[發明專利]一種井下電磁測井儀

在審

• 申請號: 202010322764.8
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN113530521A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 張慶生;徐菲;黃華;張立;羅慶;李曉蕾;張誠;宋勝利
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司中原油田分公司石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B47/085;E21B47/092;E21B47/113;E21B47/26;E21B47/04;E21B47/07
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 崔旭東

本發明涉及一種井下電磁測井儀。井下電磁測井儀包括發射系統、磁場陣列傳感器、以及控制模塊，發射系統、磁場陣列傳感器均與控制模塊連接，發射系統包括上發射線圈和下發射線圈，上發射線圈和下發射線圈分別置于磁場陣列傳感器的上方和下方，上發射線圈和下發射線圈產生極性相反的磁場，使得磁場聚集，磁場陣列傳感器接收次生磁場完成套管的檢測。本發明的上發射線圈和下發射線圈產生的磁場方向相反時，上發射線圈和下發射線圈靠近磁場陣列傳感器的一端的極性是相同的，所產生的磁場更加密集，因此在上發射線圈和下發射線圈關閉的時候，套管將會產生較大的次生磁場，攜帶更多的套管信息被磁場陣列傳感器接收，使得套管的檢測更加精準。

技術領域

本發明涉及一種井下電磁測井儀，屬于油氣田工程測井設備領域。

背景技術

目前，油氣田生產井隨著生產年限的延長，套管變形井數量逐年增加，需及時了解井下套管變形狀況，指導下步作業措施。傳統的套管狀況檢測技術如超聲波井下電視測井、鷹眼電視測井和多臂井徑測井，都屬于管壁成像測井方法，在測試套管變形時，需先取出油管使儀器直接接觸套管內壁才能測量。尤其在高含硫氣田，井下管柱采用了永久性封隔器，取油管作業前，需要實施壓井、油層暫堵，套銑封隔器等一系列措施，工序復雜、施工時間長、費用高、作業風險大，導致這些直接接觸套管測井方法應用受限，需要透過油管對套管變形程度進行三維精細評價。

為此，有人提出工程電磁測井裝置，該裝置利用電磁信息進行測井，而且工程電磁測井裝置是一種無損、非接觸式的設備，不易受井液和結垢結蠟的影響，成為了目前最為廣泛應用的套管檢測技術之一。

一般情況下，工程電磁測井裝置由縱向長探頭、縱向短探頭及橫向探頭構成，縱向長探頭、縱向短探頭平行儀器軸心放置，橫向探頭由兩個相互垂直線圈組成，與儀器中軸線垂直放置。所有探頭采用自發自收模式，每個感應探頭既是發射源也是接收器。測量時通過短時間的一組脈沖電流驅動感應探頭產生交變磁場，套管受交變磁場的影響在套管中產生感應的渦流電場。在發射源的磁場關斷過程中，由渦流電磁生成的次生磁場將在感應探頭中產生感應電動勢。通過分析感應電動勢大小及變化情況可分析套管信息，包括套管的壁厚值、管壁裂縫、套管錯斷、套管變形類型和程度等。然而因為感應探頭所接收的感應電動勢是同時包含激勵磁場和套管渦流電場感應的次生磁場，在多層管柱條件下，為了實現更大的探測距離和更高的探測精度，相應增加感應探頭的驅動電流，以提高激勵磁場強度。在油管內徑尺寸限制條件下，將導致元器件成本和儀器制造難度極大的增加。

因此有人提出采用磁場陣列傳感器接收磁場信息，提高檢測的精度。例如：申請公布號為CN 110965983A的中國發明專利申請文件公開了一種井下電磁探傷儀，該專利提出一種收發分離且陣列接收的井下電磁探傷儀(即電磁測井儀)，包括處理器模塊、發射線圈以及磁場陣列傳感器，實現了一次發射同時接收，縮短了單次采集周期，使得每個傳感器記錄開始角度和記錄結束角度偏差減小，提升了測量的準確性。該儀器是利用電磁感應原理，采用矩形短周期(一般300-500ms)脈沖電流單極發射，控制發射線圈開關電流產生磁場，由于油管一般采用高抗硫的鎳基合金低磁導率材料，發射線圈開關電流產生的大部分磁場能夠透過油管直接傳遞到套管，導致油管和套管同時產生次生電磁場被磁場陣列傳感器接收，二者信號重疊，對信號進行解析后得到套管的信息，然而單極發射系統的磁力線較為分散，無法將主要磁場穿透油管聚焦到套管上，加大了信號解析難度，降低了對套管狀況的解釋精度。

發明內容

本申請的目的在于提供一種井下電磁測井儀，用以解決現有現有測井儀測量不準確的問題。

為實現上述目的，本申請提出了一種井下電磁測井儀的技術方案，包括用于產生磁場的發射系統、用于接收次生磁場的磁場陣列傳感器、以及控制模塊，所述發射系統、磁場陣列傳感器均與控制模塊連接，所述發射系統包括上發射線圈和下發射線圈，所述上發射線圈和下發射線圈分別置于磁場陣列傳感器的上方和下方，上發射線圈和下發射線圈產生極性相反的磁場，使得磁場聚集，磁場陣列傳感器通過同步接收次生磁場完成套管的檢測。