[發(fā)明專利]一種基于瞬變電磁發(fā)射陣列的套管損傷檢測方法、裝置和系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2019-09-09
• 公開（公告）號: CN110487891A
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發(fā)明（設計）人: 劉長贊;黨博;楊玲;許林康;王咪咪
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: G01N27/90
• 分類號: G01N27/90
• 代理公司: 61253 西安維英格知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 李斌棟;沈寒酉<國際申請>=<國際公布>

本發(fā)明實施例公開了一種基于瞬變電磁發(fā)射陣列的套管損傷檢測方法、裝置和系統(tǒng)；該裝置包括：控制遙傳短節(jié)和至少一個發(fā)射接收短節(jié)；其中，每個所述發(fā)射接收短節(jié)，包含一個平行于所述裝置徑向的瞬變電磁傳感器陣列，所述瞬變電磁傳感器陣列包括一個瞬變電磁發(fā)射陣列和一個瞬變電磁接收探頭，所述瞬變電磁發(fā)射陣列包含多個發(fā)射陣元，每個發(fā)射陣元通過所述控制遙傳短節(jié)的控制命令采用對應的發(fā)射電流，以使所述發(fā)射陣列的發(fā)射能量聚焦至目標套管內(nèi)設定區(qū)域。

技術領域

本發(fā)明實施例涉及油氣田設備檢測技術領域，尤其涉及一種基于瞬變電磁發(fā)射陣列的套管損傷檢測方法、裝置和系統(tǒng)。

背景技術

隨著國內(nèi)外油氣田所投產(chǎn)油的套管使用年限增加，再加上地層應力、化學腐蝕等因素，大部分油氣套管都存在不同程度的損傷，如縮徑、變形、腐蝕和破裂等。這些損傷都將直接影響到油氣井的產(chǎn)量及使用壽命。而通過對套管損傷進行檢測可以及時地發(fā)現(xiàn)油氣井井身結(jié)構的變化和損傷情況，對套管的預防和維護有很大的作用。目前，利用瞬變電磁法的測井技術由于其在測井過程中不會損傷井身且具有很好的測井性能，得到了廣泛的應用。

瞬變電磁法也稱時間域電磁法(TEM，Time domain electromagnetic methods)，其原理是利用人工在發(fā)射線圈加以脈沖電流，向地下發(fā)射瞬變的一次脈沖電磁場，一次磁場在遇到周圍介質(zhì)時產(chǎn)生渦流環(huán)，從而形成二次磁場。在一次脈沖磁場間歇期間，利用線圈或接地電極觀測二次渦流場，并通過分析接收信號的衰減規(guī)律反演獲得地層電導率信息。

受限于油氣井下狹小的空間和高溫高壓的環(huán)境，瞬變電磁法所測量的接收信號信噪比嚴重影響其探測性能。當前常規(guī)方案通常采用由纏繞在磁芯或空氣芯周圍的同軸多匝發(fā)射和接收線圈來提高信噪比，并通過檢測不同的裂紋形狀，證明縱向傳感器在檢測大面積方面比橫向傳感器性能更好。但隨著縱向多匝線圈傳感器匝數(shù)的增加，傳感器的長度以及發(fā)射線圈和接收線圈之間的距離也會增加，這將導致接收信號模型嚴重失真，嚴重影響無損檢測的精度。此外，還有一些方案采用具有多個接收探頭和單個發(fā)射探頭的瞬變電磁套管損傷檢測系統(tǒng)，利用接收陣列各陣元接收信號之間的關系，通過陣列信號處理來消除收發(fā)間距導致的模型失真，提高信噪比。

但是，接收陣列中的接收陣元數(shù)目是不能無限增加的，這是因為隨著接收陣元數(shù)目的增加，新增的接收探頭距離發(fā)射探頭的距離也越來越遠，導致信噪比越來越低。由此可知，接收探頭在增加到一定程度后，再新增接收探頭對套管損傷檢測系統(tǒng)整體的信噪比提高作用不大，因此，當前需要在有限的探頭長度內(nèi)提高信噪比。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術問題，本發(fā)明實施例期望提供一種基于瞬變電磁發(fā)射陣列的套管損傷檢測方法、裝置和系統(tǒng)，能夠獲取更高的信噪比和更好的性能。

本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種基于瞬變電磁發(fā)射陣列的套管損傷檢測裝置，所述裝置包括：控制遙傳短節(jié)和至少一個發(fā)射接收短節(jié)；其中，

每個所述發(fā)射接收短節(jié)，包含一個平行于所述裝置徑向的瞬變電磁傳感器陣列，所述瞬變電磁傳感器陣列包括一個瞬變電磁發(fā)射陣列和一個瞬變電磁接收探頭，所述瞬變電磁發(fā)射陣列包含多個發(fā)射陣元，每個發(fā)射陣元通過所述控制遙傳短節(jié)的控制命令采用對應的發(fā)射電流，以使所述發(fā)射陣列的發(fā)射能量聚焦至目標套管內(nèi)設定區(qū)域。

第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種基于瞬變電磁發(fā)射陣列的套管損傷檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：上位機以及第一方面所述的基于瞬變電磁發(fā)射陣列的套管損傷檢測裝置；其中，

所述上位機通過電纜與所述裝置相連接，所述上位機配置為向所述裝置發(fā)送各發(fā)射陣元所需的發(fā)射電流；以及，接收所述裝置中接收探頭發(fā)送的匯總信息，所述匯總信息包括所述接收探頭檢測到的測量信號以及裝置的環(huán)境溫度信息；以及，根據(jù)所述測量信號確定目標套管內(nèi)設定區(qū)域的損傷狀態(tài)。