VideoLog 可视化测井技术在油气田套损检测中的应用分析

2019-11-11严正国樊亦洲

云南化工 2019年9期

严正国樊亦洲

（西安石油大学电子工程学院光电油气测井与检测国家教育部重点实验室，陕西西安 710065）

现如今，随着油气田的不断开发,以及油气井其本身的结构、固井质量、套管材质等诸多因素的影响，套管损坏情况急剧增加，直接影响了油气井的使用寿命，严重制约了石油开采。因此，套管损坏状况的检查及预防已成为油田开发过程中的重点工作[1]。严重的套损由于缺乏有效的检测手段而无法修复，最终导致油气井报废，造成巨额的资产损失。“VideoLog 可视化测井”采用全新一代测井电缆网络高速传输技术，可在普通铠装测井电缆上建立高速网络连接，实时传输彩色全帧率网络视频信号。

套管损坏轻者使油、水、气井带病工作, 达不到预定生产水平,重者使井报废。目前有关套管破损检测主要采取的方法有超声波电视测井、多壁井径测井、磁重力测井、放射性同位素、镜像温差井温、噪声测井、氧活化法、微井径、电磁探伤以及产出刨面测井等等[2]。2017 年12 月23日由西安石油大学和中石油测井有限公司联合主办的“2017 可视化测井与套管井诊断修复前沿技术研讨会”上正式提出了可视化测井的概念，并将可视化测井定义为：利用面阵传感器（通常是照相机和摄像机）直接获取井下视频成像的一种成像测井技术[3-6]。相比传统的成像，可视化测井将井下状况进行直接的视觉呈现，具有直观、高效、信息量大、可信度高等优点，几乎不需要解释，能最大程度的消除传统测井解释存在的多解性和不确定性。

1 井下电视测井仪

1.1 井下电视测井仪基本原理和仪器结构

井下电视测井仪属于可视化测井系列，其理论基础是光学成像，是在可见光源的照明下，井下电视的摄像头对套管内壁和井筒进行摄像，井下电视的电子线路对图象进行信号放大处理，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，产生与井下摄像一样的图像，最后由地面系统显示井下套管图像[7-10]。

VLTW75-3000 前视全景广角摄像机让井壁情况一览无余，双向高速网络数据通信可地面实时控制摄像机，调节LED 光源亮度，在线配置分辨率和帧率等图像参数，在不同的操作环境下优化图像质量。VLTW75-3000 适用于单芯、多芯电缆，为套管井问题检测提供了一种直观可靠的解决方法。表1 为VLTW75-3000 型井下电视测井仪技术指标。

表1 VLTW75-3000 型井下电视测井仪技术指标

1.2 井下电视测井仪功能特点

VideoLog 油气井可视化测井技术，时全新一代可视化测井技术。与上一代“鹰眼”井下电视相比，VideoLog 电缆传输速率有了质的飞跃，具有电缆自适应特性，可通过普通铠装测井点实现获取彩色全帧率井下视频，具体如下：

1）将5000m 普通铠装测井电缆的数据速率提高到2Mbps 以上，将图像和视频实时传输到地面，为现场决策提供了可靠依据，提高作业效率；

2）实现了彩色全帧率图像在5000m 普通铠装测井电缆上的实时流畅传输，为诊断提供了更丰富的信息；

3）具有电缆自适应特性和存储功能。

2 可视化测井主要装置和工作流程

2.1 可视化测井主要装置

测井仪是井下网络视频图像采集、编码和传输装置（如图1）。其外形和结构需满足井眼的尺寸、耐温、耐压等环境要求。井下仪通过电缆绞车和测井电缆吊放到井眼中，依靠井下仪和电缆的自重下放到目标的深度。

图1 可视化测井主要装置

测井电缆的作用包括承载井下仪重量并下放井下仪到井中，地面系统向井下仪供电，测井电缆是地面系统与井下仪进行高速网络通信的介质。

地面仪器主要功能包括通过测井电缆向井下仪供电，与井下仪通过测井电缆进行高速网络通信，获取网络视频数据流并解码，电缆测深、字符叠加、录像存储等。并提供视频显示器接口与网络访问接口。

光电编码器与测井绞车的电缆深度测井系统连接，向地面系统提供深度信号编码脉冲。

笔记本电脑与地面系统通过有线或无线网络连接，可对网络视频编码系统、深度测量系统、视频解码系统、字符叠加系统进行设置和控制。可实时预览、存储和回放视频图像。

2.2 工作流程

2.2.1 检查设备

1）井下仪器镜头部分是否完好无损，地面机箱有无螺丝松动现象；

2）用测试线连接井下仪和地面仪，系统上电，测试是否正常工作。

2.2.2 配接测井车

1）用万用表测电缆缆心是否导通，并记录电阻值；

2）井下仪、地面仪配接电缆，井下仪通过转接头，鱼雷连接电缆，然后配置合适的速率和摄像头参数。

2.2.3 测井1）安装作业井口和泵送流程，充分洗井。

2）将井下成像系统的电缆头，井下仪，扶正器连接好，并与地面测井车的电缆相连，由地面供电，观察笔记本电脑显示的的图像，再次进行必要的参数调节，仪器下井前，灯光亮度调到最亮，把焦距调好，深度归零。用柔软干净的毛巾擦净摄像头镜头、灯罩，在镜头和灯罩上涂抹表面活性剂。

3）缓慢将井下仪放入井口，并匀速下放，在下放过程中仔细观察井下成像。根据检测情况，发现问题，调节摄像头的角度，旋转至目标位置，通过调距调光进行反复检测或停留检测，并记录结果。

4）在下如过程中如有异物如原油黏附在镜头表面影响观测，可提高电缆下入速度，利用井内液体将镜头上附着物冲洗干净。

5）测井结束后，将井下仪提出来，拆卸井口及井下仪，收拾地面仪，所有连接线，工具箱，井下仪简单处理油污装箱。

3 现场应用效果

VideoLog 油气井可视化检测技术自2017 年4月在大港油田服务第一口井至今，足迹已踏遍大港、胜利、西南、江汉、长庆、延长、江苏、新疆等油田。针对油气田的套损井现状,利用井下电视技术测井50 余口井,发现这些井存在套管腐蚀结垢、套管破裂、井碰事故、新井套破,有些地区和井利用测井结果指导作业进行修井措施,重新投产取得了较好的经济效益。

3.1 套管腐蚀结垢及破裂

长庆油田某井xxx，2010 年12 月1 日投产，2018 年2 月2 日该井发现套破，套破前日产液0.6m3，日产油 0.41t，含水 18.7% ，含盐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%，含盐6435mg/L。隔采后未见效。2018年3 月6 日对该井进行第二次隔采，下Y341-114 长胶筒封隔器，坐封位置1530m，完井后含水100%，含盐9555mg/L。

测试要求：通过井口下入井下摄像仪器，目的是全面论证该井的套管完整性,为下步调整措施提供指导。

检测结果：如图2、图3 所示。