严正国, 苏娟, 包德洲, 张家田, 吴银川

(1.西安石油大学光电油气测井与检测教育部重点实验室, 陕西 西安 710065;2.中国石油集团测井有限公司, 陕西 西安 710077)

0 引 言

常用的套管腐蚀缺陷检测技术主要有成像法、超声波检测法、机械井径测量法、电磁检测法等,各种方法都有其优缺点[1]。成像法可获取高清的井眼图像,直接观测套管内壁的腐蚀、裂缝、穿孔、错断、严重的扭曲、变形等,但不能测量外壁腐蚀[2-3];超声波法可检测套管的内壁腐蚀、变形和错断,提供直观图像,但超声波的传导必需依靠液体介质,而且受井壁上结垢、结蜡、液位高度等影响大,只有管道厚度大于一定值时才可行,该方法对粗糙表面的检测误差大,对套管轴向裂纹分辨力差,小裂纹容易漏检[4-5];多臂井径法测量精度很高,可以测量垂直管道内壁腐蚀,测井数据可以三维成像,但管道腐蚀变形时容易遇阻遇卡,且不能测量外壁腐蚀和壁厚[6];电磁法受管道内介质影响小,对管壁的光滑度要求不高,不但能发现管道的各种异常,而且能测量管道的剩余壁厚,但检测精度相对较低[7-8]。

为了提高电磁法检测精度,本文提出了多频场分布扫描法(MFFDSM,Multiple-frequency Field Distribution Scanning Method)检测套管腐蚀[9]。该方法采用多频电流源激励,测量套管上2点电势差,绘制电流密度曲线。通过数据处理和解释,可以得到3D管道图像,定量描述套管腐蚀和缺陷的类型、大小、形态及分布。本文通过COMSOL Multiphysics多物理场建模仿真,对各种腐蚀形态进行正演模拟。

1 多频场分布扫描法检测原理

多频场分布扫描法通过在套管上注入多频电流,测量电极间电压的变化并绘制电流密度曲线检测套管各种腐蚀形态。……