氮气泡沫流体
冲砂工艺技术在港西油田的应用
单位：井下作业公司
作者：张风彩刘刚
摘要
大港油田开发已逐步步入中后期，经过多年的开采，油层压力普遍降低，在修井维护作业过程中采用水基液体洗井时修井液漏失仍然非常严重，有些井甚至无法建立循环，给冲砂作业带来很大难度。为了解决这一难题，井下作业公司进行了氮气泡沫流体技术的研究并在港西油田进行了氮气泡沫冲砂工艺的应用，取得了较好的效果，解决了漏失井冲砂难以建立循环、地层砂难以返出地面的问题，提高了作业效果，并缩短了作业时间，开井生产时产能恢复期明显缩短。
关键词：漏失井；氮气泡沫流体；氮气泡沫冲砂工艺
Abstract
With the continued development of the Dagang oilfield,the formation pressure of the reservoir decreased gradually,so during the workover process,a large number of killing fluid leaked into the formation,which can cause formation damage and result that the curd and sand cannot be washed out effectively. especially in the low-pressure absorption well and the horizontal well, because the well washing circulation cannot be set up,affecting the normal production of the wells.This paper takes the in-depth analysis of the technical difficulties existed in low pressure well,optimizing the nitrogen foam sand-washing well technology through laboratory experiment and carrying out field application test.The result shows that nitrogen foam sand-washing technology can effectively reduce the leakage of flushing fluids, reduce formation damage and improve the sand carrying capacity,ensuring the rapid recovery of the oil production.
Key words: Dagang oilfield；nitrogen foam；low-pressure absorption well；sand-washing.
1、绪论
大港油田经过多年的开采，油层压力普遍降低：一方面，产层压力系数降低，远低于正常地层压力系数，许多井压力系数仅能达到0.6-0.7左右；另一方面多半生产井出现了出水量增加，含砂增多等生产问题，生产周期缩短，修井作业频次加大。目前的修井维护作业过程中多数采用水基修井液，漏失非常严重，部分井采用了暂堵液、胶结砂堵漏等工艺，但也仅能建立循环，修井液漏失仍然非常严重。造成油井维护后产能恢复期长，冲砂后由于地层砂难以返出地面，短期内又砂埋油层，油井维护频率高。针对这些难题，必须首先解决在维护作业过程中修井液的漏失问题。为此，井下作业公司利用氮气泡沫流体冲砂工艺技术，成功地在港西油田进行了现场应用。
2、氮气泡沫流体冲砂工艺的原理及特性
1.主要设备及工艺原理
起泡剂：表面活性剂，减小水的表面张力，形成稳定的气泡。
泡沫：均匀的细小泡沫，气泡直径小于0.05mm。
工艺原理：泡沫发生器内有气液混合腔和气液搅拌叶轮。气体直接进入配气管，分散成小气泡。液体以旋转方式进入，带动气体混合。初步混合的泡沫液经过固定式叶轮后多次改变方向并产生与水的搅拌，气体粉碎，在水中成微气泡。气体在内中心管，液体在外中心管，依靠小孔原理，和发泡剂、稳泡剂形成细小泡沫，再借助外中心管的多级阻流板，产生漩流作用，促使泡沫均匀，不聚集。最终形成稳定的泡沫。
2.氮气泡沫流体的特性
（1）泡沫对地层渗透率有选择性，堵大不堵小，即泡沫对高渗层具有较强的
封堵作用，而对低渗层的封堵作用较弱，起到调剖作用。
（2）泡沫对油水层有选择性，泡沫遇油消泡，遇水稳定，堵水层不堵油层，泡沫对水层具有较强的封堵作用。
（3）泡沫流体具有较高的表观粘度，携带能力强(携液、携固)，返排时可将井底积液和固体污染物携带出井筒。
（4）泡沫流体密度低且方便调节，可以达到需要的井筒密度和井底压力，特别适用于低压井和漏失井。
（5）泡沫流体中气体膨胀能为返排提供能量，使得返排更彻底，适用于低压井和漏失井。
3、氮气泡沫流体冲砂工艺在港西油田的应用情况
1.施工井简况
西40-6-11H井是港西开发区一区三断块的一口油层套管为177.8mm的水平井，最大井斜93.78度，水平段长524m。油层段为筛管完井，深度1240-1470m。该井正常生产时液量为17.9m3，日产油6.1吨，今年3月份该井生产全水无油，4月初井口出泥浆后关井停产。目前该井不出，初步分析砂卡泵。起原井后探砂面深度为800m，冲砂至1215m，井口返出泥浆和地层砂，怀疑是井内油层套管破裂，为了解除油层堵塞，降低修井液对地层的污染，提高携砂能力，防止冲砂过程中造成卡管，决定对该井实施氮气泡沫冲砂工艺措施。
2.施工过程情况简述
2011年7月9日采用清水55m3、发泡剂325Kg，氮气车配合反冲砂，出口返出液体25m3后见到均匀泡沫，下放管柱冲砂至1388m遇阻，冲砂井段1215-1388m，冲砂过程中出口返出地层砂及泥浆，共计 3.5m3，泡沫出口压力4-5MPa，排量17-23m3/h，泡沫密度0.75g/cm3，累计用时3.5h。
3.现场应用效果
（1）西40-6-11H如果使用常规水基冲砂作业需要用时5h以上，而氮气泡沫冲砂作业用时3.5h，与常规水基冲砂作业相比施工用时缩短了41.7%；累计冲出地层砂3.5m3，与冲砂井段对应的井筒体积相当，泡沫液将井筒内地层砂全部携带出地面。
表1 西40-6-11H井泡沫冲砂施工参数记录
