嚴(yán)正國 樊亦洲

（西安石油大學(xué)電子工程學(xué)院 光電油氣測井與檢測國家教育部重點實驗室，陜西 西安 710065）

現(xiàn)如今，隨著油氣田的不斷開發(fā),以及油氣井其本身的結(jié)構(gòu)、固井質(zhì)量、套管材質(zhì)等諸多因素的影響，套管損壞情況急劇增加，直接影響了油氣井的使用壽命，嚴(yán)重制約了石油開采。因此，套管損壞狀況的檢查及預(yù)防已成為油田開發(fā)過程中的重點工作[1]。嚴(yán)重的套損由于缺乏有效的檢測手段而無法修復(fù)，最終導(dǎo)致油氣井報廢，造成巨額的資產(chǎn)損失。“VideoLog 可視化測井”采用全新一代測井電纜網(wǎng)絡(luò)高速傳輸技術(shù)，可在普通鎧裝測井電纜上建立高速網(wǎng)絡(luò)連接，實時傳輸彩色全幀率網(wǎng)絡(luò)視頻信號。

套管損壞輕者使油、水、氣井帶病工作, 達(dá)不到預(yù)定生產(chǎn)水平,重者使井報廢。目前有關(guān)套管破損檢測主要采取的方法有超聲波電視測井、多壁井徑測井、磁重力測井、放射性同位素、鏡像溫差井溫、噪聲測井、氧活化法、微井徑、電磁探傷以及產(chǎn)出刨面測井等等[2]。2017 年12 月23日由西安石油大學(xué)和中石油測井有限公司聯(lián)合主辦的“2017 可視化測井與套管井診斷修復(fù)前沿技術(shù)研討會”上正式提出了可視化測井的概念，并將可視化測井定義為：利用面陣傳感器（通常是照相機和攝像機） 直接獲取井下視頻成像的一種成像測井技術(shù)[3-6]。相比傳統(tǒng)的成像，可視化測井將井下狀況進行直接的視覺呈現(xiàn)，具有直觀、高效、信息量大、可信度高等優(yōu)點，幾乎不需要解釋，能最大程度的消除傳統(tǒng)測井解釋存在的多解性和不確定性。

1 井下電視測井儀

1.1 井下電視測井儀基本原理和儀器結(jié)構(gòu)

井下電視測井儀屬于可視化測井系列，其理論基礎(chǔ)是光學(xué)成像，是在可見光源的照明下，井下電視的攝像頭對套管內(nèi)壁和井筒進行攝像，井下電視的電子線路對圖象進行信號放大處理，產(chǎn)生頻率脈沖信號，通過單芯電纜或多芯電纜將脈沖信號傳送到地面接收器對其進行放大解碼，產(chǎn)生與井下攝像一樣的圖像，最后由地面系統(tǒng)顯示井下套管圖像[7-10]。

VLTW75-3000 前視全景廣角攝像機讓井壁情況一覽無余，雙向高速網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信可地面實時控制攝像機，調(diào)節(jié)LED 光源亮度，在線配置分辨率和幀率等圖像參數(shù)，在不同的操作環(huán)境下優(yōu)化圖像質(zhì)量。VLTW75-3000 適用于單芯、多芯電纜，為套管井問題檢測提供了一種直觀可靠的解決方法。表1 為VLTW75-3000 型井下電視測井儀技術(shù)指標(biāo)。

表1 VLTW75-3000 型井下電視測井儀技術(shù)指標(biāo)

1.2 井下電視測井儀功能特點

VideoLog 油氣井可視化測井技術(shù)，時全新一代可視化測井技術(shù)。與上一代“鷹眼”井下電視相比，VideoLog 電纜傳輸速率有了質(zhì)的飛躍，具有電纜自適應(yīng)特性，可通過普通鎧裝測井點實現(xiàn)獲取彩色全幀率井下視頻，具體如下：

1） 將5000m 普通鎧裝測井電纜的數(shù)據(jù)速率提高到2Mbps 以上，將圖像和視頻實時傳輸?shù)降孛?，為現(xiàn)場決策提供了可靠依據(jù)，提高作業(yè)效率；

2） 實現(xiàn)了彩色全幀率圖像在5000m 普通鎧裝測井電纜上的實時流暢傳輸，為診斷提供了更豐富的信息；

3） 具有電纜自適應(yīng)特性和存儲功能。

2 可視化測井主要裝置和工作流程

2.1 可視化測井主要裝置

測井儀是井下網(wǎng)絡(luò)視頻圖像采集、編碼和傳輸裝置（如圖1）。其外形和結(jié)構(gòu)需滿足井眼的尺寸、耐溫、耐壓等環(huán)境要求。井下儀通過電纜絞車和測井電纜吊放到井眼中，依靠井下儀和電纜的自重下放到目標(biāo)的深度。

圖1 可視化測井主要裝置

測井電纜的作用包括承載井下儀重量并下放井下儀到井中，地面系統(tǒng)向井下儀供電，測井電纜是地面系統(tǒng)與井下儀進行高速網(wǎng)絡(luò)通信的介質(zhì)。

地面儀器主要功能包括通過測井電纜向井下儀供電，與井下儀通過測井電纜進行高速網(wǎng)絡(luò)通信，獲取網(wǎng)絡(luò)視頻數(shù)據(jù)流并解碼，電纜測深、字符疊加、錄像存儲等。并提供視頻顯示器接口與網(wǎng)絡(luò)訪問接口。

光電編碼器與測井絞車的電纜深度測井系統(tǒng)連接，向地面系統(tǒng)提供深度信號編碼脈沖。

筆記本電腦與地面系統(tǒng)通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)連接，可對網(wǎng)絡(luò)視頻編碼系統(tǒng)、深度測量系統(tǒng)、視頻解碼系統(tǒng)、字符疊加系統(tǒng)進行設(shè)置和控制?？蓪崟r預(yù)覽、存儲和回放視頻圖像。

2.2 工作流程

2.2.1 檢查設(shè)備

1） 井下儀器鏡頭部分是否完好無損，地面機箱有無螺絲松動現(xiàn)象；

2） 用測試線連接井下儀和地面儀，系統(tǒng)上電，測試是否正常工作。

2.2.2 配接測井車

1） 用萬用表測電纜纜心是否導(dǎo)通，并記錄電阻值；

2） 井下儀、地面儀配接電纜，井下儀通過轉(zhuǎn)接頭，魚雷連接電纜，然后配置合適的速率和攝像頭參數(shù)。

2.2.3 測井1） 安裝作業(yè)井口和泵送流程，充分洗井。

2） 將井下成像系統(tǒng)的電纜頭，井下儀，扶正器連接好，并與地面測井車的電纜相連，由地面供電，觀察筆記本電腦顯示的的圖像，再次進行必要的參數(shù)調(diào)節(jié)，儀器下井前，燈光亮度調(diào)到最亮，把焦距調(diào)好，深度歸零。用柔軟干凈的毛巾擦凈攝像頭鏡頭、燈罩，在鏡頭和燈罩上涂抹表面活性劑。

3） 緩慢將井下儀放入井口，并勻速下放，在下放過程中仔細(xì)觀察井下成像。根據(jù)檢測情況，發(fā)現(xiàn)問題，調(diào)節(jié)攝像頭的角度，旋轉(zhuǎn)至目標(biāo)位置，通過調(diào)距調(diào)光進行反復(fù)檢測或停留檢測，并記錄結(jié)果。

4） 在下如過程中如有異物如原油黏附在鏡頭表面影響觀測，可提高電纜下入速度，利用井內(nèi)液體將鏡頭上附著物沖洗干凈。

5） 測井結(jié)束后，將井下儀提出來，拆卸井口及井下儀，收拾地面儀，所有連接線，工具箱，井下儀簡單處理油污裝箱。

3 現(xiàn)場應(yīng)用效果

VideoLog 油氣井可視化檢測技術(shù)自2017 年4月在大港油田服務(wù)第一口井至今，足跡已踏遍大港、勝利、西南、江漢、長慶、延長、江蘇、新疆等油田。針對油氣田的套損井現(xiàn)狀,利用井下電視技術(shù)測井50 余口井,發(fā)現(xiàn)這些井存在套管腐蝕結(jié)垢、套管破裂、井碰事故、新井套破,有些地區(qū)和井利用測井結(jié)果指導(dǎo)作業(yè)進行修井措施,重新投產(chǎn)取得了較好的經(jīng)濟效益。

3.1 套管腐蝕結(jié)垢及破裂

長慶油田某井xxx，2010 年12 月1 日投產(chǎn)，2018 年2 月2 日該井發(fā)現(xiàn)套破，套破前日產(chǎn)液0.6m3， 日 產(chǎn) 油 0.41t， 含 水 18.7% ， 含 鹽19266mg/L。2018 年2 月20 日首次隔采，下Y211-114 封隔器，坐封位置1505m，完井后含水100%，含鹽6435mg/L。隔采后未見效。2018年3 月6 日對該井進行第二次隔采，下Y341-114 長膠筒封隔器，坐封位置1530m，完井后含水100%，含鹽9555mg/L。

測試要求：通過井口下入井下攝像儀器，目的是全面論證該井的套管完整性,為下步調(diào)整措施提供指導(dǎo)。

檢測結(jié)果：如圖2、圖3 所示。

圖2 套管腐蝕結(jié)垢

圖3 套管破損

結(jié)論：1530～1553m 嚴(yán)重結(jié)垢，封隔器無法座封，導(dǎo)致兩次座封隔采失敗，1578.4m 處發(fā)現(xiàn)套破。

3.2 新井套破

延長油田某井xxx，該井屬于2018 年5 月11日新鉆井，固井后掃水泥遇阻，錐銑，銑頭磨損嚴(yán)重，疑有套管變形套管破損。

檢測要求：通過井口下入井下攝像儀器，下放速度不得大于20m/min，在重點井段可重復(fù)2次上提下放工序，目的是全面論證該井段的完整性。

檢測結(jié)果：如圖4、圖5 所示。

圖4 套管破損

圖 5 井眼變形

結(jié)論：1970m 以下套管受損嚴(yán)重，無修復(fù)價值，建議報廢。1990m 至2004m 井眼變形嚴(yán)重，2004.18m 處遇阻。

3.3 井碰事故

延長油田某井xxx，該井為新鉆井，已經(jīng)完成固井，鄰井鉆井時在80m 處發(fā)生井碰事故，套管被鉆穿，水泥封堵后掃水泥時鉆進到200m 處發(fā)現(xiàn)井口返出泥沙，疑發(fā)生套管開窗事故。

檢測要求：通過井口下入可視化測井儀，下放速度不得大于20m/min，在重點井段0-300m可重復(fù)2 次上提下放工序，目的是全面論證該井段的完整性。

檢測結(jié)果：如圖6、圖7 所示。

圖6 套管破損

圖7 套管破損

結(jié)論：套管72～80m 處發(fā)生套破，套管損失1/3 至1/2。80m 處鉆頭偏出套管形成側(cè)鉆，85m處井眼堵塞，儀器遇阻。

4 結(jié)論

油田要穩(wěn)定增產(chǎn)，一定要關(guān)注油氣井的“身體健康”。要對套管、油管進行定期檢測、維護和保養(yǎng)。套管出現(xiàn)問題，一定要“先檢測，后治理”。VedioLog 油氣井可視化檢測技術(shù)是油套管問題最直觀有效的檢測手段，在發(fā)現(xiàn)問題初期盡早檢測確診問題，采取適當(dāng)作業(yè)措施將油套管修復(fù)，才能發(fā)揮其最大的價值。