自然电位测井中滚筒系统被磁化干扰的处理

中石化河南石油勘探局测井公司 韩红珍南阳华美石油设备有限公司 周成权

自然电位测井中滚筒系统被磁化干扰的处理

中石化河南石油勘探局测井公司 韩红珍
南阳华美石油设备有限公司 周成权

自然电位测井项目是在油井测井过程中必须进行的测井项目。正常情况下，通过井下电极、测井车和地面数控仪器可以测得合格的自然电位曲线。但有时候，会因为滚筒磁化等原因造成自然电位干扰或曲线形态异常，而且磁场又是看不见、摸不着的。这种现象多年来一直困扰着全国各测井队伍，给用户的生产造成了很大影响。本文，笔者经过多年的研究和分析，找到自然电位的干扰因素主要有环境磁场影响过大、电缆被磁化、绞车滚筒磁化及相配套的刹车部件磁化等，研究通过专用消磁设备进行处理，成功解决了这个问题。

一、测井车的主要结构及工作原理

1.测井车主要结构。一体化测井车主要包括载车底盘、液压传动及控制系统、绞车旋转系统、地面数控数据采集系统、井下测试仪器、传输电缆等。

2.测井车的工作原理。在测井过程中，通过底盘的动力使绞车做旋转运动，带动电缆把井下测试仪器输送到井内不同的测试层面。地面数控直读仪器实时记录和存储数据，同时输出测井曲线。然后对曲线进行科学的解释和处理，得到深度、岩性密度、油层储量、水位水量等有价值资料。该系统保证了测井工作的正常进行，进而为完井、试油、采油等后续工作做准备。当整个测井系统的某个环节出现电磁干扰时，自然电位的测试就不会成功。

二、自然电位测井中磁化干扰的原因及对比试验

1.自然电位测井中磁化干扰的原因。一般情况下，自然电位干扰因素主要有环境磁场影响过大、电缆磁化、绞车滚筒磁化及相配套的刹车部件磁化等。环境磁场影响过大可以通过屏蔽、移动测井车等措施解决，而测井车的滚筒系统出现磁性干扰时比较难处理，问题在于结构分析、检测手段和消磁方式。滚筒系统磁化原因分析如下。

（1）滚筒主体磁化。测井车的滚筒通常采用防磁钢材料，常用的牌号为ZG25Mn18Cr,在《油井测试设备》（SY/ T5079-2008）标准中规定：测井车防磁钢滚筒的相对磁导率应小于或等于1.1，滚筒剩磁小于2GS。如果滚筒在铸造时防磁钢成分添加多了或少了，滚筒就会出现相应脆断或易被磁化现象。这种因素造成的滚筒磁化（相对磁导率会大于1.1），需要专门的仪器进行检测，找到磁化点后，可以通过针对性地消磁使其满足要求。

（2）电缆磁化。电缆在正式使用前要在标准井里进行标定（做磁记号），电缆在标定过程中会被磁化。通常来说对电缆磁化易发现和处理，如果是在电缆头上出现磁化，就截去磁化部位，损失不大；如果磁化部位在电缆长度方向超过50 m就要消磁或通过重新标定电缆使其正常。

（3）滚筒附属结构件磁化。由于滚筒附属结构件比较隐蔽，磁化点不容易被发现，消磁也比较麻烦，所以处理起来就比较费周折。

2.对比试验。几年前，国内某测井公司的测井车（A测井车）在裸眼井测井中发现，在进行自然电位测井时出现干扰问题，而井深、温度、碳氧比、岩性密度、放射性、电成像等项目测试中，没有出现信号干扰问题，用另一台测井车（B测井车）对同一口井的相同工况进行对比测试，结果是B测井车测得的数据完全合格。为了彻底搞清楚到底是什么原因造成自然电位测井时干扰，另外做了对比试验，结果见表1。

表1 对比试验

由表1可以得出结论，A测井车的滚筒系统出了问题，可能是被磁化。

三、原因分析

本文，笔者经过对滚筒的筒身及两侧挡板的多次检测，没有发现磁化点，但还是存在自然电位测试不合格问题。又经过多车互相对比试验和对测试合格的滚筒系统进行研究，最终发现在滚筒材质合格的情况下，只有采用盘式刹车的绞车才会出现自然电位测试干扰，而带式刹车结构的滚筒从来没有出现测不成自然电位现象。液压盘式刹车结构如图1所示，带式刹车结构如图2所示。

对发生问题的滚筒及盘式刹车的刹车盘进行认真的测量后发现，刹车盘上最外圈有剩磁（刹车盘是普通钢材料），尝试用磁铁吸附，启动滚筒做测试试验，发现磁场干扰增强，把磁铁向刹车盘里面推进，磁场影响会逐步减小，一直到中心部位时，几乎没有干扰，反过来把磁石推到最外边时，自然电位影响最大。

通过多次试验可以得出结论，刹车盘在摩擦作用或其他情况下染磁，在滚筒旋转过程中引起旋转磁场，从而干扰了自然电位的测试。

四、问题的解决

这种盘式刹车结构的测井车在以前也使用过，但没有发生过磁化现象。对于现在出现磁场干扰的原因进行分析，经过追溯钢材生产、销售、运输等环节最后发现，是用大型磁盘吸附吊装过程中染磁，而从钢板出厂到变成刹车盘的周期太短，没有经过自然失效处理或自然消磁等过程造成的，由于这种结构和普通钢材料引起的磁性干扰。就该车而言，核心部件——滚筒的结构已经确定，更换滚筒不但麻烦还浪费材料，因此只能更换刹车盘材料。

通过材料分析和研究证明，防磁钢铸板或成型的不锈钢板经过加工后，它的强度、刚度、柔韧性和耐磨性能够满足刹车需要。对该批测井车的普通钢板刹车盘全部更换成不锈钢（防磁钢）刹车盘，每台车测试出的自然电位曲线和其他曲线全部合格。经过3年的实践检验，不锈钢（铸造防磁钢）材料刹车盘无论在综合强度、耐磨性能和防止磁化等方面均满足生产要求，现在已在国内各改装厂大力推广。

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