油气田修井工程中井下可视化成像技术发展趋势与双目‑单目设备优化方向

摘要

国内老油田步入中后期开采阶段，深层油气井套管腐蚀、裂纹、射孔堵塞、井下落物故障频发，修井工程难度持续提升，传统盲修模式打捞成功率低、工期漫长、施工成本高昂。井下可视化成像技术已经成为油气田修井前置勘察核心手段。本文梳理电缆式单目360°旋转成像、双目立体视觉成像技术在浅层、超深层油气修井工程应用现状，分析当下两款设备现存短板，探究井下可视化成像技术智能化、小型化、耐高温、多参数一体化发展趋势，提出双目、单目测井探头针对性优化方向，为油气田修井可视化装备迭代升级提供研究思路。

**关键词：**井下可视化测井；修井技术；立体成像；小型化双目探头；耐高温传感器；智能化井筒检测；油气田运维

独立关键词清单

井下可视化测井，修井技术，立体成像，小型化双目探头，耐高温传感器，智能化井筒检测，油气田运维，360°单目旋转探头，井筒缺陷检测，三维重建，多参数传感集成，AI缺陷识别，超深井监测，地热井可视化

1 引言

我国多数陆上油田开采年限长久，7000m超深层油气资源开发规模不断扩大，井下高温高压、硫化氢腐蚀环境复杂，套管破损、井下落物、射孔堵塞故障数量逐年上涨。传统修井依靠经验盲捞，打捞工具多次试错，修井工期长、耗材成本高，极易造成二次井下损伤。

井下可视化成像技术分为浅层单目旋转成像、深层双目立体成像两大技术路线，实现井筒故障直观观测、缺陷尺寸定量测量，大幅提升修井打捞成功率。现阶段两款设备依旧存在短板，双目探头外径偏大、单目探头耐温耐压不足。本文基于油气田修井工程实际需求，分析技术应用现状、现存缺陷、未来发展趋势与设备优化方向。

2 井下可视化成像技术在油气修井工程应用现状

2.1 电缆式单目360°旋转成像浅层修井应用

0‑3500m浅层老旧油气井数量庞大，井筒内径偏小、井下常温常压。Φ55mm单目探头小巧灵活、性价比高，依靠镜头360°旋转环视井壁，排查浅层井套管破损、杂物堵塞、小型落物；适用于浅层简易故障排查，大批量浅层老井日常巡检。缺点为二维成像无法测量缺陷尺寸，不可用于超深井高温高压工况。

2.2 双目立体视觉成像超深井复杂修井应用

3500‑7000m超深层油气井高温高压，井下故障复杂，大型油管落物、深度腐蚀坑、穿透性套管裂纹频发。双目探头70MPa承压、175℃耐高温，三维立体测距精准测量落物尺寸、腐蚀坑深度、裂纹宽度，施工人员依靠三维数据定制打捞工具，一次打捞成功率大幅提升，是深层油气井大修、复杂落物打捞的核心装备。缺点探头Φ68mm外径偏大，无法下入细口径监测井。

3 当前双目‑单目井下成像设备现存主要短板

3.1 双目立体探头缺陷

探头外径68mm，适配井筒内径≥70mm，国内大量60mm细口径监测井无法下入；双目成像算法运算量大，深井高清视频传输带宽压力大；浑浊含泥沙井筒容易遮挡双镜头，视差测距出现误差；设备整体重量偏大，野外便携性不足。

3.2 电缆式单目旋转探头缺陷

传感器耐温上限80℃，密封件耐高温性能差，无法适配地热井、超深井高温工况；仅二维平面成像，不能定量测量缺陷参数，复杂修井故障仅能定性观察；单次续航时间较短，长时间井下作业受限。

3.3 行业共性短板

探头功能单一，大多只具备视频成像；深度、温度、压力传感器为选配，没有实现多参数一体化集成；依靠人工肉眼识别井筒缺陷，缺少AI自动识别功能；井下浑浊水体成像清晰度差，泥沙遮挡镜头干扰观测。

4 油气田修井井下可视化成像技术整体发展趋势

4.1 探头小型化趋势

深层双目探头缩小外径，兼顾三维成像能力同时适配细口径井筒；单目探头进一步轻量化，适配山区野外应急修井勘察。

4.2 特种环境耐受性能升级

研发200℃以上超耐高温图像传感器、耐腐蚀密封材料，适配干热岩、超深层高温高压油气井；强化探头抗硫化氢、抗氯离子腐蚀能力。

4.3 多参数传感一体化集成

成像探头集成温度、压力、pH、硫化氢、水位多参数传感器，成像同时同步采集井下环境数据，实现视频+环境参数一体化监测。

4.4 智能化AI自动检测

搭载井筒腐蚀坑、裂纹、射孔堵塞、井下落物人工智能识别算法，系统自动标记缺陷位置、尺寸，减少人工回看视频工作量，实现智能化井筒检测。

4.5 无线传输、存储式成像技术发展

研发井下自带存储的无缆成像探头，摆脱铠装电缆长线缆传输束缚，适配复杂深井作业。

5 双目、单目设备针对性优化方向

5.1 双目立体成像探头优化

第一，优化内部元器件布局，缩小探头外径至60mm以内，兼容细口径监测井；

第二，优化抗泥沙双目算法，解决浑浊水体镜头遮挡之后视差计算误差问题；

第三，减轻探头整体重量，提升野外便携性能；

第四，集成多参数传感器，实现成像、环境监测一体化。

5.2 电缆式单目旋转成像探头优化

第一，升级耐高温CMOS传感器、氟橡胶高温密封件，将耐温上限由80℃提升至120℃，适配浅层地热井；

第二，优化内置耐高温电池，延长单次续航时长；

第三，加装AI二维缺陷识别模块，自动识别浅层井筒堵塞、破损故障；

第四，优化360°旋转电机，提升镜头旋转稳定性。

6 结语

井下可视化成像技术已经成为油气田修井工程由传统盲修转变为精准可视化施工的关键技术，电缆式单目探头适配浅层简易故障巡检，双目立体成像系统支撑超深井复杂大修打捞作业。针对当下设备外径受限、耐高温不足、功能单一、依赖人工识别的短板，未来朝着小型化、超耐高温、多参数集成、AI智能识别方向迭代优化，持续提升油气田井筒缺陷检测、修井打捞精准度，为国内深层油气资源高效开发、老旧油田运维提供智能化可视化技术保障。