不同井筒介質濁度對井下成像修井檢測效果影響研究

摘要

井下成像系統是地熱井、油氣井、水文井修井補井可視化施工的核心檢測裝備，而井筒內流體濁度是直接制約成像識別能力的關鍵現場因素。井筒內泥沙、原油、懸浮物、結垢剝落顆粒會造成光線散射衰減，導致圖像模糊、細節丟失，出現病害漏判。本文針對不同類型井筒介質，分析濁度產生來源，劃分濁度等級，探究濁度對成像畫面、病害識別精度的影響規律，總結現場降濁配套工藝手段，給出不同濁度條件下成像作業的適用邊界。試驗與工程實踐表明：高濁度環境下直接成像無法識別套管微小裂縫、濾水管孔隙堵塞等細節缺陷；采用舉水替液、循環洗井、局部沉淀等預處理手段，能夠有效改善圖像質量。本文研究成果可為修井現場井下成像作業標準化實施提供技術參考。

關鍵詞：井筒濁度；井下成像；修井檢測；圖像識別；替液洗井；可視化修井

引言

井下成像技術依靠光在井液介質當中傳播實現井筒內壁圖像采集，井液當中懸浮固體顆粒、油滴會散射光源，削弱透光能力。地熱井洗井過程剝落大量結垢碎屑，油氣井含有原油與固相巖屑，水文井存在泥沙懸浮，都會造成井筒濁度急劇升高。實際工程經常遇到：設備本身性能完好，但下入井內畫面白茫茫一片，無法看清套管、濾水管細節，不能完成故障識別。很多現場人員簡單將問題歸罪于成像儀器質量問題，忽略井筒介質條件帶來的約束。

當前行業對于井下成像設備硬件參數研究較多，但針對井筒濁度對檢測效果的系統性研究較少，缺少現場濁度分級與作業處置規范。本文結合地熱、油氣、供水修井現場大量實測案例，研究濁度對成像檢測的影響，歸納可行的預處理工藝，明確成像作業的工況邊界條件。

1 不同井筒濁度來源分析

1.1 地熱井濁度來源

老舊地熱井通井洗井作業時，鈣鎂結垢被擊碎剝落，形成大量細小固體顆粒懸浮水體；地層細砂被涌入井筒；回灌產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出現一定下降。

1.2 油氣井濁度來源

井筒內含原油油滴、鉆井巖屑、腐蝕鐵銹顆粒、蠟質顆粒；修井磨銑作業產生大量金屬碎屑，油滴會改變光的傳播路徑，嚴重干擾成像。

1.3 水文供水井濁度來源

開采擾動帶來地層泥沙，修井撈砂、射孔作業產生巖屑顆粒懸浮于井液。

按照現場實際效果可簡單劃分為三級：低濁度，水體接近透明，可識別毫米級細微缺陷；中濁度，能夠識別大的孔洞、變形，細小裂縫看不清；高濁度，光線嚴重衰減，僅能分辨大體輪廓，無法開展精細化檢測。

2 濁度對成像檢測效果的影響機理

成像探頭自帶LED光源發射光線，光線穿過井液到達井壁再反射回鏡頭。懸浮顆粒會對光線產生散射與吸收。濁度升高，有效反射光強快速下降。

低濁度工況：可以識別細小腐蝕孔洞、細微裂縫、濾水管堵塞孔隙，滿足精細化診斷需求。

中濁度工況：套管大穿孔、套管錯斷、大塊落物可以識別；0?5mm微小裂縫、點狀腐蝕孔洞極易漏判，只適合做大體故障篩查，不能作為精細驗收依據。

高濁度工況：只能判斷井筒大致通斷，套管細節無法辨識，不允許開展病害診斷與竣工驗收。

同一臺成像設備，硬件參數不變，僅僅井筒介質改變，檢測能力會發生巨大變化，這也是修井工程非常容易忽視的要點。

3 現場降濁預處理工藝與適用場景

1）全井替液循環洗井：向井筒泵入清水，把井筒內高濁度液體循環置換排出，適用于地熱井、水文井；油氣井可采用專用工作液替油。該方案好，是精細化成像優先采用方案。

2）靜置沉淀：停止作業，讓懸浮顆粒自然沉降井底。缺點耗時較長，細小膠體顆粒很難沉淀，只適合輔助手段。

3）局部舉水：針對目標檢測井段局部舉水，不需要全井大流量置換，節約作業液量，適合深井大井筒。

4）避開施工瞬時高濁階段：磨銑、高壓水射流、化學洗井剛剛結束時刻，井筒濁度峰值，不要立刻成像，待循環置換完成后再檢測。

同時應當規避誤區：單純提升探頭LED光源功率，無法解決高濁問題，強光只會加劇顆粒散射，畫面出現大片光暈，不能提升細節識別能力。

4 工程案例

某水文修井項目，洗井結束立刻下入井下成像，井筒處于高濁狀態，屏幕只能看到模糊輪廓，看不清濾水管堵塞情況?，F場直接判定設備故障。后續采用全井清水循環替液2小時，降低井筒濁度，再次下入探頭，濾水管銹蝕堵塞、管壁細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條件對成像結果的決定性作用。

5 結論

井筒介質濁度是制約井下成像修井檢測效果的關鍵外部條件，并非設備性能單一決定檢測質量。高濁條件下會出現微小病害漏判，直接影響修井方案設計與驗收結果。現場應當建立標準化流程：成像作業前評估井筒濁度，高濁工況優先采用替液、循環工藝改善介質條件，區分篩查作業與精細化驗收作業對濁度的不同要求。不能忽視井筒工況，片面依靠硬件參數評判檢測效果。在修井可視化施工方案中，必須把井筒降濁預處理納入作業工序。

參考文獻

[1] 王鵬.井下電視成像質量影響因素分析[J].地下水,2023.

[2] 李濤.鉆孔電視在復雜水文地質井中的應用探討[J].工程勘察,2024.