[发明专利]一种井下电磁测井仪

说明书

本发明涉及一种井下电磁测井仪。井下电磁测井仪包括发射系统、磁场阵列传感器、以及控制模块，发射系统、磁场阵列传感器均与控制模块连接，发射系统包括上发射线圈和下发射线圈，上发射线圈和下发射线圈分别置于磁场阵列传感器的上方和下方，上发射线圈和下发射线圈产生极性相反的磁场，使得磁场聚集，磁场阵列传感器接收次生磁场完成套管的检测。本发明的上发射线圈和下发射线圈产生的磁场方向相反时，上发射线圈和下发射线圈靠近磁场阵列传感器的一端的极性是相同的，所产生的磁场更加密集，因此在上发射线圈和下发射线圈关闭的时候，套管将会产生较大的次生磁场，携带更多的套管信息被磁场阵列传感器接收，使得套管的检测更加精准。

技术领域

本发明涉及一种井下电磁测井仪，属于油气田工程测井设备领域。

背景技术

目前，油气田生产井随着生产年限的延长，套管变形井数量逐年增加，需及时了解井下套管变形状况，指导下步作业措施。传统的套管状况检测技术如超声波井下电视测井、鹰眼电视测井和多臂井径测井，都属于管壁成像测井方法，在测试套管变形时，需先取出油管使仪器直接接触套管内壁才能测量。尤其在高含硫气田，井下管柱采用了永久性封隔器，取油管作业前，需要实施压井、油层暂堵，套铣封隔器等一系列措施，工序复杂、施工时间长、费用高、作业风险大，导致这些直接接触套管测井方法应用受限，需要透过油管对套管变形程度进行三维精细评价。

为此，有人提出工程电磁测井装置，该装置利用电磁信息进行测井，而且工程电磁测井装置是一种无损、非接触式的设备，不易受井液和结垢结蜡的影响，成为了目前最为广泛应用的套管检测技术之一。

一般情况下，工程电磁测井装置由纵向长探头、纵向短探头及横向探头构成，纵向长探头、纵向短探头平行仪器轴心放置，横向探头由两个相互垂直线圈组成，与仪器中轴线垂直放置。所有探头采用自发自收模式，每个感应探头既是发射源也是接收器。测量时通过短时间的一组脉冲电流驱动感应探头产生交变磁场，套管受交变磁场的影响在套管中产生感应的涡流电场。在发射源的磁场关断过程中，由涡流电磁生成的次生磁场将在感应探头中产生感应电动势。通过分析感应电动势大小及变化情况可分析套管信息，包括套管的壁厚值、管壁裂缝、套管错断、套管变形类型和程度等。然而因为感应探头所接收的感应电动势是同时包含激励磁场和套管涡流电场感应的次生磁场，在多层管柱条件下，为了实现更大的探测距离和更高的探测精度，相应增加感应探头的驱动电流，以提高激励磁场强度。在油管内径尺寸限制条件下，将导致元器件成本和仪器制造难度极大的增加。

因此有人提出采用磁场阵列传感器接收磁场信息，提高检测的精度。例如：申请公布号为CN 110965983A的中国发明专利申请文件公开了一种井下电磁探伤仪，该专利提出一种收发分离且阵列接收的井下电磁探伤仪(即电磁测井仪)，包括处理器模块、发射线圈以及磁场阵列传感器，实现了一次发射同时接收，缩短了单次采集周期，使得每个传感器记录开始角度和记录结束角度偏差减小，提升了测量的准确性。该仪器是利用电磁感应原理，采用矩形短周期(一般300-500ms)脉冲电流单极发射，控制发射线圈开关电流产生磁场，由于油管一般采用高抗硫的镍基合金低磁导率材料，发射线圈开关电流产生的大部分磁场能够透过油管直接传递到套管，导致油管和套管同时产生次生电磁场被磁场阵列传感器接收，二者信号重叠，对信号进行解析后得到套管的信息，然而单极发射系统的磁力线较为分散，无法将主要磁场穿透油管聚焦到套管上，加大了信号解析难度，降低了对套管状况的解释精度。

发明内容

本申请的目的在于提供一种井下电磁测井仪，用以解决现有现有测井仪测量不准确的问题。

为实现上述目的，本申请提出了一种井下电磁测井仪的技术方案，包括用于产生磁场的发射系统、用于接收次生磁场的磁场阵列传感器、以及控制模块，所述发射系统、磁场阵列传感器均与控制模块连接，所述发射系统包括上发射线圈和下发射线圈，所述上发射线圈和下发射线圈分别置于磁场阵列传感器的上方和下方，上发射线圈和下发射线圈产生极性相反的磁场，使得磁场聚集，磁场阵列传感器通过同步接收次生磁场完成套管的检测。