借你一雙慧眼 看透固井水泥完整性

海洋污染一直是深水開發被詬病的主要方面，相關法規要求也日益嚴苛。近日，兩大石油巨頭與科技公司Visuray的合作引起了關注，其推出的新型水泥完整性檢測器更是一款顛覆行業認知的強力工具。

來自 | JPT

編譯 | Demons 驚蟄

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康菲石油和挪威國家石油公司近日與Visuray簽署聯合開發協議，資助其開發井下水泥固井完整性評估技術。據悉，該技術被稱為VR360水泥診斷評估工具，即使間隔多個套管柱，也可以評估水泥固井的完整性。常規超聲波測量對於水泥與內部套管壁之間的連接非常敏感，極易受其影響，而VR360將提供全3D水泥狀況視圖，是常規超聲波測量的良好補充。

深水井開發的火熱與日益嚴苛的監管法規是最初刺激了該技術發展的原動力。同時，出於經濟、法規和環境等方面考慮，成熟井的棄置封堵重要性日益凸顯，也促進了該協議的簽署。

聯合項目於2017年12月中旬開始實施，目標是滿足不同尺寸井筒水泥完整性檢測的應用，並製造大量的工具原型。該項目預計持續3年，在此期間也可考慮其他石油公司的加入。在工具原型設計、製造完成後，將在石油及天然氣井中進行測試。

VR360工具將在Visuray公司「井下X射線技術平台」的基礎上建立。VR90是該技術平台的第一款X射線診斷工具，目前已在全球範圍內廣泛應用，並取得了良好的效果。VR90採用X射線成像技術，即使處於不透明液體環境中，也可提供清晰圖像。

石油圈原創，石油圈公眾號：oilsns

VR90的反向X射線散射技術可以在任何鑽井流體中使用，而X射線正向散射則對其通過的材料密度較為敏感。由於X射線比常規放射性同位素的亮度要高几個數量級，因此正向散射技術可用於需要通過多個套管壁的檢測作業。在檢測完成後，目標檢測物的表面重建結果可以顯示為2D或/和3D圖像，精準度達到毫米級。

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新一代的VR360技術

VR360診斷性水泥評估工具旨在為水泥評估提供應急評估。在井筒的整個生命周期中，水泥完整性井筒完整性的最重要因素。

以Visuray的井下X射線平台為基礎，VR360是第二代產品，通過向外發散X射線完成井筒水泥完整性的評估。即使在雙套管井中，也可正常工作，該技術將於2019年投入應用。

VR360克服了當前水泥評估技術的諸多局限性，是業內首款通過直接測量水泥分布完成評估的服務技術。即使是目前最先進的低密度油井水泥固井，也可提供精確結果，其性能遠優於現有的超聲波技術。得益於監管法規對於深水井完整性的重點關注，VR360得到了最初發展之後，成熟油井的封堵棄置又為該服務開闢了一個新的重要市場。

鑒於該技術的良好應用前景和重要性，Visuray已經獲得了大量的行業資金，大大加速了VR360水泥診斷評估工具開發。VR360在單套管和雙套管井中測試的成功是該技術的一個重要里程碑，標誌著該工具能夠直接評估水泥分布並確定機械完整性。

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技術平台工作機制

在傳統的X射線成像技術（例如在安全或醫療領域中）應用中，通常要將被掃描物體置於X射線源和檢測器之間。顯而易見，這種設備配置在油井中是不可能實現的。因此Visuray開發了一種稱為「基於表面流體成像技術」的替代解決方案，使X射線源和探測器置於被檢測物的同一側。

該技術依賴於目標檢測物與X射線源之間流體的散射狀況。若流體能夠強烈的實現X射線散射，可以檢測的X射線強度將增加，意味著視野更加廣闊，也可以探測更遠的目標。Visuray使用這種高解析度數據，建立檢測物的2D和3D圖像。

無論何種油井或是井況如何，該技術平台提供的技術都能獲得目標檢測物100%準確率的成像圖像。

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挑戰常規

相比於常規技術，Visuray的井下X射線技術平台至少有五項技術突破：

首先是一系列可根據客戶需求，定製化設計的光子計數X射線探測器，其中包括來自醫療行業的密集像素陣列技術、用於石油行業的定製化小型光電倍增器/閃爍探測器技術等；

第二是實現了X射線源小型化，同時保持其高輸出；

第三點是工具結構緊湊，通過使用高電壓，發出高能X射線，檢測結果更準確；

四是一系列的熱交換器和井下冷卻器的應用，時刻保持X射線源、檢測器工作狀況良好；

五是Visuray特有的數據分析和處理技術，可以將數據精準轉化為2D和3D圖像。

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