VideoLog 可視化測井技術在油氣田套損檢測中的應用分析

嚴正國 樊亦洲

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

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

套管損壞輕者使油、水、氣井帶病工作, 達不到預定生產水平,重者使井報廢。目前有關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、電磁探傷以及產出刨面測井等等[2]。2017 年12 月23日由西安石油大學和中石油測井有限公司聯合主辦的“2017 可視化測井與套管井診斷修復前沿技術研討會”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[3-6]。相比傳統的成像，可視化測井將井下狀況進行直接的視覺呈現，具有直觀、高效、信息量大、可信度高等優點，幾乎不需要解釋，能最大程度的消除傳統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構

井下電視測井儀屬于可視化測井系列，其理論基礎是光學成像，是在可見光源的照明下，井下電視的攝像頭對套管內壁和井筒進行攝像，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，產生與井下攝像一樣的圖像，最后由地面系統顯示井下套管圖像[7-10]。

VLTW75-3000 前視全景廣角攝像機讓井壁情況一覽無余，雙向高速網絡數據通信可地面實時控制攝像機，調節LED 光源亮度，在線配置分辨率和幀率等圖像參數，在不同的操作環境下優化圖像質量。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指標。

表1 VLTW75-3000 型井下電視測井儀技術指標

1.2 井下電視測井儀功能特點

VideoLog 油氣井可視化測井技術，時全新一代可視化測井技術。與上一代“鷹眼”井下電視相比，VideoLog 電纜傳輸速率有了質的飛躍，具有電纜自適應特性，可通過普通鎧裝測井點實現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據速率提高到2Mbps 以上，將圖像和視頻實時傳輸到地面，為現場決策提供了可靠依據，提高作業效率；

2） 實現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

測井儀是井下網絡視頻圖像采集、編碼和傳輸裝置（如圖1）。其外形和結構需滿足井眼的尺寸、耐溫、耐壓等環境要求。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，地面系統向井下儀供電，測井電纜是地面系統與井下儀進行高速網絡通信的介質。

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絡通信，獲取網絡視頻數據流并解碼，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絡訪問接口。

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

筆記本電腦與地面系統通過有線或無線網絡連接，可對網絡視頻編碼系統、深度測量系統、視頻解碼系統、字符疊加系統進行設置和控制。可實時預覽、存儲和回放視頻圖像。

2.2 工作流程

2.2.1 檢查設備

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象；

2） 用測試線連接井下儀和地面儀，系統上電，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通，并記錄電阻值；

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

2.2.3 測井1） 安裝作業井口和泵送流程，充分洗井。

2） 將井下成像系統的電纜頭，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調節，儀器下井前，燈光亮度調到最亮，把焦距調好，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，在下放過程中仔細觀察井下成像。根據檢測情況，發現問題，調節攝像頭的角度，旋轉至目標位置，通過調距調光進行反復檢測或停留檢測，并記錄結果。

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，利用井內液體將鏡頭上附著物沖洗干凈。

5） 測井結束后，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 現場應用效果

VideoLog 油氣井可視化檢測技術自2017 年4月在大港油田服務第一口井至今，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狀,利用井下電視技術測井50 余口井,發現這些井存在套管腐蝕結垢、套管破裂、井碰事故、新井套破,有些地區和井利用測井結果指導作業進行修井措施,重新投產取得了較好的經濟效益。

3.1 套管腐蝕結垢及破裂

長慶油田某井xxx，2010 年12 月1 日投產，2018 年2 月2 日該井發現套破，套破前日產液0.6m3， 日 產 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,為下步調整措施提供指導。

檢測結果：如圖2、圖3 所示。

圖2 套管腐蝕結垢

圖3 套管破損

結論：1530～1553m 嚴重結垢，封隔器無法座封，導致兩次座封隔采失敗，1578.4m 處發現套破。

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。

檢測結果：如圖4、圖5 所示。

圖4 套管破損

圖 5 井眼變形

結論：1970m 以下套管受損嚴重，無修復價值，建議報廢。1990m 至2004m 井眼變形嚴重，2004.18m 處遇阻。

3.3 井碰事故

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

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。

檢測結果：如圖6、圖7 所示。

圖6 套管破損

圖7 套管破損

結論：套管72～80m 處發生套破，套管損失1/3 至1/2。80m 處鉆頭偏出套管形成側鉆，85m處井眼堵塞，儀器遇阻。

4 結論

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