不同井筒介質(zhì)濁度對(duì)井下成像修井檢測(cè)效果影響研究

摘要

井下成像系統(tǒng)是地?zé)峋?、油氣井、水文井修井補(bǔ)井可視化施工的核心檢測(cè)裝備，而井筒內(nèi)流體濁度是直接制約成像識(shí)別能力的關(guān)鍵現(xiàn)場(chǎng)因素。井筒內(nèi)泥沙、原油、懸浮物、結(jié)垢剝落顆粒會(huì)造成光線散射衰減，導(dǎo)致圖像模糊、細(xì)節(jié)丟失，出現(xiàn)病害漏判。本文針對(duì)不同類型井筒介質(zhì)，分析濁度產(chǎn)生來源，劃分濁度等級(jí)，探究濁度對(duì)成像畫面、病害識(shí)別精度的影響規(guī)律，總結(jié)現(xiàn)場(chǎng)降濁配套工藝手段，給出不同濁度條件下成像作業(yè)的適用邊界。試驗(yàn)與工程實(shí)踐表明：高濁度環(huán)境下直接成像無法識(shí)別套管微小裂縫、濾水管孔隙堵塞等細(xì)節(jié)缺陷；采用舉水替液、循環(huán)洗井、局部沉淀等預(yù)處理手段，能夠有效改善圖像質(zhì)量。本文研究成果可為修井現(xiàn)場(chǎng)井下成像作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：井筒濁度；井下成像；修井檢測(cè)；圖像識(shí)別；替液洗井；可視化修井

引言

井下成像技術(shù)依靠光在井液介質(zhì)當(dāng)中傳播實(shí)現(xiàn)井筒內(nèi)壁圖像采集，井液當(dāng)中懸浮固體顆粒、油滴會(huì)散射光源，削弱透光能力。地?zé)峋淳^程剝落大量結(jié)垢碎屑，油氣井含有原油與固相巖屑，水文井存在泥沙懸浮，都會(huì)造成井筒濁度急劇升高。實(shí)際工程經(jīng)常遇到：設(shè)備本身性能完好，但下入井內(nèi)畫面白茫茫一片，無法看清套管、濾水管細(xì)節(jié)，不能完成故障識(shí)別。很多現(xiàn)場(chǎng)人員簡(jiǎn)單將問題歸罪于成像儀器質(zhì)量問題，忽略井筒介質(zhì)條件帶來的約束。

當(dāng)前行業(yè)對(duì)于井下成像設(shè)備硬件參數(shù)研究較多，但針對(duì)井筒濁度對(duì)檢測(cè)效果的系統(tǒng)性研究較少，缺少現(xiàn)場(chǎng)濁度分級(jí)與作業(yè)處置規(guī)范。本文結(jié)合地?zé)?、油氣、供水修井現(xiàn)場(chǎng)大量實(shí)測(cè)案例，研究濁度對(duì)成像檢測(cè)的影響，歸納可行的預(yù)處理工藝，明確成像作業(yè)的工況邊界條件。

1 不同井筒濁度來源分析

1.1 地?zé)峋疂岫葋碓?/span>

老舊地?zé)峋ň淳鳂I(yè)時(shí)，鈣鎂結(jié)垢被擊碎剝落，形成大量細(xì)小固體顆粒懸浮水體；地層細(xì)砂被涌入井筒；回灌產(chǎn)生的氣泡混雜在水中，造成水體渾濁。洗井施工階段濁度最高，靜置沉淀之后濁度會(huì)出現(xiàn)一定下降。

1.2 油氣井濁度來源

井筒內(nèi)含原油油滴、鉆井巖屑、腐蝕鐵銹顆粒、蠟質(zhì)顆粒；修井磨銑作業(yè)產(chǎn)生大量金屬碎屑，油滴會(huì)改變光的傳播路徑，嚴(yán)重干擾成像。

1.3 水文供水井濁度來源

開采擾動(dòng)帶來地層泥沙，修井撈砂、射孔作業(yè)產(chǎn)生巖屑顆粒懸浮于井液。

按照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際效果可簡(jiǎn)單劃分為三級(jí)：低濁度，水體接近透明，可識(shí)別毫米級(jí)細(xì)微缺陷；中濁度，能夠識(shí)別大的孔洞、變形，細(xì)小裂縫看不清；高濁度，光線嚴(yán)重衰減，僅能分辨大體輪廓，無法開展精細(xì)化檢測(cè)。

2 濁度對(duì)成像檢測(cè)效果的影響機(jī)理

成像探頭自帶LED光源發(fā)射光線，光線穿過井液到達(dá)井壁再反射回鏡頭。懸浮顆粒會(huì)對(duì)光線產(chǎn)生散射與吸收。濁度升高，有效反射光強(qiáng)快速下降。

低濁度工況：可以識(shí)別細(xì)小腐蝕孔洞、細(xì)微裂縫、濾水管堵塞孔隙，滿足精細(xì)化診斷需求。

中濁度工況：套管大穿孔、套管錯(cuò)斷、大塊落物可以識(shí)別；0?5mm微小裂縫、點(diǎn)狀腐蝕孔洞極易漏判，只適合做大體故障篩查，不能作為精細(xì)驗(yàn)收依據(jù)。

高濁度工況：只能判斷井筒大致通斷，套管細(xì)節(jié)無法辨識(shí)，不允許開展病害診斷與竣工驗(yàn)收。

同一臺(tái)成像設(shè)備，硬件參數(shù)不變，僅僅井筒介質(zhì)改變，檢測(cè)能力會(huì)發(fā)生巨大變化，這也是修井工程非常容易忽視的要點(diǎn)。

3 現(xiàn)場(chǎng)降濁預(yù)處理工藝與適用場(chǎng)景

1）全井替液循環(huán)洗井：向井筒泵入清水，把井筒內(nèi)高濁度液體循環(huán)置換排出，適用于地?zé)峋⑺木?；油氣井可采用專用工作液替油。該方案好，是精?xì)化成像優(yōu)先采用方案。

2）靜置沉淀：停止作業(yè)，讓懸浮顆粒自然沉降井底。缺點(diǎn)耗時(shí)較長(zhǎng)，細(xì)小膠體顆粒很難沉淀，只適合輔助手段。

3）局部舉水：針對(duì)目標(biāo)檢測(cè)井段局部舉水，不需要全井大流量置換，節(jié)約作業(yè)液量，適合深井大井筒。

4）避開施工瞬時(shí)高濁階段：磨銑、高壓水射流、化學(xué)洗井剛剛結(jié)束時(shí)刻，井筒濁度峰值，不要立刻成像，待循環(huán)置換完成后再檢測(cè)。

同時(shí)應(yīng)當(dāng)規(guī)避誤區(qū)：?jiǎn)渭兲嵘筋^LED光源功率，無法解決高濁問題，強(qiáng)光只會(huì)加劇顆粒散射，畫面出現(xiàn)大片光暈，不能提升細(xì)節(jié)識(shí)別能力。

4 工程案例

某水文修井項(xiàng)目，洗井結(jié)束立刻下入井下成像，井筒處于高濁狀態(tài)，屏幕只能看到模糊輪廓，看不清濾水管堵塞情況。現(xiàn)場(chǎng)直接判定設(shè)備故障。后續(xù)采用全井清水循環(huán)替液2小時(shí)，降低井筒濁度，再次下入探頭，濾水管銹蝕堵塞、管壁細(xì)小裂縫全部清晰成像，順利完成病害定位。該案例充分說明井筒介質(zhì)條件對(duì)成像結(jié)果的決定性作用。

5 結(jié)論

井筒介質(zhì)濁度是制約井下成像修井檢測(cè)效果的關(guān)鍵外部條件，并非設(shè)備性能單一決定檢測(cè)質(zhì)量。高濁條件下會(huì)出現(xiàn)微小病害漏判，直接影響修井方案設(shè)計(jì)與驗(yàn)收結(jié)果?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)當(dāng)建立標(biāo)準(zhǔn)化流程：成像作業(yè)前評(píng)估井筒濁度，高濁工況優(yōu)先采用替液、循環(huán)工藝改善介質(zhì)條件，區(qū)分篩查作業(yè)與精細(xì)化驗(yàn)收作業(yè)對(duì)濁度的不同要求。不能忽視井筒工況，片面依靠硬件參數(shù)評(píng)判檢測(cè)效果。在修井可視化施工方案中，必須把井筒降濁預(yù)處理納入作業(yè)工序。

參考文獻(xiàn)

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