不同井深条件下双目、单目电缆式测井成像系统设备选型策略研究

【资料简介】

不同井深条件下双目、单目电缆式测井成像系统设备选型策略研究

摘要

国内井筒工程涵盖浅层地下水监测井、浅层油气井、中深层地热换热井、7000m超深层油气井等多种井深工况，不同井深对应的井下温度、压力、井筒内径、腐蚀环境差异巨大。本文以北京鸿鸥成运Φ68mm双目立体成像系统、Φ55mm电缆式单目旋转成像系统为研究对象，按照0‑3500m浅层井、3500‑7000m超深井进行工况分级，对比两款设备耐温耐压、探头外径、成像模式、便携性、成本参数，建立基于井深、井筒内径、井下温度、工程用途的系统化选型策略，规避设备错配引发的仪器损坏、检测失效、成本浪费等问题，为油气田、地热项目、地下水环境监测项目的井下可视化设备选用提供完整依据。

**关键词：**测井成像系统；井深分级；浅层油气井；7000m超深井；地热换热井；设备选型；井筒可视化

独立关键词清单

测井成像系统，井深分级，浅层油气井，7000m超深井，地热换热井，设备选型，井筒可视化，双目立体探头，电缆式单目探头，井筒内径，井下温压环境，地下水监测井，修井工程，野外应急监测

1 引言

我国地下资源开发、地下水环境监测井筒深度跨度极大，从几十米浅层污染监测井至7000m以上超深层油气勘探井，井下环境参数差距悬殊。浅层井多为细口径PVC监测井，常温低压；超深井、中深层地热井高温高压，硫化氢、高矿化度污水腐蚀严重。

双目、电缆式单目成像系统是当下两大主流井下可视化设备，硬件性能适配工况有着明确边界。工程实践中经常出现浅层项目采购高温高压双目设备造成资金浪费，超深井选用单目探头出现传感器烧毁、密封漏水、设备报废等问题。因此依据井深分级开展设备选型策略研究，对提升检测效率、控制项目成本、保障仪器安全有着现实工程意义。

2 两款测井成像系统核心性能参数对比

Φ68mm双目立体成像探头，最大探测深度7000m，承压70MPa，耐温‑20℃~175℃，三维立体测距成像，外壳加厚一体化腔体，适配特种高温高压井筒；整机重量11.5kg，仅内置电池供电，单次续航6‑8h，采购成本偏高，无法下入内径70mm以下细口径井筒。

Φ55mm电缆式单目旋转成像探头，最大探测深度3500m，承压35MPa，耐温‑20℃~80℃，360°二维环视成像；整机9.5kg，内置电池+外接直流双供电模式，单次续航4‑6h；探头小巧轻便，适配内径≥60mm细口径井筒，结构简单、故障率低、性价比突出。

二者外壳均采用17‑4PH沉淀硬化不锈钢，具备抗井下污水腐蚀能力。

3 基于井深分级的井下工况环境分析

3.1 0‑3500m浅层井筒

包含浅层油气老井、地下水污染监测井、农田灌溉井、废弃矿山井、小型试验地热井。井下压力≤35MPa，温度低于80℃，井筒内径普遍60‑120mm，大量细口径PVC监测井内径仅60mm，井下工况温和，无特种高温高压环境，工程需求以井筒堵塞排查、井壁破损观察、油污杂质识别为主，仅需要二维画面即可完成检测。

3.2 3500‑7000m中深层、超深层井筒

涵盖深层油气井、储气库高压井、中深层地热换热井、干热岩试验井。井下压力35‑70MPa，井下温度80‑175℃，井筒腐蚀介质多含有硫化氢、高浓度氯离子，井筒故障包含套管腐蚀坑、裂纹、射孔堵塞、大型井下落物，需要三维测距精准测量缺陷尺寸，为修井打捞提供数据支撑。

4 不同工况下设备适配性优缺点分析

4.1 浅层0‑3500m井筒适配分析

电缆式单目探头Φ55mm外径优势显著，可下入细口径地下水监测井；设备轻便、供电灵活，适合野外山区应急勘察；浅层常温环境满足设备耐温耐压上限，设备故障率低、采购运维成本低。

双目探头Φ68mm探头直径过大，无法进入60‑70mm细口径监测井；设备笨重、成本高昂，浅层常温工况下耐高温高压性能过剩，造成项目资金浪费，浅层大批量监测项目不推荐选用双目设备。

4.2 3500‑7000m超深层高温高压井筒适配分析

超深井井下温度高于80℃，普通单目IMX323传感器高温失效，橡胶密封件快速老化漏水，35MPa承压上限无法抵御超深井高压，单目探头硬件层面无法适配深层特种工况。

双目耐高温CMOS传感器、氟橡胶高温密封、加厚承压腔体，耐受175℃高温、70MPa高压；三维立体成像精准测量套管缺陷尺寸，满足深层油气井修井打捞需求，是超深井、中深层地热井适配设备。

5 多维度系统化设备选型策略

5.1 以井深为第一判断标准

井深≤3500m，优先选用电缆式单目成像系统；井深＞3500m，强制选用双目立体成像系统。

5.2 以井筒内径作为第二判定条件

井筒内径＜70mm，仅可选用Φ55mm单目探头；内径≥70mm两款设备均可选择，再结合井深、井下温度取舍。

5.3 根据井下温压、腐蚀环境选型

井下温度＞80℃、压力＞35MPa、地热井、干热岩井，选用双目探头；常温常压浅层腐蚀监测井两款均可，优先性价比更高的单目设备。

5.4 结合工程用途选型

地下水污染排查、废弃井巡检、野外应急监测选用轻便单目；油气深井修井打捞、套管缺陷三维检测、地热井运维选用双目设备。

5.5 项目规模成本管控

大批量浅层地下水监测井巡检项目选用单目设备，降低整体采购成本；少量深层高温高压井筒检测项目采购双目探头。

6 选型常见误区规避

第一，不要盲目追求高性能双目探头用于浅层细口径井，探头无法下入造成设备闲置；

第二，禁止将单目探头下入80℃以上地热井、3500m以上超深井，极易造成探头烧毁、井下设备丢失；

第三，硫化氢高腐蚀井筒，两款探头作业后均需要及时清洗外壳，定期检测17‑4PH不锈钢外壳损耗。

7 结语

井深是测井成像系统选型的核心分级依据，浅层0‑3500m常温细口径井筒适配电缆式单目360°旋转探头；3500‑7000m高温高压超深井、中深层地热井适配双目立体成像探头。实际工程之中综合井深、井筒内径、井下温压、腐蚀介质、工程用途、项目成本多维度因素开展选型，严格规避设备错配，充分发挥两款井下可视化设备各自硬件优势，保障井筒检测工作高效稳定开展。