40臂井径成像测井技术

40臂井径成像测井技术应用咸会雨摘要：去年陕北项目组从西安思坦仪器公司引进了一套CJ40-200四十臂井径成像测井仪，该仪器主要用于检测套管质量状况，确定套管和识别套管的变形、错断、弯曲、孔眼及裂缝、腐蚀与沾污等状况。40臂井径成像测井技术可以做定量解释提供最大、最小、平均井径值，而且可以提供更为直观的40条独立的测井曲线、磁井径，磁重量、井壁立体图、井壁成像图，为检测井下套管的完好性及修复提供了更为可靠直观的资料，满足了地质学家及时监测套管状况的要求，也为油井作业、大修提供全面、准确的套管全貌。通过对测试资料实例的解释、分析、研究，总结了40臂井径成像测井技术的特点及应用效果。1、四十臂井径仪的工作原理40臂井径测井仪是一种接触式测量仪器,即通过仪器的四十个测量臂与套管内壁接触,将套管内壁的变化转为井径测量臂的径向位移,通过井径仪内部的机械设计及传递,变为推杆的垂直位移;差动位移传感器将推杆的垂直位移变化转换成电信号。电动机拖动测量臂扶正臂的打开与收拢,井径仪在居中情况下进行测量。仪器的测量臂由弹簧支撑,沿套管内壁运动,测量臂随套管内壁变化而变化。每支测量臂都对应一支无触点移位传感器,每个测臂的位移变化直接反映到相应的传感器上。将这些位移量处理、编码、传送到地面,由地面将其还原成像。2、四十臂井径成像测井仪技术特点CJ40-300套管形变五参数组合测井仪包括磁定位、40臂机械井径和电磁探伤等三个参数。用于工程测井中套管井的形变测量，检测金属套管的质量状况，确定（识别）套管的变形、错断、弯曲、孔眼、裂缝与沾污以及套管外部腐蚀或缺损等状况。在成像软件的支持下，可绘制套管形变得立体成像图和成像解释成果图。新颖的探测臂设计、简单可靠的扶正器组合，简化了仪器的维护和维修。技术指标：仪器外径：70mm测量臂数：40臂工作温度：-30℃～+175℃最大压力：80MPa井径测量范围：80mm～190mm井径测量精度：±0.5mm方位测量范围：0～360度方位测量精度：±20斜度测量范围：0～90度斜度测量精度：±20套管壁厚测量误差：0.5mm磁井径仪测量范围：80mm～300mm磁井径仪测量精度：1mm井温测量范围：-10℃～+175℃。井温测量精度：±1℃纵向裂缝测量最小长度：70mm横向裂缝测量最小长度：100mm3、四十臂成像井径仪的应用实例某生产井已下套管生产10余年，于2009年进行套管质量检测。采用上述方法处理，结果如图2所示。结果表明，该井上部正常，套管接箍显示明显，中部有标志短套，出现部分缩径，底部有一段为射孔井段和部分腐蚀现象。再如图3、4所示，某生产井下套管生产20余年，于2009年进行套管质量检测，结果表明，上部套管部分变形呈椭圆，而且部分严重腐蚀，下部多处严重腐蚀并出现穿孔（孔眼）。新型4O臂井径仪可以用于检查套管质量，通过比较实测套管内径与标准套管内径、外径值的差别可以定性确定套管是否缩径、扩径、穿孔或破裂。如果对测井所得到的井径数据进行插值处理，并经过相应的数学变换可以直观显示套管接箍、变形(部分或整体扩径或缩径)、腐蚀、穿孔、破裂的细微变化。与传统的井径仪只测最小最大井径值相比，多臂井径仪测井资料得到的信息更全面，其资料的成像处理效果更直观、更细微。图2图3图44、结论和建议从应用来看，40臂井径成像测井仪具有以下优点：（1）它是一套机械测井仪与磁井径相结合的综合性测井仪器，弥补了机械井径仪和磁井径仪各自的缺陷，成像井径组合仪能准确判断套管弯曲、错断、变径、椭圆变形等情况，所反映的套损类型及程度清晰、明显、直观，从而克服臂少时的漏测现象。（2）利用磁定位校正数据，可以准确地确定异常点的深度。（3）功能解释处理软件使成果图可形成立体图、井壁展开成像图、井壁截面图。（4）由于仪器的外径较小(70mm)，可以减少各类小通径大变形的套损井测井施工中仪器遇阻、遇卡的可能性，提高测井一次成功率。一次下井可完成多项指标测试，从而降低了测试费用，效果明显，具有较好的推广价值。存在不足之处：（1）现场在采用四十臂测井时,必须要采用短套进行校深,而在测试井没有短套时需要进行全井段测量,这样对仪器的使用寿命有比较大的响。根据实际情况,建议设计采用自然伽玛曲线进行校深的方法:即实现自然伽玛仪与40臂井径仪组合测井。（2）四十臂井径组合仪不能指示套损部位的方位，提供井身倾斜角度及倾斜方位信息，不能精确测量套管的横向、纵向裂缝和套管壁厚。即实现连斜与40臂井径仪组合测井。（3）仪器出厂时最大的采样点数为64点/米,测速为600米/小时，通过计算,其采样间隔即纵向分辨率为15.6mm,而目前井中大部分为89弹的孔洞,孔径在7-12mm左右,由于蜡或结垢导致孔径变得更小,这样就很容易发生射孔数漏测现象。仪器40个臂径向间距离是固定值,提高孔洞分辨率必须提高仪器的纵向分辨率，增加采样率后必须降低测井速度。（4）在套管存在变形的情况下，根据测井最小臂值确定套管起下工具的最小外径，但是这个值、以及最大臂值、平均臂值都不能准确反映套管变形状和套变程度，解释方法停留在定性分析水平上。（5）四十臂井径组合仪要求仪器居中测井，但是解释方法不能确定仪器是否偏心，不能提供仪器偏心时，套管有效通径。（6）随环境变化不同，信号略有不同，另外增加温度曲线提供产层的一些信息，对综合判断套损效果较好。