管相对距离的标定和刻度提供理论依据。最后讨论了不同距离下线圈匝数和发射电压对二次磁场分布的影响,并总结其规律。结果表明,二次场信号强度均与线圈匝数和发射电压成正比。该研究结果可以为瞬变电磁探测仪器的设计和优化提供参考。     

电磁探伤测井技术在华北油田的应用

多层管柱电磁探伤测井技术利用电磁感应原理实现对井下管柱的技术状况进行检测。文章介绍了多层管柱电磁探伤测井的基本原理及特点,并结合MID-K电磁探伤成像测井仪在华北油田的应用情况,分析了电磁探伤测井在单套管和多层管内进行油、套管检查的应用效果。     

基于套管井中电磁测井响应的研究

在套管井中通过测量电磁响应的方法获取套管外的地层信息时,套管对地层信号有很大的影响。为了得到更趋近于实际的测并数据,研究套管对电磁测井响应的影响规律具有非常重要的意义。文章以麦克斯韦电磁场理论为基础,建立了井眼、套管、地层三层柱状介质模型,推导了井中电磁响应的理论公式,分析了套管井中电磁测井对地层电阻率变化的灵敏度,以及套管参数对电磁测井响应的影响。数值计算结果表明,电磁响应对于电阻率较低的地层比较灵敏,套管参数对井中电磁测井响应的影响有一定的规律。     

新型多层金属管柱电磁探伤成像测井技术及应用

井下油、套管损伤是油气勘探、开发中较为普遍的现象,在油套管损伤失效之前,及时发现井下油套管损伤并评价油套管的损伤程度,是油气藏开发需要注意的问题。利用测井技术开展油气井井下油套管损伤检测（或监测）是一种有效的手段,但对于油套管外壁损伤的测井检测与评价、多层金属管柱条件下的油套管损伤检测与评价、高压气体介质条件下的油套管损伤检测与评价等方面,现有的一些测井方法还存在较大的不适应性。在介绍了一种新型油套管损伤测井检测技术--多层金属管柱电磁探伤成像测井技术（MID-K）的基础上,阐述了仪器的测量原理和方法、仪器结构及特点;并据四川油气田的测井应用实例,讨论了该项技术在单层或多层金属管柱油套管检测方面的应用效果。现场应用表明,MID-K电磁探伤仪是一种测量精度高、适用范围广、操作简单、易于推广的新型油套管损伤检测仪,能较好地满足四川油气田勘探开发的需要。     

过金属套管电磁响应的频率特征研究

在有金属套管的井中通过测量电磁响应的方法获取套管外地层电阻率时,电磁信号的频率至关重要.采用解析法正演计算了在不同频率的源信号激励下金属套管外的电磁响应,分析得出发射源频率约在126Hz时可以获得最佳观测信号.为了验证计算的结果,利用实验室模拟装置进行了实验室物理模拟,结果验证了计算结果的正确性.研究结果也表明,采用最佳频率激励的电磁场能穿透金属套管并产生随地层电阻率变化的电磁响应.     

基于ANSYS的油井套管感应磁场有限元仿真

测量钻井方位角时,置于套管中的磁性测斜仪易受套管磁场干扰,产生测量误差。针对该问题,提出建立套管感应磁场数学模型的方法,通过误差补偿提高测量精度。利用ANSYS软件对套管进行二维与三维有限元电磁仿真,得到了套管的感应磁场分布规律以及套管磁屏蔽系数,并建立了三维感应磁场与磁屏蔽系数之间关系的数学模型。指出沿套管径向的磁屏蔽程度较大,具体大小由套管的内、外半径和相对磁导率决定;沿套管轴向的磁屏蔽程度很小,磁感应强度衰减程度不到1%。根据求得的套管感应磁场分布规律,对测斜仪的测量数据加以补偿,可求得准确的方位角。     

存储式电磁流量计模拟井实验及理论计算分析

通过模拟井实验研究了存储式电磁流量计在清水及聚合物溶液中的仪器响应规律.结果表明仪器在清水中标定的仪器常数高于在聚合物溶液中标定的仪器常数;在聚合物溶液中标定的仪器常数随聚合物溶液浓度变化无明显变化.从流场分布及磁场分布2个方面对仪器在水及聚合物溶液中的响应规律进行了理论计算研究.流速剖面及流动介质的相对磁导率共同影响了存储式电磁流量计的仪器响应.取得了理论计算结果与模拟井实验结果相一致的结论.     

组合测井方法在深层气井套管质量评价中的应用

针对深层气井的特点提出了小直径多臂井径和电磁探伤相结合的深层气井套管质量评价方法,并采用该方法对AS9-P5井、AS27-P1井和AS3-P2井的井下套管进行了测试。结果表明,小直径多臂井径和电磁探伤深层气井套管质量检测技术可以有效判断深层气井井下套管风险程度,为压裂、完井方式、修井和射孔方案的制定提供可靠依据。     

俄罗斯第三代电磁探伤仪的应用与推广

在油水井生产过程中,由于周围环境的影响,套管发生变形、损坏和腐蚀,直接影响油田的正常生产。多层管柱电磁探伤测井技术利用电磁感应原理实现对井下多层管柱的腐蚀、变形、裂缝及壁厚进行检测。介绍俄罗斯最新产的电磁探伤测井仪MID-K的原理方法、仪器结构及特点,并用测井资料展示其在单套管和多层管内进行套管检查中良好的应用效果。     

MID-K成像测井技术及应用

MID-K电磁探伤成像测井仪不但用于监测单层、及多层油套管结构的钢套管及油管的技术状态,而且可用于监测多种流体介质条件下的石油、地层水、尤其是天然气介质井眼内钢套管及油管的技术状态。可以同时对两层管进行探伤及厚度测量,确定壁厚变化大小及其纵横向的损伤。本文简要介绍了俄罗斯MID-K电磁探伤成像测井仪的原理、结构、主要技术指标以及仪器特点,不但能对管柱内壁进行损伤探测,而且还能同时对管柱外壁进行损伤探测。     

电磁探伤测井技术与推广应用

电磁探伤测井技术能通过油管测量油管、套管的技术现状,提供油套管剩余壁厚、油套管裂缝、腐蚀、变形、错断等定量定性信息,评价井下管柱技术状况指导井下作业。油套管的损伤对井内安全和油气开采的影响很大,因此,套管损伤的检测就显得十分重要。通过电磁探伤测井原理的介绍,结合测井解释实例说明电磁探伤测井技术的应用效果。     

三维井间电磁响应的灵敏度分析和成像方法

三维井间电磁测量能给出井间储层的电阻率分布。由于三维井间电磁响应的复杂性，大多数研究都基于二维或2．5维模型，这些简化模型只能在某些特定条件下近似实际储集体，在实际生产应用中受到较大限制。利用灵敏度方程的方法，导出了三维介质中电场和磁场对电阻率的灵敏度计算公式．分析了磁场垂直分量和水平分量灵敏度的空间分布。给出了三维井间电磁数据的正则化最小二乘反演及反演参数约束的实现方法。由数值模拟结果知道，磁场垂直分量和水平分量纵横向上表现出不同的灵敏度分布，在靠近源和接收器的区域具有高灵敏度，而在两井的中间区域为低灵敏区，稳定的三维成像结果显示了三维反演成像方法的正确性和有效性。     

俄罗斯第三代电磁探伤仪的应用与推广

在油水井生产过程中，由于周围环境的影响，套管发生变形、损坏和腐蚀，直接影响油田的正常生产。多层管柱电磁探伤测井技术利用电磁感应原理实现对井下多层管柱的腐蚀、变形、裂缝及壁厚进行检测。介绍俄罗斯最新产的电磁探伤测井仪MID-K的原理方法、仪器结构及特点，并用测井资料展示其在单套管和多层管内进行套管检查中良好的应用效果。     

钢套管井中的电磁场

由于钢套管同背景介质间的电导率和磁导率对比度很大,因此在非均匀导电地层中的任意套管井段进行偶极电磁数值模拟十分困难。为了有效地研究钢套管影响,开发了一种精确而简单的有限元模拟方法,来模拟柱状对称导电结构介质中的电磁场。为了使形成的模拟电磁场中保持柱状对称,使用一种水平环型电源。该方法的一个主要优势就是即使套管是导电和导磁的,在使用方位电场进行计算时也是一个标量。在套管和非套管井都进行了现场计算。通过对数值模拟结果进行仔细分析表明,在井间所呈现的异常敏感程度足以进行层析成像。     

金属套管对井中电磁场特性影响的有限元分析

在套管井中测量地层电阻率等信息必然会受到套管参数变化的影响。利用有限元数值方法对建立的非均质套管井低频电场模型进行了数值 分析,主要研究了套管的电阻率、磁导率、厚度及套管半径等对井中电磁场特性的影响。研究结果表明,接收电动势随套管电阻率的增大而逐渐 增大,当电阻率增大到一定程度时,接收电动势曲线趋于水平;随着套管相对磁导率增大接收电动势逐渐减小;随着套管厚度的增大接收电动势逐 渐减小,且近似呈线性变化;接收电动势幅度随着套管半径的增大先逐渐减小,后又逐渐增大,接收电动势相位随着套管半径的增大而逐渐增大,在 半对数坐标系下,近似呈线性变化。