井下摄像技术 在套损井检测中的推广应用 目 录 n一、前言 n二、工艺技术简介 n三、技术改进点 n四、推广范围、应用井例及解决的问题 n五、经济效益 n六、井下摄像技术趋势展望 一、前 言 油水井在生产过程中常常会遇到两方面问题，一是 套管损坏；二是井下落物。套管损坏是难以预防也难以 修复的井下故障情况。随着油田开采年限的增长，油水 井的套管损坏呈现逐年上升趋势，仅胜利油田每年就有 上百口井因套管损坏情况而影响原油生产，有的井甚至 因无法修复而报废，由此，套管损坏井的增多成为影响 油田原油生产的一个重要因素。套管损坏的综合治理越 来越受到各油田的广泛重视。查明井下套管损坏的情况 是进行套管治理的前提，国内外各油田套管治理方面都 做了大量的工作，研究开发了多项用于分析和解决套损 问题的方法。 目前油田常用的套管检测方法有： 1、打铅印验套：用于验证套管缩径、破裂、错断及落实鱼顶的情 况； 2、薄壁管验套：用于验证套管缩径、弯曲特别是狗腿弯曲； 3、封隔器验套：用于套管腐蚀或硬伤破漏检验，位置较为准确； 4、侧面打印器验套：用于验证已知破漏位置的破漏点大小，提供 直观破漏情况； 5、井温仪验套：通过井温变化曲线验证套管漏失部位； 6、井径仪验套：通过检测变形井段井径的变化验证套管变形缩径 的情况。 7、超声成像验套：通过以垂直于套管井壁方向发射超声波脉冲。 利用换能器探头接受到的回波波列经换能器将其转化成电信号 ，由计算机成像系统接收、解码、分析和处理，用图象、图形 、表格等方式显示套管的实际状况。 这些方法的应用为修复一些套管损坏井起到了验证井下情 况的作用，但在应用的过程中发现，由于技术本身的局限性使 得应用这些并不能确切掌握井下套管损坏的真实情况，在实际 修井作业中仍需凭借经验和猜测，这样常常会增加修井作业难 度和成本，甚到造成故障情况复杂化，最终导致修井失败。 在油水井生产过程中，常常会因为各种原因发生井下落 物，对于一些井下落物类型已知的情况，打捞工作会比较容易 ，但大多数情况下，并不能完全清楚落物特别是鱼顶的具体状 况，目前常用的方法就是通过打铅印来落实，这种方法用于较 规则的鱼顶其印迹较为可靠，但对于不规则的鱼顶，通过印迹 则很难分析出鱼顶的确切形状，在这种情况下进行打捞作业成 功的机会就会很小。 二、井下摄像技术简介 井下摄像工艺技术是胜利井下作业公司于1999年从美国DHV 公司引进的具有国际先进水平的井下故障情况检测系统。该系统 通过井下摄像机直接摄取井下故障情况的图片信息，并可直接在 地面监视屏幕上观看，直观、可靠，与目前国内应用的其它井下 检测技术具有无可比拟的优越性。 （一）井下摄像系统的构成 井下摄像系统包括地面处理解释仪和井下摄像仪两部分。 1、地面处理解释仪基本构成： 主要工作过程：电源/接收器为该系统最重要的部件，一方面 为井下仪器提供电源；一方面接收井下摄像仪发送的编码信息， 并将其还原为视频图像，传输到图像编辑器上，附加深度、温度 等参数，在监视器屏幕上显示出来，并可进行录制和打印。 2、井下仪器部分 a)井下摄像机：该系统采用的是高温、弱光摄像机，耐温 可达125，在弱光条即可获得稳定清晰的图像； b)照明装置：采用后灯照明方式，即光源设在摄像机的后 部，这样就方便了摄像机对下部井况的检测，照明灯 具及摄像头前部均由特制的石英罩保护，耐压达 70MPa； c)信号转换和传输部分：将摄像机拍摄到的视频信息进行 A/D转换，减少传输过程中的信号衰减，由于视频信号 转换为数字信息的数据量非常大，转换一帧图像大约 需要3.5秒时间，所以在屏幕上我们看到的是每3.5秒更 换一帧的静止图片。 （二）井下摄像系统的技术参数： 1、视频分辨率：水平：400线，垂直：300线，单色模式； 2、图像传输率：1帧/3.5秒； 3、摄像机视角：水中55，空气73； 4、井下仪最大直径：43mm； 5、井下仪耐温：125； 6、井下仪耐压：70MPa。 井下电视施工示意图井下电视施工示意图 二、井下摄像工艺技术推广应用情况及技术特点： 井下摄像技术自1999年引进至今，已完成了51井 次的测井工作。通过对摄像工艺技术及井筒处理工艺 的不断研究和改进，摄像效果得到了很大的提高，至 2004年井下摄像施工成功率90%，特别是在油田第一 口分支井梁46-支平1井，油田重点探井车古203井、滨 古26井、营31-支平1井施工中获得非常清淅的井下摄 像图片，准确地反映了井下套管及鱼顶情况，并进行 了定量分析。可以说井下摄像技术的成功应用结束了 油田单靠打铅印了解井下故障情况的历史。 三、技术改进点 井下摄像技术是通过井下摄像机拍摄井下故障情 况，所以要求井下介质必须具有很高的透明度。这样 才能获得清晰的井下图片。在实际应用中，曾采取用 清水洗井后（水质一般要求达到生活水标准）下井下 摄像仪进行井下摄像，取得的摄像效果较差，有些井 例摄取的图片根本无法看清和分辨井下的具体情况。 针对这种情况我们进行了分析和研究，优化施工工艺 ，对于不同的井况，采用不同的洗井工艺，从而提高 了井下摄像图片的清晰度。 1、循环洗井摄像工艺 进行井下摄像，要求被摄像井段内液体有较高的透明度 ，如果套管发生破损，经过洗井后，破损处常常又会有管外 的浑浊液体浸入到井筒内，井下摄像仪下到预定深度后就会 无法分辨井下的情况，针对这种情况我们采用了井口加洗井 循环装置，这样就可以先将井下摄像仪下到预定深度后，再 进行洗井，在洗井过程中进行井下摄像，实践证明利用这种 方法进行摄像在0.5m范围内能够较清晰地分辩出井下情况 。这种方法适用于井下套管破损位置已知，破损井段在 10m(视修井机的提升高度而定)以内的井况。我们采用这种 方法后大大提高了井下摄像图片的清晰度，我们大多数摄像 较好的井例均是采用这种方法获得的。如营31-支平1、杨18 -2井、面14-7-111井、板879-3井、杨8-3井等均取得了较好 的摄像效果，清楚地反映了井下的具体情况。 2、清水挤注带压摄像工艺 对于套管损坏位置不能确定或损坏井段较长的井 况，就很难采用边洗井边摄像的方法进行测井。我们 设计研制的井口循环洗井装置可以密封压力25MPa以 上，仪器通过循环装置下到一定深度后，即可向井内 挤入清水，这样密闭井筒内的污水会被清水挤入破漏 部位外，然后在带压的状态下测井，井筒内就会保持 其透明性从而保证了摄像质量。车古203井、滨古26 井、盘40-1井就是采用这种方法取得了很好的摄像效 果。 3、封堵出油层，进行井下摄像 对于一些井口压力较大，出油量较多的井，采用上述两种 方法仍难以获得较好的摄像效果。如大8-7-3井出油量较大， 采用上述洗井工艺均未获得成功。在采用打灰塞封住下套损段 下部油层后再进行循环洗净摄像工艺，从而取得了较好的摄像 效果。 4、井温测井仪与井下摄像仪组合应用 通过井温仪测量井温梯度曲线判断套管漏失部位，再进行 井下摄像施工，可大大降低洗井工作量，提高井下摄像的施工 效率。滨古26井，杨8-3井，河110-22井等就是先采用井温测 井仪测定了套管损坏的具体部位后采用井下摄像仪获得了摄像 效果。 5、井径仪与井下摄像仪组合应用 对于套管发生变形的井况可以采用井径仪确定变形井 段后再进行井下摄像，如杨18-2井就是先采用八臂井径测 量出变形的具体井段，然后采用井下摄像仪取得了较好的 测量效果。 6、地面模拟井下状况，对比分析 井下摄像技术所摄取的图片由于是在井下拍摄，有时 会因为清淅程度、视角等因素的影响对井下情况的判断， 所以在地面对井下情况进行模拟，拍摄出模拟的各种套管 损坏的图片，与实际应用中所拍摄的图片相比较，就会对 井下状况有更好的了解。 四、推广范围、应用井例 及解决的问题 2003年以来，在井 下作业公司技术人员的努 力下，井下摄像技术的使 用范围不断扩大，先后在 我局临盘、纯梁、桩西、 清河、河口、海洋开发、 东胜精工、及江苏大港油 田等单位施工，累计施工 51井次，均取得了极好的 应用效果。 1、井下摄像技术在套管破损井中的应用 尚4-47井是东胜公司在滨南区块2004年10月交投的新 井，作业队单封验漏结果为：643.46652.85m井段有破漏 点。对656643m套管边冲边照，在650.2m节箍发现有反 吐现象，其他井段未见异常。关闭套管闸门，正挤清水检 测，发现650.2m处套管节箍裂劈形成破漏点。启、停泵观 察，该处停泵立即变浑浊，开泵后逐渐变清，验证此处即 为破漏点，对该点封堵后正常进行生产。 尚4-47井 650.2m 裂劈节箍 车古203井是一口局重 点探井，作业队施工中发现 该井在1136-1146m处套 管存在破漏情况，井下摄像 显示在1140.20m至 1140.92m井段套管发生严 重破裂。破口沿井筒轴向长 600mm,最大宽度40mm ；在破裂段中上部 1140.30m处有一径向裂缝 ,径向长约164mm。 2、井下摄像技术在套管错断井中的应用 CB1A-2井是海洋开发公司的生产井，该井在用双 氧水解堵后放喷时，在井下套管内发生爆炸，在以后 打捞过程中发现套管有破裂变形显示；下套铣筒套铣 时遇阻深度135.72m；井下套管破裂变形情况无法判 断。使用井下摄像仪检查发现在135.5m处发现套管破 损严重，在一侧破裂的套管断面上能明显分辩出套管 丝扣，在对此部位采用不同排量（100500l/min）进 行循环清洗和挤注清水，通过摄像观察清水均从该部 位漏失，由此判断套管从135.5m以下发生断脱。 CB1A-2井 135.5m处 套管破损 3、井下摄像技术在套管弯曲、变形井中的应用 套管弯曲、变形是油水井中比较严重的套管损坏情 况，易造成油水井的报废，准确地掌握这些井套管损坏 的具体情况有助于分析套管弯曲变形的原因，采取合理 的修套措施，使油井恢复正常生产。 下图是在江苏油田杨18-2井的摄像图片。图片显示在井 深1385.2m至1389.2m套管发生弯曲和变形,变形后套管 通径为112mm(该井套管正常内径为124mm)。 杨18-2井在井深 1385.2m至1389.2m 套管发生弯曲和变形, 变形后套管通径为 112mm。 4、井下摄像技术在套管结垢井中的应用 在井下摄像测井应用中发现几乎所有的套管内壁都 存在不同程度的结垢，特别是在套管破损部位结垢更为 严重，经过对一些检测的井例进行分析后认为套管有时 发生的缩径、变形是由井壁结垢造成的。 图片显示在井深1858.70m至1865.20m井段套管严重 结垢,套管明显缩径，最小通径为105mm（该井套管正 常内径为124.26mm）。经酸洗和刮管处理套管通径恢 复正常。 杨8-3井套管结垢 5、井下摄像技术在落实井下情况中的应用 营31-支平1井是钻井院与钻井四公司联合施工的一口 高难度支平井，施工后期与支井失去联络，无法判定窗口 状态。经使用井下摄像仪检查窗口发现窗口附近有套管皮 撕裂外翻，经修窗及下入斜向器后，管柱仍无法下入支井 ，使用井下摄像仪检查发现斜向器侧扣在窗口处，对斜向 器状态进行调整后管柱顺利下入支井中。 6、井下摄像技术在大修成效检查中的应用 临盘采油厂商35-13井，在处理井下落物磨铣后鱼顶情况 不明，经使用各种验套手段后无结果，使用井下摄像仪检查发 现该井磨铣严重造成开窗，大修队据此更改了修井设计。 商35-13 下窗口 商35-13 套管外 7、八臂井径测井辅助井下摄像技术的应用 杨18-2井套管存在弯曲和变形。在实际检测中该井出油较多 ，不适于进行长井段的井下摄像，据此先采用八臂井径测出了变 形的井段，然