油氣田修井工程中井下可視化成像技術發展趨勢與雙目?單目設備優化方向

摘要

國內老油田步入中后期開采階段，深層油氣井套管腐蝕、裂紋、射孔堵塞、井下落物故障頻發，修井工程難度持續提升，傳統盲修模式打撈成功率低、工期漫長、施工成本高昂。井下可視化成像技術已經成為油氣田修井前置勘察核心手段。本文梳理電纜式單目360°旋轉成像、雙目立體視覺成像技術在淺層、超深層油氣修井工程應用現狀，分析當下兩款設備現存短板，探究井下可視化成像技術智能化、小型化、耐高溫、多參數一體化發展趨勢，提出雙目、單目測井探頭針對性優化方向，為油氣田修井可視化裝備迭代升級提供研究思路。

**關鍵詞：**井下可視化測井；修井技術；立體成像；小型化雙目探頭；耐高溫傳感器；智能化井筒檢測；油氣田運維

獨立關鍵詞清單

井下可視化測井，修井技術，立體成像，小型化雙目探頭，耐高溫傳感器，智能化井筒檢測，油氣田運維，360°單目旋轉探頭，井筒缺陷檢測，三維重建，多參數傳感集成，AI缺陷識別，超深井監測，地熱井可視化

1 引言

我國多數陸上油田開采年限長久，7000m超深層油氣資源開發規模不斷擴大，井下高溫高壓、硫化氫腐蝕環境復雜，套管破損、井下落物、射孔堵塞故障數量逐年上漲。傳統修井依靠經驗盲撈，打撈工具多次試錯，修井工期長、耗材成本高，極易造成二次井下損傷。

井下可視化成像技術分為淺層單目旋轉成像、深層雙目立體成像兩大技術路線，實現井筒故障直觀觀測、缺陷尺寸定量測量，大幅提升修井打撈成功率。現階段兩款設備依舊存在短板，雙目探頭外徑偏大、單目探頭耐溫耐壓不足。本文基于油氣田修井工程實際需求，分析技術應用現狀、現存缺陷、未來發展趨勢與設備優化方向。

2 井下可視化成像技術在油氣修井工程應用現狀

2.1 電纜式單目360°旋轉成像淺層修井應用

0?3500m淺層老舊油氣井數量龐大，井筒內徑偏小、井下常溫常壓。Φ55mm單目探頭小巧靈活、性價比高，依靠鏡頭360°旋轉環視井壁，排查淺層井套管破損、雜物堵塞、小型落物；適用于淺層簡易故障排查，大批量淺層老井日常巡檢。缺點為二維成像無法測量缺陷尺寸，不可用于超深井高溫高壓工況。

2.2 雙目立體視覺成像超深井復雜修井應用

3500?7000m超深層油氣井高溫高壓，井下故障復雜，大型油管落物、深度腐蝕坑、穿透性套管裂紋頻發。雙目探頭70MPa承壓、175℃耐高溫，三維立體測距精準測量落物尺寸、腐蝕坑深度、裂紋寬度，施工人員依靠三維數據定制打撈工具，一次打撈成功率大幅提升，是深層油氣井大修、復雜落物打撈的核心裝備。缺點探頭Φ68mm外徑偏大，無法下入細口徑監測井。

3 當前雙目?單目井下成像設備現存主要短板

3.1 雙目立體探頭缺陷

探頭外徑68mm，適配井筒內徑≥70mm，國內大量60mm細口徑監測井無法下入；雙目成像算法運算量大，深井高清視頻傳輸帶寬壓力大；渾濁含泥沙井筒容易遮擋雙鏡頭，視差測距出現誤差；設備整體重量偏大，野外便攜性不足。

3.2 電纜式單目旋轉探頭缺陷

傳感器耐溫上限80℃，密封件耐高溫性能差，無法適配地熱井、超深井高溫工況；僅二維平面成像，不能定量測量缺陷參數，復雜修井故障僅能定性觀察；單次續航時間較短，長時間井下作業受限。

3.3 行業共性短板

探頭功能單一，大多只具備視頻成像；深度、溫度、壓力傳感器為選配，沒有實現多參數一體化集成；依靠人工肉眼識別井筒缺陷，缺少AI自動識別功能；井下渾濁水體成像清晰度差，泥沙遮擋鏡頭干擾觀測。

4 油氣田修井井下可視化成像技術整體發展趨勢

4.1 探頭小型化趨勢

深層雙目探頭縮小外徑，兼顧三維成像能力同時適配細口徑井筒；單目探頭進一步輕量化，適配山區野外應急修井勘察。

4.2 特種環境耐受性能升級

研發200℃以上超耐高溫圖像傳感器、耐腐蝕密封材料，適配干熱巖、超深層高溫高壓油氣井；強化探頭抗硫化氫、抗氯離子腐蝕能力。

4.3 多參數傳感一體化集成

成像探頭集成溫度、壓力、pH、硫化氫、水位多參數傳感器，成像同時同步采集井下環境數據，實現視頻+環境參數一體化監測。

4.4 智能化AI自動檢測

搭載井筒腐蝕坑、裂紋、射孔堵塞、井下落物人工智能識別算法，系統自動標記缺陷位置、尺寸，減少人工回看視頻工作量，實現智能化井筒檢測。

4.5 無線傳輸、存儲式成像技術發展

研發井下自帶存儲的無纜成像探頭，擺脫鎧裝電纜長線纜傳輸束縛，適配復雜深井作業。

5 雙目、單目設備針對性優化方向

5.1 雙目立體成像探頭優化

第一，優化內部元器件布局，縮小探頭外徑至60mm以內，兼容細口徑監測井；

第二，優化抗泥沙雙目算法，解決渾濁水體鏡頭遮擋之后視差計算誤差問題；

第三，減輕探頭整體重量，提升野外便攜性能；

第四，集成多參數傳感器，實現成像、環境監測一體化。

5.2 電纜式單目旋轉成像探頭優化

第一，升級耐高溫CMOS傳感器、氟橡膠高溫密封件，將耐溫上限由80℃提升至120℃，適配淺層地熱井；

第二，優化內置耐高溫電池，延長單次續航時長；

第三，加裝AI二維缺陷識別模塊，自動識別淺層井筒堵塞、破損故障；

第四，優化360°旋轉電機，提升鏡頭旋轉穩定性。

6 結語

井下可視化成像技術已經成為油氣田修井工程由傳統盲修轉變為精準可視化施工的關鍵技術，電纜式單目探頭適配淺層簡易故障巡檢，雙目立體成像系統支撐超深井復雜大修打撈作業。針對當下設備外徑受限、耐高溫不足、功能單一、依賴人工識別的短板，未來朝著小型化、超耐高溫、多參數集成、AI智能識別方向迭代優化，持續提升油氣田井筒缺陷檢測、修井打撈精準度，為國內深層油氣資源高效開發、老舊油田運維提供智能化可視化技術保障。