氮气泡沫在冲砂与洗井作业中的应用 氮气泡沫流体是一种可压缩的非牛顿流体，其独特的结构决定了其具有许多优点，如 密度低且方便调节、粘度高、摩阻低、携砂能力强以及在地下与天然气混合不易发生爆炸 等性能，作为入井液便于控制井底压力，减少漏失和对地层污染。广泛应用于低压、漏失 及水敏性地层冲砂、洗井、排液、修井等井下作业中。 氮气泡沫流体是由含起泡剂和稳泡剂的水溶液和氮气组成，其中氮气是分散相，液体 是连续相。气泡充分分散在水中，降低了流体密度。由于氮气泡沫流体密度小、粘度大、 携砂能力强、遇水敏性地层不会产生粘土膨胀等问题，用它做入井液可有效减少漏失，因 此氮气泡沫流体可以解决其它方法无法解决的难题，如低压井、严重漏失井的洗井或冲砂。 在用常规流体冲砂、洗井作业中，由于入井液的漏失及滤失，往往会对油气产层造成 一定的污染，影响作业后的产能，对于一些漏失严重井，甚至不能建立正常的洗井循环。 使用氮气泡沫流体可以有效地解决上述问题，氮气泡沫流体冲砂洗井就是利用泡沫流体粘 度高、密度小、携带性能好的特点，将泡沫流体作为携带液或压井液，在油管和环空中循 环，使井底建立相对于油层的负压，在此负压差的作用下，依靠泡沫流体冲散井内积砂或 结蜡，以达到洗井、冲砂的目的。泡沫流体冲砂洗井可广泛应用于各种油气井。1、氮气泡沫流体冲砂、洗井主要优点： . 氮气泡沫密度低，可实现低压或负压循环，以免漏失； . 氮气泡沫粘度高、滤失量少、液相成分低，可大大减少对产层的伤害； . 氮气泡沫的悬浮能力强，可以把井底和油、套管壁上的固体颗粒或其它赃物带出； . 可以诱导近井地带赃物外排，以解除产层堵塞，同时还可以诱导油流。2、氮气泡沫流体的特性和配置 在清水（或现场污水）中加入化学起泡剂，在注入适当气体（氮气）的条件下充分搅 拌，使气泡的直径变小，气泡充分分散在液体中，就形成氮气泡沫流体。泡沫的稳定程度 与气泡的直径有关，气泡直径越小，越稳定。根据加入的气体量的多少，泡沫流体的密度 非常方便在0.1～0.9g/cm3 之间调整，如果需要泡沫流体的密度还可更低。 经过充分搅拌形成的泡沫其初始直径是很小的，在0.01mm 以下，只有在较长时间的 静止下，气泡才会聚集变大、滑脱上升。均匀的泡沫是乳白色不透明的，泡沫有很强的悬 浮能力，能使中等直径的砂粒长时间悬浮而不下沉，均匀泡沫的稳定性非常好，在井下高 压状态下可长时间保持稳定。 起泡剂大都属阴、非离子型表面活性剂，选择与地层岩石和地层流体亲和性好的起泡 剂，可减少对油层的污染。通常，直接在清水（或现场污水）中加入化学起泡剂即可，加 量在2‰5‰之间，不必添加其它处理剂，其性能完全满足一般低压油井的洗井冲砂要求。 在施工现场配置起泡洗井液，经柱塞泵加压与高压氮气在泡沫发生器中充分混合，形 成均匀泡沫注入井筒中。高压氮气量是根据柱塞泵的排量和井下的压力情况计算所得，根 据具体施工情况使泡沫密度符合现场作业要求。泡沫的密度是用气液的混合量控制的，应计算出在井筒中建立正常循环时的*大允许 密度，考虑携砂量的要求，再考虑循环中的压力环境变化和流阻的变化，决定施工控制的 地面流体密度。一般，流动中满足井底压力平衡，要考虑随井深增加流体密度的增加和流 动中沿程阻力损失，所使用的泡沫流体密度要比仅考虑静止压力时的密度小很多。施工中应分别计算气体和液体的流量，使入井泡沫密度满足冲砂洗井要求。泡沫流体再井筒中为变密度流体，其对井底的压力和流动阻力计算，比纯液体复杂的 多，流体循环时的气水流量计算、密度选择、流阻计算要通过相应的模式计算出，以指导 施工。在参数的选择中，比较重要的参数是流体密度和流量，密度应当根据上述原则的计 算值，取尽量低的密度，保持较低密度对建立正常循环和防止漏失是十分重要的。保持一 定流体流速是使井底沉砂冲出的必要条件，一般混合液的流量不少于30m3/h，如果砂粒的 直径较大、颗粒较粗，砂粒在液体中的沉降速度太快，应使用更大排量和更低密度，满足 携砂的要求。http://www.yysqdj.com