不同井筒介质浊度对井下成像修井检测效果影响研究

摘要

井下成像系统是地热井、油气井、水文井修井补井可视化施工的核心检测装备，而井筒内流体浊度是直接制约成像识别能力的关键现场因素。井筒内泥沙、原油、悬浮物、结垢剥落颗粒会造成光线散射衰减，导致图像模糊、细节丢失，出现病害漏判。本文针对不同类型井筒介质，分析浊度产生来源，划分浊度等级，探究浊度对成像画面、病害识别精度的影响规律，总结现场降浊配套工艺手段，给出不同浊度条件下成像作业的适用边界。试验与工程实践表明：高浊度环境下直接成像无法识别套管微小裂缝、滤水管孔隙堵塞等细节缺陷；采用举水替液、循环洗井、局部沉淀等预处理手段，能够有效改善图像质量。本文研究成果可为修井现场井下成像作业标准化实施提供技术参考。

关键词：井筒浊度；井下成像；修井检测；图像识别；替液洗井；可视化修井

引言

井下成像技术依靠光在井液介质当中传播实现井筒内壁图像采集，井液当中悬浮固体颗粒、油滴会散射光源，削弱透光能力。地热井洗井过程剥落大量结垢碎屑，油气井含有原油与固相岩屑，水文井存在泥沙悬浮，都会造成井筒浊度急剧升高。实际工程经常遇到：设备本身性能完好，但下入井内画面白茫茫一片，无法看清套管、滤水管细节，不能完成故障识别。很多现场人员简单将问题归罪于成像仪器质量问题，忽略井筒介质条件带来的约束。

当前行业对于井下成像设备硬件参数研究较多，但针对井筒浊度对检测效果的系统性研究较少，缺少现场浊度分级与作业处置规范。本文结合地热、油气、供水修井现场大量实测案例，研究浊度对成像检测的影响，归纳可行的预处理工艺，明确成像作业的工况边界条件。

1 不同井筒浊度来源分析

1.1 地热井浊度来源

老旧地热井通井洗井作业时，钙镁结垢被击碎剥落，形成大量细小固体颗粒悬浮水体；地层细砂被涌入井筒；回灌产生的气泡混杂在水中，造成水体浑浊。洗井施工阶段浊度最高，静置沉淀之后浊度会出现一定下降。

1.2 油气井浊度来源

井筒内含原油油滴、钻井岩屑、腐蚀铁锈颗粒、蜡质颗粒；修井磨铣作业产生大量金属碎屑，油滴会改变光的传播路径，严重干扰成像。

1.3 水文供水井浊度来源

开采扰动带来地层泥沙，修井捞砂、射孔作业产生岩屑颗粒悬浮于井液。

按照现场实际效果可简单划分为三级：低浊度，水体接近透明，可识别毫米级细微缺陷；中浊度，能够识别大的孔洞、变形，细小裂缝看不清；高浊度，光线严重衰减，仅能分辨大体轮廓，无法开展精细化检测。

2 浊度对成像检测效果的影响机理

成像探头自带LED光源发射光线，光线穿过井液到达井壁再反射回镜头。悬浮颗粒会对光线产生散射与吸收。浊度升高，有效反射光强快速下降。

低浊度工况：可以识别细小腐蚀孔洞、细微裂缝、滤水管堵塞孔隙，满足精细化诊断需求。

中浊度工况：套管大穿孔、套管错断、大块落物可以识别；0‑5mm微小裂缝、点状腐蚀孔洞极易漏判，只适合做大体故障筛查，不能作为精细验收依据。

高浊度工况：只能判断井筒大致通断，套管细节无法辨识，不允许开展病害诊断与竣工验收。

同一台成像设备，硬件参数不变，仅仅井筒介质改变，检测能力会发生巨大变化，这也是修井工程非常容易忽视的要点。

3 现场降浊预处理工艺与适用场景

1）全井替液循环洗井：向井筒泵入清水，把井筒内高浊度液体循环置换排出，适用于地热井、水文井；油气井可采用专用工作液替油。该方案好，是精细化成像优先采用方案。

2）静置沉淀：停止作业，让悬浮颗粒自然沉降井底。缺点耗时较长，细小胶体颗粒很难沉淀，只适合辅助手段。

3）局部举水：针对目标检测井段局部举水，不需要全井大流量置换，节约作业液量，适合深井大井筒。

4）避开施工瞬时高浊阶段：磨铣、高压水射流、化学洗井刚刚结束时刻，井筒浊度峰值，不要立刻成像，待循环置换完成后再检测。

同时应当规避误区：单纯提升探头LED光源功率，无法解决高浊问题，强光只会加剧颗粒散射，画面出现大片光晕，不能提升细节识别能力。

4 工程案例

某水文修井项目，洗井结束立刻下入井下成像，井筒处于高浊状态，屏幕只能看到模糊轮廓，看不清滤水管堵塞情况。现场直接判定设备故障。后续采用全井清水循环替液2小时，降低井筒浊度，再次下入探头，滤水管锈蚀堵塞、管壁细小裂缝全部清晰成像，顺利完成病害定位。该案例充分说明井筒介质条件对成像结果的决定性作用。

5 结论

井筒介质浊度是制约井下成像修井检测效果的关键外部条件，并非设备性能单一决定检测质量。高浊条件下会出现微小病害漏判，直接影响修井方案设计与验收结果。现场应当建立标准化流程：成像作业前评估井筒浊度，高浊工况优先采用替液、循环工艺改善介质条件，区分筛查作业与精细化验收作业对浊度的不同要求。不能忽视井筒工况，片面依靠硬件参数评判检测效果。在修井可视化施工方案中，必须把井筒降浊预处理纳入作业工序。

参考文献

[1] 王鹏.井下电视成像质量影响因素分析[J].地下水,2023.

[2] 李涛.钻孔电视在复杂水文地质井中的应用探讨[J].工程勘察,2024.