油井無(wú)法獲得工業(yè)油氣流后，將計(jì)劃關(guān)井或轉(zhuǎn)為廢棄井，伴隨油田開發(fā)時(shí)間增長(zhǎng)，廢棄井?dāng)?shù)量也在逐年增長(zhǎng)，部分未妥善封井的廢棄井已深埋于人口密集區(qū)、住宅區(qū)、廠房等區(qū)域，一旦發(fā)生油氣泄漏，勢(shì)必造成重大安全環(huán)保事故。為此下面文章主要介紹金屬磁記憶技術(shù)在勝利油田廢棄井探測(cè)定位中的應(yīng)用，并且通過(guò)磁異常信號(hào)分析進(jìn)行廢棄井探測(cè)，這種方法具有快捷、精確的特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好的應(yīng)用效果，為勝利油田廢棄井檢測(cè)提供了一種有力的技術(shù)保障。

　　關(guān)鍵詞：金屬磁記憶,廢棄井,探測(cè),定位,應(yīng)用

　　隨著油田開發(fā)時(shí)間增長(zhǎng)，大量油井進(jìn)入開發(fā)末期后，無(wú)法獲取工業(yè)效益，逐步關(guān)停，廢棄油水井的數(shù)量在逐年增長(zhǎng)，現(xiàn)存廢棄井總量巨大。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，勝利油田目前有各類尚未永久封堵的油水氣等廢棄井共7000余口。其中有2000余口廢棄井由于城市改擴(kuò)建或基礎(chǔ)資料不完善等原因，目前無(wú)法確定井口位置。部分廢棄井甚至位于工廠或居民小區(qū)之中，一旦發(fā)生油氣泄漏，極有可能引發(fā)嚴(yán)重的安全環(huán)保事故，因此急需一種有效的探測(cè)手段進(jìn)行廢棄井的不開挖檢測(cè)定位。

　　1金屬磁記憶技術(shù)簡(jiǎn)介

　　1.1磁記憶檢測(cè)原理

　　上世紀(jì)90年代，俄羅斯的杜波夫首次提出了金屬磁記憶的概念。鐵磁性材料具有特殊的磁疇結(jié)構(gòu)，這些磁疇結(jié)構(gòu)是隨機(jī)排列的，具有自發(fā)磁化的特性。當(dāng)鐵磁材料受到外界弱磁場(chǎng)(地磁場(chǎng))或外界應(yīng)力作用時(shí)，內(nèi)部的磁疇性物質(zhì)為了抵抗外力作用，自發(fā)地按照一定的序列排序，形成一定的磁場(chǎng)抵抗外力。當(dāng)外力消除后，鐵疇結(jié)構(gòu)無(wú)法完全恢復(fù)最初的排序，形成不可逆的重新取向，使材料仍然具備磁性，這種現(xiàn)象即是金屬磁記憶效應(yīng)[1]。

　　1.2磁記憶檢測(cè)的特點(diǎn)

　　磁記憶檢測(cè)因其特點(diǎn)鮮明，引起了國(guó)內(nèi)外無(wú)損檢測(cè)界的廣泛關(guān)注，其特點(diǎn)如下：(1)便捷性：磁記憶檢測(cè)無(wú)需對(duì)被檢測(cè)鐵磁材料進(jìn)行專門的磁加強(qiáng)，依靠地磁場(chǎng)對(duì)鐵磁材料的磁化作用即可完成檢測(cè)，省去了大量準(zhǔn)備工作，節(jié)省時(shí)間。(2)精確性：磁記憶檢測(cè)原理經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展與補(bǔ)充，無(wú)論從技術(shù)與設(shè)備上都已相當(dāng)成熟，靈敏度相當(dāng)高，對(duì)鐵磁材料缺陷表面散發(fā)的漏磁場(chǎng)檢出度非常高。

　　2金屬磁記憶的適用性

　　2.1鐵磁性基礎(chǔ)

　　通過(guò)對(duì)勝利油田廢棄井進(jìn)行調(diào)研，明確了油田的廢棄井結(jié)構(gòu)以及規(guī)格材質(zhì)特點(diǎn)。表層套管型號(hào)一般為鑄鋼(J55)，技術(shù)套管一般為鎳合金鋼(N80)，這兩種材質(zhì)均具有較強(qiáng)的鐵磁性，是金屬磁記憶檢測(cè)的磁性基礎(chǔ)。

　　2.2廢棄井的磁記憶信號(hào)特征

　　埋于地下的廢棄井受到地磁場(chǎng)或腐蝕應(yīng)力作用，在應(yīng)力集中區(qū)或腐蝕區(qū)域會(huì)產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，在大地磁場(chǎng)背景下必定表現(xiàn)為一種磁異常，通過(guò)檢測(cè)設(shè)備、處理軟件對(duì)磁異常信號(hào)進(jìn)行分析解釋，可對(duì)廢棄井進(jìn)行定位。

　　2.3儀器、測(cè)試方法及采集

　　(1)磁記憶設(shè)備介紹。金屬磁記憶方法所使用的檢測(cè)儀表主要是俄羅斯動(dòng)力診斷公司研制并生產(chǎn)的TSC系列儀器，目前主要采用TSC-4M-16，這套設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要由三分量掃描傳感器、主機(jī)兩部分組成，可直接將檢測(cè)信息顯示于主機(jī)液晶屏幕，兩名檢測(cè)人員就能完成對(duì)廢棄井的現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)定位，非常適合在野外應(yīng)用[2]。

　　(2)測(cè)試方法及信號(hào)采集。初步定位：開發(fā)單位應(yīng)安排專人(熟悉井口位置)指定廢棄井范圍，指定范圍不應(yīng)大于10*10m，且確保目標(biāo)井口在指定范圍內(nèi)，檢測(cè)人員采用金屬探測(cè)器等儀器設(shè)備在指定區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行信號(hào)查找，初步確定可疑位置，并做好標(biāo)記。信號(hào)篩選：以標(biāo)記為中心，橫縱向進(jìn)行剖面掃描，逐步擴(kuò)大探測(cè)面積，直至發(fā)現(xiàn)磁異常信號(hào)。

　　十字法定位：廢棄井的磁異常信號(hào)通過(guò)磁記憶設(shè)備處理顯示于主機(jī)液晶屏，主要表現(xiàn)為三組曲線，是傳感器測(cè)量的三個(gè)分量磁場(chǎng)，分別為Hx-沿測(cè)線的軸向位置;Hy-垂直于地面的方向;Hz-平行于地面且與測(cè)線軸向垂直的方向。信號(hào)曲線在大地磁場(chǎng)背景下表現(xiàn)為近乎平行的三組曲線，當(dāng)傳感器接近廢棄井時(shí)，檢測(cè)到磁異常，信號(hào)曲線表現(xiàn)為平直背景下的突起，經(jīng)過(guò)廢棄井正上方時(shí)達(dá)到峰值。以峰值點(diǎn)為中心，選擇垂直方向，進(jìn)行十字剖面測(cè)量，信號(hào)曲線的峰值點(diǎn)處即為廢棄井口位置。

　　3影響因素

　　3.1埋深影響

　　油井隨著廢棄時(shí)間延長(zhǎng)，周邊環(huán)境變化加大，隨著城市改建、農(nóng)耕等不可控因素的影響，廢棄井井口逐漸被掩埋，埋深也不盡相同。在實(shí)際探測(cè)中發(fā)現(xiàn)，廢棄井井口埋深通常在0.2-3m之間，更有甚者埋深達(dá)5m以上，隨著廢棄井埋深增加，頂部埋深與磁場(chǎng)強(qiáng)度符合冪函數(shù)規(guī)律衰減規(guī)律，當(dāng)埋深大于3m時(shí)，傳感器無(wú)法探測(cè)到磁異常信號(hào)，造成漏檢。

　　3.2磁干擾影響

　　現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，廢棄井周邊的深埋廢棄管線、金屬?gòu)U棄物都會(huì)表現(xiàn)為磁信號(hào)異常，部分磁信號(hào)與廢棄井特征信號(hào)存在明顯區(qū)別可作出篩別，但金屬立管等形態(tài)與廢棄井口相似的金屬干擾物在信號(hào)形態(tài)上也表現(xiàn)為相似特征，導(dǎo)致廢棄井判定難度加大。另外，深埋電纜產(chǎn)生的磁場(chǎng)也會(huì)對(duì)金屬磁記憶探測(cè)產(chǎn)生外界磁干擾。

　　3.3環(huán)境因素影響

　　井口位置不明的廢棄井多為上世紀(jì)80-90年代老井，廣泛分布于整個(gè)油區(qū)，周邊環(huán)境復(fù)雜，雜草、水塘等惡劣環(huán)境成為制約檢測(cè)開展的一大主要因素。磁異常信號(hào)主要通過(guò)傳感器的四個(gè)探頭采集，夏季、雨季雜草叢生，在這種環(huán)境下，探頭難免受到雜草的刮碰或?yàn)榱吮苊夤闻鎏嵘�探測(cè)高度都將給磁異常采集造成干擾，導(dǎo)致無(wú)法精確定位。水塘、泥沼、建筑物壓占更是不可抗的制約環(huán)境，檢測(cè)工作無(wú)法開展。

　　4應(yīng)用案例與開挖驗(yàn)證

　　勝利采油廠廢棄井井號(hào)：ST1-2-15，位于東辰集團(tuán)籃球場(chǎng)下，由于活動(dòng)人員眾多，安全隱患重大，急需封井消除安全隱患。依靠金屬磁記憶探測(cè)技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)化探測(cè)流程，對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)優(yōu)化處理，1小時(shí)內(nèi)確定了井口位置，實(shí)現(xiàn)廢棄井準(zhǔn)確定位，一方面降低了盲目開挖造成的經(jīng)濟(jì)損失，為油田降本增效做出了貢獻(xiàn);同時(shí)，為油田安全生產(chǎn)消除了隱患，為油田廢棄井安全隱患治理工作的順利開展奠定了基礎(chǔ)。

　　5結(jié)束語(yǔ)

　　2016-2017年應(yīng)用金屬磁記憶法對(duì)勝利油田8個(gè)采油廠，共計(jì)1139口廢棄井進(jìn)行探測(cè)定位工作，完成探測(cè)定位1087口，52口油井由于環(huán)境因素、工農(nóng)關(guān)系影響等未能開展檢測(cè)，開挖驗(yàn)證(部分)定位準(zhǔn)確率81.3%。金屬磁記憶法為油田廢棄油井探測(cè)定位提供了一種科學(xué)性、操作性、精確性較強(qiáng)的探測(cè)方法，在實(shí)際應(yīng)用中能夠準(zhǔn)確查明廢棄井井位，定位誤差控制在30cm以內(nèi)，效果明顯，是一種理想且行之有效的探測(cè)手段，為油田安全生產(chǎn)，消除安全隱患提供有力的技術(shù)保障。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]任吉林，等.金屬磁記憶檢測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].無(wú)損檢測(cè)，2015，34(4)：3-10.

　　[2]石仁委，等.埋地管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)的探討[J].石油工程建設(shè)，2006，32(2)：30-31.

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