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氮氣泡沫在沖砂與洗井作業中的應用 氮氣泡沫流體是一種可壓縮的非牛頓流體，其獨特的結構決定了其具有許多優點，如 密度低且方便調節、粘度高、摩阻低、攜砂能力強以及在地下與天然氣混合不易發生爆炸 等性能，作為入井液便于控制井底壓力，減少漏失和對地層污染。廣泛應用于低壓、漏失 及水敏性地層沖砂、洗井、排液、修井等井下作業中。 氮氣泡沫流體是由含起泡劑和穩泡劑的水溶液和氮氣組成，其中氮氣是分散相，液體 是連續相。氣泡充分分散在水中，降低了流體密度。由于氮氣泡沫流體密度小、粘度大、 攜砂能力強、遇水敏性地層不會產生粘土膨脹等問題，用它做入井液可有效減少漏失，因 此氮氣泡沫流體可以解決其它方法無法解決的難題，如低壓井、嚴重漏失井的洗井或沖砂。 在用常規流體沖砂、洗井作業中，由于入井液的漏失及濾失，往往會對油氣產層造成 一定的污染，影響作業后的產能，對于一些漏失嚴重井，甚至不能建立正常的洗井循環。 使用氮氣泡沫流體可以有效地解決上述問題，氮氣泡沫流體沖砂洗井就是利用泡沫流體粘 度高、密度小、攜帶性能好的特點，將泡沫流體作為攜帶液或壓井液，在油管和環空中循 環，使井底建立相對于油層的負壓，在此負壓差的作用下，依靠泡沫流體沖散井內積砂或 結蠟，以達到洗井、沖砂的目的。泡沫流體沖砂洗井可廣泛應用于各種油氣井。1、氮氣泡沫流體沖砂、洗井主要優點： . 氮氣泡沫密度低，可實現低壓或負壓循環，以免漏失； . 氮氣泡沫粘度高、濾失量少、液相成分低，可大大減少對產層的傷害； . 氮氣泡沫的懸浮能力強，可以把井底和油、套管壁上的固體顆粒或其它贓物帶出； . 可以誘導近井地帶贓物外排，以解除產層堵塞，同時還可以誘導油流。2、氮氣泡沫流體的特性和配置 在清水（或現場污水）中加入化學起泡劑，在注入適當氣體（氮氣）的條件下充分攪 拌，使氣泡的直徑變小，氣泡充分分散在液體中，就形成氮氣泡沫流體。泡沫的穩定程度 與氣泡的直徑有關，氣泡直徑越小，越穩定。根據加入的氣體量的多少，泡沫流體的密度 非常方便在0.1～0.9g/cm3 之間調整，如果需要泡沫流體的密度還可更低。 經過充分攪拌形成的泡沫其初始直徑是很小的，在0.01mm 以下，只有在較長時間的 靜止下，氣泡才會聚集變大、滑脫上升。均勻的泡沫是乳白色不透明的，泡沫有很強的懸 浮能力，能使中等直徑的砂粒長時間懸浮而不下沉，均勻泡沫的穩定性非常好，在井下高 壓狀態下可長時間保持穩定。 起泡劑大都屬陰、非離子型表面活性劑，選擇與地層巖石和地層流體親和性好的起泡 劑，可減少對油層的污染。通常，直接在清水（或現場污水）中加入化學起泡劑即可，加 量在2‰~5‰之間，不必添加其它處理劑，其性能完全滿足一般低壓油井的洗井沖砂要求。 在施工現場配置起泡洗井液，經柱塞泵加壓與高壓氮氣在泡沫發生器中充分混合，形 成均勻泡沫注入井筒中。高壓氮氣量是根據柱塞泵的排量和井下的壓力情況計算所得，根 據具體施工情況使泡沫密度符合現場作業要求。泡沫的密度是用氣液的混合量控制的，應計算出在井筒中建立正常循環時的最大允許 密度，考慮攜砂量的要求，再考慮循環中的壓力環境變化和流阻的變化，決定施工控制的 地面流體密度。一般，流動中滿足井底壓力平衡，要考慮隨井深增加流體密度的增加和流 動中沿程阻力損失，所使用的泡沫流體密度要比僅考慮靜止壓力時的密度小很多。施工中應分別計算氣體和液體的流量，使入井泡沫密度滿足沖砂洗井要求。泡沫流體再井筒中為變密度流體，其對井底的壓力和流動阻力計算，比純液體復雜的 多，流體循環時的氣水流量計算、密度選擇、流阻計算要通過相應的模式計算出，以指導 施工。在參數的選擇中，比較重要的參數是流體密度和流量，密度應當根據上述原則的計 算值，取盡量低的密度，保持較低密度對建立正常循環和防止漏失是十分重要的。保持一 定流體流速是使井底沉砂沖出的必要條件，一般混合液的流量不少于30m3/h，如果砂粒的 直徑較大、顆粒較粗，砂粒在液體中的沉降速度太快，應使用更大排量和更低密度，滿足 攜砂的要求。http://www.yysqdj.com