旋转磁场测距系统套管和钻杆的磁化影响分析

作     者：韦明辉 蔡卫 许明泽 邓霜 

作者机构：西南石油大学机电工程学院 石油天然气装备技术四川省科技资源共享服务平台 

出 版 物：《地球物理学进展》 (Progress in Geophysics)

年 卷 期：2022年

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

基　　金：中国石油大学石油资源与勘探国家重点实验室（北京）资助，基金号PRP/open-1610和国家自然科学基金（基金号51804267）资助 

主　　题：磁制导 静态磁偶极子场 动态磁偶极子场 磁测量 磁偶极子重构 

摘      要：旋转磁场测距系统套管和钻杆易被磁性接头磁化，这是影响测量磁数据的主要原因。基于静态磁偶极子理论，建立了双水平井RMRS钻井模型推导，并表征了低旋转磁子的磁场分布方程。根据动态磁偶极子场分布方程，计算了体单元（等效磁偶极子）和传感器处磁源的磁场强度，以及套管和钻杆在传感器位置的独立磁场和叠加磁场。最后，通过实验验证了数值计算结果的有效性，并初步分析了静磁屏蔽对套管外磁场的屏蔽效果。研究结果表明，磁性短节对套管和钻杆具有较强的磁化作用。套管的磁化强度约为钻杆的2.39倍。当井距较小时，磁场波形会发生畸变。随着井距的增大，波形逐渐呈正弦变化，磁场的波动周期也逐渐变为磁源的两倍（d1.5m），磁场峰值呈指数下降。对套管磁屏蔽的初步分析表明，磁屏蔽会大大削弱磁源的强度。本文提出的数值模拟方法为RMRS的误差分析提供了理论依据，对测量校正和精度提高具有重要意义。