常州专业钻井之氮气泡沫在冲砂与洗井作业的应用

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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。

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液态CO2洗井，就是通过CO2的形态变化，将低温高压装八杜瓦瓶里的液态CO2经过高压管道送入井底，由于压力变小，温度升高，由物理学气态方程P1V1/T1= P2V2/T2,PV/T=常数，液态CO2的相变特性瞬间产生流和强烈的正负水击作用于含水层的孔隙淤积，强力疏通含水层的来水通道，伴随着液态CO2急剧气化而产生爆发性的气举能力，推动水体上升，并夹带大量泥砂、碎石等直至喷出井外。瞬间，井内为负压状态，这时被压入含水层中的CO2气体与水的混合物等又在地层和水头压力作用下向井内补给，形成无数条内向激流，这时滞留于含水层孔裂隙中的淤塞物便随之带入井内，并使井壁泥皮再度遭到破坏，使含水层水路疏通，增大井孔出水量，达到洗井的目的。
什么是注水井正洗井?为什么要洗井？
（1）什么是注水井正洗井?
回答：洗井方法一般分正循环和反循环或称正洗和反洗。
洗井水由油管进入，从套管返出地面为正洗，反之，为反洗。对于下封隔器的注水井只能反洗。
（2）为什么要洗井？
回答：a.新注水井排液后，试注前要进行洗井。
b. 注水井注一段时间，也要进行洗井，通过洗井，使水井、油层内的腐蚀物、杂质等赃物被冲洗出来，带出井外。避免油层被赃物堵塞，影响试注和注水效果。
c.一般在以下几种情况下，必须洗井：
①排液井转入注水前(试注前)；
②正常注水井、停注24h以上的；
　③注入水质不合格时；
④正常注水井，注入量明显下降时；
⑤动井下管注后。

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1.剪子钩打捞法

胶管掉到井里，在井内打弯成圈状，可以用剪子钩捞取。在钻杆下端焊接一个槽形叉，槽长400mm，宽25mm。另外做两个剪子钩装在槽型叉内，用插削连接起来。钩的顶部有控制拴绳的孔，放松控制绳，张开剪子钩。将剪子钩下到井内，遇到胶管后，拉紧控制绳，夹住胶管，将钢丝绳与胶管一起拉出井外。

2.套索打捞法

此法适用于口径较大的浅机井，套索。其打捞方法是，用细钢筋弯一个比井管内径略小的圆圈，将钢丝绳打一个活套，用细麻绳绑在圈上。圈上部用竹篾子顺入井管，送到胶管处，套着胶管后送到离胶管下端一米处，压住竹篾子，上拉钢丝绳，胶管即可被紧套。然后提出钢筋圈，再拉钢丝绳，可将胶管拉出井外。

3.双卡打捞器打捞法

双卡打捞器构造，用一根直径10mm的螺丝杆作活动杆，上端焊接一个拴钢丝绳的环，用一块长约50mm、宽约30mm的铁板作滑动板，板上焊一段比钻杆略粗的钢管作导正套。将活动杆的下端穿过滑板上的导正套，拧上一个螺母，穿过套筒，再拧上螺母，使套筒能在上下两个螺母间自由活动。再用销钉将拉杆、卡爪与套筒和滑板连接起来。活动杆下部用一短钢丝绳与导正重球连接。