對于地面井噴，通常用感官直覺就可以鑒定。我們通過視覺能夠看見著火、溢流、設備滲漏、濃煙、污染等地面井噴，同時我們也能夠聽到、聞到，甚至感覺到井噴的發生。但是對于地下井噴，我們的感官直覺就派不上用場了，除非它已經發展為地面事件。
資深消防專家、井控專家的尼亞爾·亞當斯，歷經三十多年的鉆井工程， 他對地下井噴的監測問題可以說了若指掌。他指出，地下井噴必須采用不同的監測方法，包括測試地面壓力、運用測井技術及油井的歷史記錄和地質數據充分了解監測的確切位置。
簡便的壓力診斷
壓力診斷是鑒定地下井噴最原始、最簡便的一種方法，具體的操作可依據如下例子進行：
例1，如圖1所示，在地下15000英尺的深度的鉆進時，司鉆觀察到了幾處井涌的基本警報信號并進一步實施關井。關井后，開始記錄壓力值和泥漿池增量，讀數如表1所示。
關井15分鐘后最終測量的關井壓力和泥漿池容量為：關井立管壓力780psi、關井套管壓力1040psi、泥漿增量20桶。泥漿增量的定時觀察記錄數據應不變，以此來證實井控系統關閉后不存在漏失。
防噴器系統一旦關閉，井侵層段仍有流體持續進入井筒，直到井筒壓力和地層壓力之間達到平衡，溢流停止。表1中，6:00～6:15時間段表明這種情況。平衡過程在地面的表現是關井立管壓力和關井套管壓力的升高。當地面壓力穩定不變時，說明井筒壓力與地層壓力達到了平衡。
地下井噴打破了這個平衡。當不斷升高的井筒壓力超過地層抗壓強度時，就形成裂縫從而打破這個壓力系統。典型的表現就是關井后地面壓力升高，而后伴隨著突然下降。
此例中地層破裂試驗得出破裂壓力梯度為16.7磅/加侖>12.6磅/加侖。
套管下深11000英尺發生井涌，當量鉆井液密度是12.6磅/加侖。伊頓法估算巖石強度為16.7磅/加侖。由于11000英尺處井涌應力12.6磅 /加侖小于估算的16.7磅/加侖的巖石強度，那么在關井的情況下這次井涌不會引起地下井噴。這一點很重要,因為在關井時經常會出現井涌應力最大值。所以我們得出一個重要的結論：如果沒有發生地下井噴，壓井作業就可能成功。如果采用了不恰當的壓井方法，就有可能發生地下井噴，其強度取決于錯誤操作的方式和程度。比如,在沒有保持必要的套管壓力的情況下讓地層流體不斷侵入井筒。
套壓波動通常表明發生了地下井噴，井侵量和地層破裂參數也隨之波動，而且很少遵循一種常規的、可預見的模式變化。我們注意到在表1中，初始地面壓力(關井套壓)從950磅/平方英寸一直升高到1040磅/平方英寸，是正常的變化，未發生壓力波動現象。
最后一點，一般的井涌在沒有發生地下井噴的情況下，通常會導致關井套壓高于關井立壓，或表示為：關井套管壓力>關井立管壓力。
環空被外部大量涌入的流體污染，需要更大的地層壓力來建立平衡。假設井被迅速關閉，那鉆桿應該沒有被污染。
把關井套壓和關井立壓的相對關系顛倒過來：關井鉆桿立管壓力> 關井套管壓力。這表明情況異常，地下井噴可能引發這種反�，F象，但也可能還有其他原因，需要進行深入分析。
關井情況下的壓力診斷分析可對井底狀況進行快速直觀解釋，這是其他情況不能提供的分析資料。關井結束并完成初始數據分析后，必須采用其他適當方法持續觀察井下情況變化。常用技術包括電纜測井即溫度和噪聲檢測。
溫度測井鑒定井噴電纜
對繼關井進行最初的診斷壓力分析后，最常用的地下井噴電纜鑒定方法就是溫度測井。有些情況下分析快速、準確，但有些情況下分析顯得混亂。一般考慮因素主要包含：1.流量和流體類型;2.井眼和鉆管的幾何尺寸;3. 吞吐層的巖石特性;4.環空的狀況;5. 以前循環情況，包括流量和流體類型;6. 周邊環境和地熱梯度。
如圖5所示，地層流體的溫度隨深度增加而升高。區間內的垂直流體運動會使溫度異常變化，這種變化可用溫度測井儀測得。
下一步是將溫度測井所得結果與作業過程相對照。鉆井液循環后測井儀是否立即下入，是否某些時段井眼沒有建立循環?泵送鉆井液對井筒產生冷卻效應，會掩蓋溫度異常。此時，應該明確泥漿泵之前的排量和容量，值得注意的是，油基泥漿與水基泥漿的結果是不同的。
將溫度測井定義為描述地下井噴的有效手段是準確無誤的，但我們發現只是快速直觀解釋，而沒有綜合的評價追蹤會使操作者的選擇不能達到預期效果。在復雜環境下對溫度測井綜合分析能夠節約10～20小時，甚至更多的時間。
噪音測井
噪音測井作為地下井噴附加的鑒別法，通常伴隨或在溫度測井之后進行。如果周圍環境是良好的，它能夠提供可靠的指導。簡言之，噪音測井就是一個能夠探測出流體運動聲音的敏感擴音器。儀器能夠區分氣體、液體和兩相流，因為他們產生的聲音信號各不相同，200～2000赫茲范圍內的聲波數據可以獲得。圖 10 為噪音測井剖面圖。
讀取數據時，儀器必須是靜止不動的，因為儀器制造的聲音以及電纜移動的聲音遠遠超過任何地下井噴流體流動的噪音。每個測點都需要幾分鐘來獲取數據。
鑒定地下井噴的最高效方法是先初步估計溢流源頭位置，然后用噪音測井儀上的讀數將溢流位置相對照。溫度測井數據和井史都為噪音測井選擇測點深度提供了可靠信息。如果沒有找到井噴癥結之處就盲目地在裸眼井(或套管井)中噪音測井是不切實際的。
噪音測井主要是應用在采油作業中追蹤那些不良的流體運動，比如套管外的流體運動，或分別考察射孔后流體情況。測井環境通常包含：單獨型采油樹、測井車以及提升裝置，如能夠穩定和舉高防噴管的起重架卡車。這個環境是有利于噪音測井的，因為它最小化了能夠蓋過井底流體運動聲音的背景噪音。同樣，通過鉆機進行噪音測井一般不起決定作用，因為泥漿泵、發動機和其他正常鉆機運轉都產生較大的背景噪音。
環空水流
測井保障生產作業
環空水流測井主要應用在采油作業中以確定套管外是否有流體運動及其數量。當能夠直接得到注水井注入水流的剖面圖后，應用最多的是用標準流量計來確定流體的速度和流量。
為了探測套管外的流體運動， Arnold和Paap于1977年首次提出氧氣活化測井的方法。在氧氣活化測井的基礎上，經過不斷發展，在上世紀80年代，形成兩種有工業價值的能夠測量水流速度的方法。每種方法都要求在選定深度測量時做到儀器靜音操作。
第一種是穩定狀態方法：它是基于中子源持續地受到脈沖作用時，所引起的伽馬射線的活動指數式衰減。伽馬射線的計數由兩個分開一定距離的探測器測得。水流的速度用測得的計數速度和特征指數衰減的速率可以估算出來。第二種是脈沖活化法：該方法用2～10秒的脈動來激活水流。下游的探測器用與穩定狀態方法同樣的原理測計數速度，進而估算水流的體積。
放射性示蹤測井
放射性示蹤測量是最古老的鑒定流體技術之一。它的利用率比較低，主要是由于其他先進技術的應用及其本身放射性物質的限制不斷增多。它的應用原理很簡單，將少量放射源流體，如碘131放于井內，通常放在疑似漏失層。這種物質有8.1天的半衰期，在水中可溶。起出用其他運輸方法拉出鉆柱后，緩慢抽出鉆井液，同時啟動放射控制測井儀。目的是在碘充分溶解后追蹤放射性流體的流動軌跡進而確定流體源頭和出口點，如圖12所示。
顯然，由于鉆井隊來處理這些放射源物質和泥漿系統存在很高的安全隱患以及調控上的諸多問題。并且，源物質經常在泥漿系統內被稀釋，沖到環空的各個角落或其他地方，使測井結果不可靠。
另外，還有一種轉子測井法，作為鑒定和確定井下流體流量和流率的一種常用的采油工具，轉子測井在探測流體和描繪地下井噴上的作用是有限的。轉子工具必須處于流體水流之中才能探測流體運動情況，并且必須置于已知直徑的管子內才能計算流體流量。
以上討論的測井技術的數學模型已經被許多研究人員用來預測流體的物理特征。在油田領域，這些模型可以用來測量井底狀況、預測井底事件，并有助于進行壓井操作和選擇最優處理方法。但是，將真實油井的數據輸入模型需要花費時間。
發布信息
