井下电视成像评价工艺技术

井下电视成像评价工艺技术

邵毅

（中国石油大庆油田有限责任公司试油试采分公司 黑龙江大庆 163412）

摘  要：井下电视成像评价工艺技术是一种通过获取井下直观图像资料结合实际工况进行评价分析的技术，这种技术主要应用于油水井、气井中井下施工效果的检验、井内套管泄漏点的检查以及辅助井下落物打捞等。该技术利用摄像机作为信号摄取器件，将井下信号传输到地面，进而观察、分析井内工况，及时做出判断并做出合理处置方法。该技术在X井进行了应用，用于观察油管内水化物和安全阀开关状态，结果显示井内水化物变化清晰可见，安全阀开关状态明显，为下步施工方案提供有力技术支撑。该技术具有良好的应用前景，可以勘探上交储量和后续开发方案提供科学依据，满足大庆油田气井、水平井储层勘探的需要。

关键词：视频处理；实时传输；井下监测；评价分析

1 前  言

井下勘测技术在石油天然气、地质、矿业等行业是重要的勘测技术手段。为了适应更加复杂的井下环境（如裂缝、井下工具状态、水化物情况、套管腐蚀、变形等），成像测井技术应运而生[1-3]。如今，可用于问题井的油气井勘测技术有超声波勘测技术，密度勘测技术，电阻率勘测技术，放射性勘测技术，补偿中子勘测技术，以及电、声成像勘测技术等。其中能得出井内图像，并反应出原始地质特征的是电阻率成像测井和超声波成像测井，使得测井结果更加直观，测井数据更加精确。这些技术在直接利用各种常规测井曲线识别井中问题时均存在局限性[4-5]。目前井下电视成像测井是一项较新的测井技术，可直接观察井下内壁或套管的状况，其适用于水文、油气资源勘查、管道检测、地热开发等不同的领域。基于重点实验室的高速遥传技术，对网络高清井下电视视频压缩编码、传输编码与控制功能的研究具有重要的理论和应用价值[6-7]。

2 井下电视成像系统

井内成像系统（井下电视）测井是继电磁学、物理学、声学后，光学成像技术在测井中应用的又一学科。测井时，井下摄像镜头在可见光源（根据外界明暗环境自动调节）的照射下，对井管内壁进行摄像，图象信号通过电子线路的处理，产生频率脉冲信号，再通过电缆传送到地面的接收装置，井行解码形成图像。检测过程直接反映井下状况，并实时显示图像，直观清晰，有利于正确判定井况和制定相应措施。

2.1工作原理

在可见光源的照明下，井下电视成像系统的摄像头对套管内壁和井筒进行摄像，井下电视成像系统的电子线路对图像进行信号放大处理，产生频率脉冲信号，通过单芯电缆或多芯电缆将脉冲信号传送到地面接收器对其进行放大解码[8]，产生与井下摄像一样的图像，该图像信号送至录像机进行直传地面或录像（可通过U盘导出录像资料进行回放及打印）。

2.2系统组成

井下电视成像系统由控制箱、摄像机探头、绞车、线缆、下井滑轮、计米器六部分组成，该工具实物。可实时传输高清的画面，具有自动录像保存视频观测系统。可供用户选择的补光系统，能应对不同情况的井下环境。具有精度到毫米的深度探测仪。使用超大容量的电池供电。摄像头具备防水功能，能长时间浸入水中工作不漏水等特点。

2.3施工方式

测井过程中，井下仪器通过连续油管或电缆下入井内，下入过程中仪器前端井下摄像镜头在后置灯光的照明下，对井下环境进行摄像，电子线路对图像信号进行放大处理，产生频率脉冲信号，信号电缆将频率脉冲信号传输至地面接收器，地面接收器对其进行放大解码，形成图像，并可以得出电视图像中实物的几何尺寸，达到了井下电视的定量解释目的（也可自动存储，进行地面回放）。

2.4 工具特点

井下电视成像系统通过高强度高温镜头模块可完成下视与侧视两大功能，以提供最好的观察视线和适应最复杂的井下条件。两个镜头各具备宽泛的聚焦长度：1英寸至 8 英寸。下视镜头视角可达 120°，侧视镜头可完成 360°旋转，适用于3英寸至 17 英寸各类型井下管柱壁检测，可提供清晰的管壁画面。全数字双向通讯系统可控制井下电视操作的全部功能，并确保其使用的最大灵活度。

该系统可实时控制灯光强弱，当设备处于光照反射较强的环境下时可调节减弱灯光亮度，而在光照较弱的环境下时则可增强灯光亮度。同时，该系统可实时调控图像分辨率和刷新率，当处于下井或监视一个动态环境（例如流体流动）时，可通过减少分辨率来传输更高帧的速率；同样当监视一个静态对象时，也可通过降低刷新率来获得高分辨率画面。

3 应用范围

井下电视成像可用于观测钻孔、井孔、钻井、油井、桩基中地质体的各种特征及细微现象，如地层岩性、岩石结构、地质结构、岩层走向、断层、裂隙、夹层、岩溶破碎等。还应用于试油过程中井筒套管变形、错断、破损、腐蚀以及落鱼鱼顶的状态观测；以及用于生产井的产层监测，精确到射孔炮眼内的流动的油、气、水和砂等状态监测。

4 现场试验

X 井是天然气地下储气库井，为便于冬季调峰采气，通过流程调整、乙二醇加注等措施，做好采气期间的解堵工作，预防井下事故发生。该井前期进行大产量注气，油管内存在一定程度冰堵，这对顺利开展井下动态监测工作，造成一定程度不利影响。 井下电视测井目的是为了检查井下安全阀附近油管腐蚀损伤、冰堵情况以及安全阀开启状态，若确定安全阀完全开启，则通井后继续下入井下电视仪器进行测量，继续判断安全阀下面附近油管内堵塞情况。

X 井 井下电视下井监测过程：X 井为带压测井，井口压力 22MPa， 井下电视仪器下井之前先要进行地面压力测试和通井作业。通完井后，第一次下放 井下电视系统摄像，看到油管壁有很多水化物。测井深度根据井口对“零”进行校深，井口补心高 3.4m。 井下电视仪器串下到 85.86 m处，观察到安全阀被水化物淹没，在井口给安全阀打压让其开启，水化物无变化。此时井口防喷管有轻微泄露，仪器上提至井口，第一次下井完成。

5 结论和建议

大庆气井井下套管腐蚀损伤检测主要采用 MIT 多臂井径成像、电磁探伤成像和井下电视等方法。MIT多臂井径成像、电磁探伤成像虽然对井下油套管本体腐蚀损伤检测上可以进行定量分析，但对井下工具、井下落鱼和井内设备的检查上，受其复杂的结构或所处位置的影响，检测效果并不理想；井下电视成像可以通过直观、快捷的可视化分析，直接观察损伤部位情况，是 MIT 多臂井径成像、电磁探伤成像检测技术的一个有益补充。

井下电视对井下工具和井内设备进行检查，可以提供直观、快捷的可视化分析结果，增强诊断精度，缩短施工时间，提高作业效率。

对于井下情况比较复杂的井，不应单凭 MIT 多臂井径和 MID-K 电磁探伤资料判断井下工具和套管腐蚀损伤状况，应该结合井下电视测井资料进行综合分析，三者相互印证实现优势互补，达到准确判断井下情况的目的。

参考文献：

[1]王金成.井下电视测井系统研究[D].西安:西安石油大学，2014.

[2] 张家田，严正国，胡长岭等.井下视频成像测井技术[J].现代电子术，2007，28(4):714-716.

[3]苏宏宇.井下成像技术在多层压裂事故井中的应用[J].西部探矿工程，2022，34(08):60-62.

[4]仝卫超.井下电视成像技术在乔诺水库地质勘察中的应用[J].黑龙江水利科技，2021，49(08):170-172.

[5]李涛. 井下视频成像测井系统设计[D].中北大学，2016.

[6] 王树理，李会荀，杨晓军.井下超声波成像提取岩层节理产状信息[J].现代地质，2008，22(5):884-888.

[7] 王亚青，林承焰，邢焕清.电成像测井技术地质应用研究进展测井技术，2008，32(2):139-142.

[8] 高瑛.数字高清井下电视测井仪关键技术研究[D].西安:西安石油大学.2015.

作者简介：邵毅，男，198210，在大庆油田有限责任公司试油试采分公司试油大队，从事试油技术管理工作。

1