氮气泡沫压裂技术研究与应用

稠油热采井氮气泡沫应用技术研究摘要：针对稠油油藏多轮次蒸汽吞吐开采，油藏压力大幅度下降，边底水推进，周期油汽比低以及吞吐效果逐渐变差等问题，开展了蒸汽吞吐加氮气泡沫调剖的试验研究，从而改善稠油油藏开发效果。

根据研究结果对胜坨油田胜二区东二段的两口井进行了注蒸汽吞吐泡沫调剖现场试验，试验过程中，注汽压力明显升高，发挥了预期的增压调剖效果，通过实施泡沫调剖，试验井均从根本上改变了高含水、产量低的状况。

关键字：稠油油藏蒸汽吞吐高温氮气泡沫调剖引言胜坨油田胜二区位于区位于胜利村构造西南翼，北面与坨21断块相邻以七号断层为界，东面与坨11断块相邻以九号断层为界，构造简单，它是受北、东两条断层夹持，为一扇形单斜断块构造油藏，油层主要分布在扇形断块的高部位上，油藏类型为构造、岩性控制的层状稠油油藏。

一、胜坨油田目前开发形势胜二区东二段含油面积为3.5 km2，有效厚度8.6 m，石油地质储量527×104t。

总井41口，开井36口，区块日产油水平99.1t/d，综合含水88.34%，目前蒸汽吞吐5年，累积注汽3.5×104t，累积热力产油5.75×104t，平均油汽比1.62，总累产油37×104t，有力的弥补了产量递减，热采稠油储量的动用已成为胜二区接替稳产的主战场。

目前开发中存在的问题有：1、原油性质差，平面上，原油顶稀边稠，纵向上，原油性质随深度增加逐渐变差；2、平面层间矛盾大；3、边底水能量充足，水淹程度高，高含水井注汽波及范围有限。

二、氮气泡沫调剖的机理蒸汽吞吐采油的特点是采油速度快，油汽比较高，但蒸汽波及范围有限。

胜坨油田地层非均质性强，边底水比较活跃，在注蒸汽开采过程中，热量易向高含水区扩散，同时出现蒸汽超覆和汽窜，导致蒸汽沿高渗透带突进，大大降低蒸汽有效波及面积，从而影响了蒸汽吞吐开采效益。

三、氮气泡沫驱可行性研究蒸汽吞吐过程使用的泡沫剂需要较强的耐高温性能，经过筛选对比，选用地质院研制的新型高温泡沫剂DHF-2，经评价该剂起泡能力强，稳定性好，经过300℃，72h耐温性试验，化学性能稳定，250℃封堵调剖能力良好，在残余油条件下，仍然能够起到封堵调剖作用。

火山裂缝型油藏氮气泡沫驱技术研究与应用【摘要】火山裂缝型油藏是一种特殊的油气藏类型，具有较大的开采难度。

为了充分利用和提高这类油藏的采收率，氮气泡沫驱技术成为一种有效的开发方式。

本文首先分析了火山裂缝型油藏的特点，然后介绍了氮气泡沫驱技术的原理以及在这类油藏中的应用情况。

对氮气泡沫驱技术的研究进展和优势进行了阐述。

在总结了这项技术的研究成果，并展望了未来的发展方向。

通过本文的探讨，可以更深入地了解火山裂缝型油藏中氮气泡沫驱的应用及发展前景，为这一领域的研究和应用提供重要参考。

【关键词】火山裂缝型油藏、氮气泡沫驱、技术研究、应用、研究背景、研究意义、特点分析、技术原理、进展、优势、研究成果、未来展望。

1. 引言1.1 研究背景火山裂缝型油藏是一种特殊类型的油气藏，其地质构造复杂，孔隙洞至小，岩石非均质性较强，油气运移能力较差，采收难度大。

传统采油技术已经不能满足火山裂缝型油藏的高效采收需求。

寻找一种适用于火山裂缝型油藏的新型采油技术显得尤为迫切。

本研究旨在深入分析火山裂缝型油藏的特点，探讨氮气泡沫驱技术原理，总结氮气泡沫驱在火山裂缝型油藏中的应用情况，回顾氮气泡沫驱技术研究进展，评估其优势，从而为火山裂缝型油藏的高效开发提供理论和实践支持。

1.2 研究意义火山裂缝型油藏是一种特殊的油气藏类型，具有裂缝发育、储层非均质性强等特点，是我国油气勘探开发中的重要资源。

由于储层裂缝间隙大、孔隙度低、油水相对渗透率差等特点，使得火山裂缝型油藏开发难度较大，传统的采收方法面临着诸多困难和挑战。

氮气泡沫驱技术是一种新型的油田采收技术，通过在水中溶解氮气并产生泡沫，改善了水驱油藏的相对渗透率，提高了驱油效果，适用于高渗透率油藏和对传统采收方法敏感的油藏。

在火山裂缝型油藏中，利用氮气泡沫驱技术能够有效提高油气采收率，降低开发成本，提高油田开发效益。

本研究旨在探索氮气泡沫驱技术在火山裂缝型油藏中的应用潜力，为我国火山裂缝型油藏的高效开发和利用提供理论支持和技术指导。

氮气泡沫压裂技术在煤层气开采中的应用作者：董春青王信涛来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第01期摘要：我国对煤层气氮气泡沫压裂技术的重视，起初是由于这项技术在美国和加拿大地区的煤层气开采过程中，体现了较好的效果。

煤层气由于在燃烧的过程中，极少产生污染作为天然气的替代品之一，可以满足大多数时候对于民用和工业燃料的需求。

在燃烧过程中产物相对比较干净，极少有对空气造成污染的气体。

随着我国探明煤层气藏量的增多，氮气泡沫压裂技术得到了前所未有的重视。

本文针对氮气泡沫压裂技术在煤层气开采过程中的应用情况进行简要分析，为以后的煤层气开采提供一定的经验上的参考。

关键词：煤层气；氮气泡沫；压裂技术随着经济的飞速发展，人们的日常生活和国家的发展中，对于天然气的需求量达到了前所未有的程度。

为了填补未来天然气需求方面的缺口，国家在“十二五”能源开发战略中明确表示了对于煤层气和页岩气等非常规油气资源开发的支持。

相关政策的颁布，为煤层气的开采指明了方向，煤层气产业的发展也迎来了前所未有的机遇。

我国的煤层气资源丰富，但是受限于开采和勘探技术的掣肘，无法充分开采利用。

因此，在国外取得效良好效果的氮气泡沫压裂技术便开始成为了我国重点攻关研究方向之一。

1 情况简介氮气泡沫压裂技术最先在加拿大的煤层气开采工程中取得成功，针对开采地质具体情况进行分析，通过氮气压裂实现了商业化生产。

而由于美国极早开始便重视对对非常规油气资源的开采，因此这个技术目前在美国被广泛应用。

目前在我国的煤层气开采中所使用的压裂技术是活性水压裂工艺，在我国所掌握的压裂技术中，这个技术最为成熟。

但是由于效果不够理想，因此，氮气泡沫压裂技术成为了我国煤层气压裂的攻关研究的主要方向之一。

2 氮气泡沫压裂技术的应用工程准备：氮气泡沫压裂技术在前期准备方面与水基压裂技术一样，也是结合开采地区的实际地质情况选择能够有效采集的煤层气井进行开采。

但是却要注意以下几点：2.1放溢流时间要长注入适量的液氮，因为气体的作用，煤层气在扩散过程中，压力的下降速度相对缓慢。

氮气泡沫酸酸化技术研究与应用前言我厂大多数油藏是非均质复杂断块油气藏，储层非均质性严重，各层系渗透率差异很大。

油水井普遍存在产出与注入剖面严重不均的现象。

加之在开发过程中部分措施对储层造成了一定伤害，而低渗层受到伤害后往往不易恢复，从而使得层间矛盾更加突出，严重影响了油气井正常生产。

砂岩储层酸化技术是一项解除近井地带污染、疏通油气流动通道的重要措施，已形成系列酸化技术，在油田不同时期的开发中发挥了重要作用，但油田已进入中后期开发，地层能量逐渐降低、层间矛盾日益突出、井筒及近井地带污染加剧、井况严重恶化、卡封分层酸化受限，对酸化技术提出了更高要求。

对于注入能力悬殊较大的多层非均质油气藏，笼统酸化时酸液将遵循自然选择原则，酸液优先进入高渗透层带，而低渗透层或伤害严重层不能进酸或进酸太少。

使得高渗透层吸酸过多，对岩石过量溶蚀，造成储层垮塌，引起储层二次伤害；而低渗透层则得不到改善，达不到酸化解堵目的。

对于地层能量较低的油井来说，常规纯液体酸化残液返排困难，易对地层造成二次污染。

为了有效解决这些矛盾，达到均匀布酸提高吸酸剖面、均匀改善各层渗透率的目的，提高油田中后期开发油气藏酸化效果，应用泡沫酸酸化技术提高低渗透油气流渗流能力以及解除油气井井筒和近井地带的污染的研究已迫在眉睫，通过本课题的研究以期为低压低能低渗非均质油层的酸化提供了一条新途径。

泡沫酸是以常规酸化液及其添加剂为基液，充加气体(氮气或二氧化碳等)，由起泡剂发泡和稳泡剂稳定等构成的多相体系．泡沫酸将泡沫特性与酸液溶蚀性能有机结合起来，使之兼有泡沫性质和酸化能力，具备了其它纯液体酸酸化技术无法比拟的技术优势。

泡沫酸酸化技术与常规酸酸化技术相比具有以下优势：(1)在非均质地层中的分流特性，无需进行其它分层措施就能达到均匀布酸的效果：(2) 泡沫属低密度流体，易返排，携带能力强，地层二次伤害小，增产效果好；(3)缓速效果好，穿透能力强，能进入地层深部进行解堵；(4)滤失量低，适合用于水敏性地层；(5)管柱设备腐蚀低，施工安全可靠；上述特性使得泡沫酸可以用于常规酸化不能够涉及的特殊地层(低压低能、低渗、水敏性地层、非均质性油气藏)的酸化施工，并且将预期取得较好的效果。

氮气泡沫发生系统的研制及其在海洋石油开发中的应用氮气泡沫发生系统是一种将氮气与液体混合产生气泡的装置，广泛应用于海洋石油开发中。

本文将探讨氮气泡沫发生系统的研制及其在海洋石油开发中的应用。

氮气泡沫发生系统的研制是为了解决海洋石油开发过程中遇到的一系列问题。

传统的石油开采技术往往需要大量的水和化学添加剂来破碎岩石，增加原油的流动性，但这种方法存在很多问题，如对环境的污染和产生大量的废水等。

因此，发展一种环保、高效的石油开采技术非常重要。

氮气泡沫发生系统通过将氮气与适当的液体混合，产生出泡沫状的混合物。

这种气泡状物质具有很多有益的特性。

首先，氮气泡沫具有较高的渗透能力，能够有效地渗透到岩层中，破碎油藏中的岩石，增加原油的开采效率。

其次，泡沫的体积较大，能够填充岩石中的孔隙，防止原油的泄漏，减少环境污染。

此外，氮气泡沫的泡壁稳定性好，能够长时间保持泡沫的稳定性，使得其在石油开采过程中能够持久发挥作用。

氮气泡沫发生系统的核心部件包括氮气发生器和混合器。

氮气发生器通过将液体氮气加热及加压使其成为氮气。

混合器将氮气与液体混合，在一定的温度和压力下产生出稳定的氮气泡沫。

为了控制氮气泡沫的稳定性，还需添加一定的表面活性剂和稳定剂。

氮气泡沫发生系统在海洋石油开发中有着广泛的应用。

首先，它可以用于增加原油的开采量。

通过将氮气泡沫注入油藏中，能够破碎岩石，增加岩层的渗透性，使得原油更容易被开采出来。

其次，氮气泡沫可以用于减少原油泄漏。

在海洋石油开采中，往往会遇到漏油现象，这不仅造成资源的浪费，还会对海洋环境造成巨大的污染。

通过注入氮气泡沫，能够填充岩石中的孔隙，阻止泄漏的发生。

此外，氮气泡沫还可以用于提高石油开采效率。

在一些复杂的油藏中，传统的石油开采技术常常无法完全开采出石油，而氮气泡沫则能够克服这些困难，提高开采效率。

然而，氮气泡沫发生系统在海洋石油开发中也存在一些问题。

首先，氮气泡沫发生系统的投资成本较高，对于一些小型的石油开采公司来说可能难以承担。

煤层气开采中氮气泡沫压裂技术的应用摘要：由于氮气泡沫压裂液具有较高强度，其携砂能力较强，能在地层下形成较强支撑，对地层影响较小。

因此可以应用于压力低、渗透较低的储层。

近年来，为解决煤粉堵塞、滤失严重等问题，技术人员可以针对低产井使用氮气泡沫压裂技术，实现煤层气井的高产稳产。

本文从氮气泡沫压裂技术特点出发，全面分析该技术应用优势，并提出压裂技术的具体应用，旨在提升气井生产效率，希望对读者有所帮助。

关键词：煤层气；氮气泡沫；压裂体系前言：从本质上看，该技术应用原理与水力压裂相同，在作业中将高压流体注入煤层中，压裂煤层气储层，形成强度较高的支撑裂缝以及复杂网络，实现煤层气井高产稳产。

并且，氮气泡沫压裂材料能降低体系整体密度，其使用液体量较少，能全面适用于水敏地层作业。

一、氮气泡沫压裂技术优势当前阶段，泡沫压裂技术具有增能压裂以及泡沫压裂等方式。

其中，增能压裂是利用气体以及泡沫材料完成压裂工作。

可以全面应用于低压低渗透性矿藏的完善以及优化。

技术人员在增能压裂技术应用中，其气体注入比例比传统技术应用高出7%-9%，一般为10%-52%。

从实际情况看，当泡沫质量小于52%时，可以称为增能压裂体系，当质量大于52%，可以称之为泡沫压裂体系。

从气体类别来看，可以分为二氧化碳增能技术、氮气增能技术等。

由于氮气以及二氧化碳气体整体性质较为稳定，在气体储存、运输以及施工中，能在作业中具有较好的安全性。

与此同时，由于气体整体压缩性较强，沸点低，压缩前后整体变化较大。

因此可以将氮气以及二氧化碳作为煤层气储藏中常用的增能材料。

从目前情况看，二氧化碳在作业、运输、储存以及设备方面具有独特优势。

因此二氧化碳在当前使用较多。

但由于该气体属于酸性气体，而目前所使用的主要为碱性体系，在使用二氧化碳时要开展针对性地调整，会在一定程度上增加技术应用成本。

相比于二氧化碳增能技术，氮气泡沫压裂技术携砂能力较强，能利用支撑剂将砂石带到更远位置。

氮气泡沫调剖技术研究与应用作者：唐永江来源：《中国化工贸易·中旬刊》2018年第05期摘要：在注氮气提高原油采收率的实施过程中，易出现重力超覆及粘性指进现象，造成气体过早从油井中突破，室内实验研究表明，在注氮气过程中加入发泡剂及稳泡剂可以减少重力超覆、降低气体的指进（或突进速度），调整注采剖面。

关键词：氮气泡沫调剖；室内实验研究；现场应用；增油降水1 油田概况油田某块构造位置位于辽河断陷盆地中央凸起南部倾没带的南端，含油面积5.6km2，石油地质储量2067×104t。

储集层为三角洲前缘相沉积体系，区块内小断块较多，砂体多呈透镜本分布，储层连通性差，连通系数为0.59～0.61。

开发目的层为下第三系东营组马圈子油层，油层埋深-1500m～2700m，平均有效厚度19.4m，平均有效孔隙度29.11%，渗透率780×10-3µm2，层间渗透率变化范围为116～1202×10-3µm2，非均质系数在1.07～2.36之间，级差在1.2～20.2倍之间，变异系数在0.06～0.96之间。

油藏类型属于构造控制的边水油藏，边底水油藏及岩性构造油藏，油层薄且多，油水关系复杂，具有多套油水组合，油水界面参差不齐。

原始地层压力17.95MPa，饱和压力13.7MPa。

注水开发中存在的主要问题是油井普遍高含水，水驱效果差。

目前该块综合含水已达89.86%，有117口油井含水高达90%以上，低液高含水是该断块开发中的突出问题。

主要是由于油水粘度比大，导致单层突进、层内舌进、指进严重，水驱波及程度低，水驱波及体积系数仅为49.7%。

层间非均质性严重，导致注水井层间吸水不均匀，对应油井层间剩余油饱和度差异较大，纵向上储量动用不均，d2层系采出程度为24.27%，d3层系采出程度为26.44%。

2 氮气泡沫提高采收率的机理注氮气提高采收率的原理主要有四个方面。

第一，氮气的封堵作用。

氮气泡沫驱技术在锦１６兴的研究与应用◇中油辽河油田公司锦州采油厂采油作业一区赵娣本文针对锦１６块特高含水期砂岩稀油油藏剩余油分布高度零散、水淹严重、吸水不均，挖潜难度大的情况，积极探索由单一驱动介质向多种介质转变，提出了在锦１６块兴隆台油层一层系开展局部实施氮气泡沫驱试验。

２０１１年６月在锦１６一层系，优选２个井组开展氮气泡沫驱先期试验。

井组于２０１１年８月开始明显见效，日产油由驱前２０ｔ／ｄ上升至４５ｔ／ｄ，采收率由４５％上升到５２％，为同类油藏的开发起到了较好的借鉴作用。

一、区块概况二、区块存在的主要问题三、氮气泡沫驱可行性研究四、氮气泡沫驱在锦１６一层系应用的效果分析五、结论及建议【参考文献】锦１６块位于辽河坳陷西部凹陷的西坡带南部，欢喜岭油田中部，是一个被南北两条三级断层所夹持的断鼻构造，东西长８．０ｋｍ，南北宽１．２ｋｍ。

开发目的层为兴隆台油层，含油面积３．９２ｋｍ，石油地质储量２５２３×１０ｔ，标定采收率５１．０％。

锦１６块主体部位按三套层系开发，一层系为Ⅰ＋Ⅱ１－４，含油面积２．８ｋｍ，石油地质储量８８１×１０ｔ。

（１）剩余油分布零散，挖潜难度大。

在构造高点、注采系统不完善区域、以及受沉积影响或注水推进速度存在差异等因素的影响，平面上剩余油分布零散，纵向上剩余油主要分布于厚层顶部，其次剩余油还分布于部分物性较差的薄差油层。

（２）注水效果变差，挖潜难度越来越大。

经过３０多年的注水开发，进入特高含水期后，年注水增油逐年下降，从１９９９年的２６４２０ｔ下降到２０１０年的６２５２ｔ。

同时，措施年增油呈逐年下降趋势，单井措施增油逐渐减少。

（３）注采厚度比逐年增大，出现无效注水。

该块是一个层状砂岩边底水油藏，层内非均质性较强。

经过多年注水开发，注多采少矛盾日益突出，注采厚度比由１．３５上升到３．１２，无效注水层段增多。

（４）单井采液速度低。

目前断块的总压降为２．０ＭＰａ，由此确定平均单井最大日产液量为：８４．４ｔ。

氮气泡沫在酸化压裂中的应用泡沫酸酸化工艺是一种对低渗、低压、水敏性地层很有效的新型酸化增产技术。

常规酸液体系中加入起泡剂和稳泡剂，通过泡沫发生器与氮气混合，形成泡沫体系，同时兼有泡沫流体性质和酸化能力，特别适用于多层非均质油层酸化、低压、低渗井酸化以及老井的重复酸化。

泡沫的携带能力较强，利于将酸岩反应生成的微粒和岩屑带到地面，带出的微粒量通常比普通酸高7倍以上；返排到达井口时由于压力突降，泡沫迅速膨胀，形成井筒内的高压并产生回流，利于乏酸返排；泡沫酸中含有大量气体酸液量小，不易引起粘土膨胀，特别适合含水敏性粘土储层的酸化；并且由于泡沫流体的剪切稀释特性，使高渗透层得以暂堵，使酸液转向进入低渗透层，更高效和均匀地分布，达到了转向酸化的目的。

泡沫酸一般适合在1500～2500m井深施工，要求有制氮车、泡沫发生器等，国外过去应用较多，目前多用于多层基质转向酸化。

一、泡沫酸基本性质1、泡沫酸的组成：泡沫酸是一种由气相和液相添加剂组成的混合物，其中气相含量为52%~90%，其余为液相。

其一般组成成分如下：（1）气相：可以是N2、CO2或其它混合惰性气体，最常用的是N2。

（2）液相：可以是盐酸或其它无机酸和有机酸。

盐酸浓度一般为15%~30%，最常用浓度为28%。

（3）添加剂：包括起泡剂、稳泡剂、缓蚀剂、铁离子稳定剂等。

起泡剂一般是表面活性剂，它是泡沫酸的关键组分。

起泡剂的选择应依据酸液类型和油气层特性而定，必须满足以下条件：发泡性能好、形成泡沫稳定性好、配伍性好、压力降低时易破裂、价格便宜等，一般加量0.5%~1.0%。

2、泡沫酸的酸化原理泡沫酸是用起泡剂稳定的气体在酸液中的分散体系，气相为压风机供给的氮气，液相是根据油井情况，采用各种不同的酸液，将起泡液泵入渗透率较高的含水层，使流体流动阻力逐渐提高，进而在吼道中产生气阻效应。

在叠加的气阻效应下，再使用起泡酸液进入低渗透地层与岩石反应，形成更多的溶蚀通道，以解除低渗层污染、堵塞，改善油井产液剖面。

119中国煤层气具有低孔隙度、低渗透率、低产气、高含气的“三低一高”特点[1]，在煤层气勘探开发进程中，仍有许多关键技术需要解决。

特别是针对深煤层而言[2]，资源量丰富，但物性条件差，表现出高应力、低渗透的地质特征。

延川南煤层气田埋深超过1000m的深煤层气井有779口，属于典型的深煤层气田。

气田目前使用的增产措施是水力加砂压裂，通过压裂改造，在地层中形成一条高导流能力的支撑裂缝，以达到改善储层渗透性从而提高产量的目的。

深煤层气井由于存在高地应力、低渗透、吸附能力强的地质特点，采用常规水利加砂压裂措施增产改造储层困难，一般较难达到预期效果，因此储层改造效果不好是深煤层气井低产气的重要原因之一。

因此有必要针对高应力、低渗透地质特征的深煤层气井开展新增产措施试验。

1 气田开发现状延川南煤层气田位于山西和陕西省交界处，构造上位于鄂尔多斯盆地东南缘，晋西绕褶带、渭北隆起和陕北斜坡过渡地区[3]， 整体上为一倾向北西的单斜构造，中部断裂带将区块分为谭坪构造带和万宝山构造带，其中谭坪构造带埋深800~1000m，万宝山构造带埋深1000-1500m，气田平均埋深1280m，属于深部煤层气范畴[4]。

气田有生产井908口井，其中产气井795口，由于地质特征的差异性，储层非均质性强，导致气田内不同区域分布的单井在产气能力上有明显差异。

根据单井产气能力大小进行分类，产气大于1000m 3的高产井有418口，平均单井产气1931m 3/d，日产气低于500m 3的低产井有280口，平均单井产气仅有340m 3/d，其中埋深大于1000m低产气井有203口，占低产井88%。

为提高气田开发效果和经济效益，因此有必要开展深煤层气井增产措施研究及试验。

2 深煤层气井储层改造存在的问题目前常规水利加砂压裂是煤层气田储层改造的常用方式，主要的支撑剂是石英砂，常用的压裂液是活性水。

而活性水作为主要的压裂液存在滤失严重、携砂能力差的问题，现场采用加大液量用量、增大排量、降低砂比的方式解决 [5]，但仍然存在以下问题[6]：（1）携砂能力差，支撑剂运移距离短，容易在近井筒地带形成砂堵；（2）排量过大可使逢高过大，容易压穿上下煤层顶底板，沟通断层，形成大液量井；（3）煤层性偏软，低砂比形成的微量支撑剂容易嵌入到煤层；（4）压裂液规模增大，造成外来流体对煤层的伤害。

氮气泡沫技术在冀东油田的应用1.前言泡沫流体是由不溶性或微溶性的气体分散于液体中所形成的分散体系，是一种可压缩非牛顿流体。

其独特的结构决定了泡沫流体具有许多优点：（1）密度低且方便调节，作为入井液便于控制井底压力，减少漏失和污染；（2）泡沫在孔隙介质中具有很高视粘度，低摩阻，携砂能力强；（3）低滤失，对地层污染小；（4）对不同渗透率级差地层具有选择性封堵作用，封堵高渗透率孔道，对低渗层有增大波及体积、提高波及系数的效果，调剖能力强；（5）泡沫“遇水稳定、遇油消泡”，堵水不堵油；（6）缓速效果好，本身即为一种缓速酸；（7）压缩系数大，弹性能量高，助排性能好；（8）氮气泡沫在地下与天然气混合不易发生爆炸，安全性能可靠。

由于泡沫流体的特殊性质，目前广泛应用于泡沫冲砂洗井、泡沫排酸、泡沫混排、泡沫酸化、泡沫诱喷、泡沫压底水、泡沫调剖、泡沫驱油、泡沫欠平衡钻井、泡沫压裂等各个方面，显示出很大的应用潜力。

2.泡沫流体基本性能2.1泡沫流体组成在石油工程中应用的泡沫流体是以水为液相，以空气、氮气、天然气、二氧化碳等气体为气相，两相充分混合形成的非牛顿连续体系。

也可能是携带了井底的固体颗粒，组成气、液、固三相流体。

液体可以是清水、海水或油田废水，组成低密度水基泡沫液体，用于井下作业或增注。

也可以是钻井液或水泥浆，组成低密度钻井液或低密度水泥浆，用于钻井。

一般在没有天然气爆炸、燃烧等危险的井场，气相可以是空气或天然气。

在有爆炸、燃烧危险的场合，多使用二氧化碳、氮气及其它惰性气体为气相。

用惰性气体为气相的优点是安全，可以防止天然气与空气混合后的爆炸危险，防止氧进入岩石孔隙后产生的氧化反应。

最易制取、量又多的气体是从空气中分离出的氮气，不仅使用效果好，成本也低。

在陆地油气井、海洋油气井的钻井完井和油藏增注中广泛使用。

氮气泡沫液体多用于负压钻井、高油气比油井的洗井和射孔，还可用于注入地层驱替原油。

泡沫流体是气体在液体中充分分散形成，气泡分散程度越高，泡沫流体的质量越好。

煤层氮气泡沫压裂液研究与应用杨兆中;彭鹏;张健;李小刚;路艳军;刘敏【摘要】针对我国煤层活性水压裂携砂困难、排采周期长,高黏压裂液伤害高的问题,提出了低伤害、低成本的泡沫压裂液配合低成本石英砂使用的压裂设计思路.并从室内实验出发对泡沫压裂液的内相(气体)和外相(盐水以及起泡剂、稳泡剂)进行室内优选,结合沁水盆地煤岩心流动实验确定了KCl(1％)+起泡剂LY-18(0.7％)+水的氮气泡沫压裂液体系.通过现场试验表明:与该区块其他活性水压裂效果相比,氮气泡沫压裂缩短了煤层气见气时间,提高了该地区的见气概率,整体经济效益良好.因此,低伤害的氮气泡沫压裂液作为少水压裂而言,不仅实现了地下与地面的双层环保,还在一定程度上提高了煤层气的开发效益,具有广泛的推广意义.【期刊名称】《油气藏评价与开发》【年(卷),期】2016(006)001【总页数】5页(P78-82)【关键词】煤层气;水力压裂;氮气泡沫压裂液;低伤害【作者】杨兆中;彭鹏;张健;李小刚;路艳军;刘敏【作者单位】西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610500;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610500;中联煤层气有限责任公司,北京100011;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610500;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610500;中国石化西南石油工程有限公司井下作业分公司,四川德阳618000【正文语种】中文【中图分类】TE371煤层气又称煤层甲烷，煤炭工业称之为煤层瓦斯，是在成煤过程中形成并赋存于煤层中的一种非常规天然气。

煤层气大部分（70%～95%）吸附在煤岩孔隙内表面上，少量呈游离状态存在于煤的割理和其它孔、裂隙中，还有少许溶解在煤层水中。

煤层气由于其独特的赋存状态以及特有的排水—降压—解吸—渗流的开采机理决定了其开发方式的非常规特性[1-3]。

氮气泡沫调剖技术研究与应用针对注水油田层间矛盾大，注水效果差的问题，利用氮气泡沫调剖技术，调整吸水剖面，达到改善断块水驱效果的目的。

标签：氮气；调剖1.前言氮气在油田开发中的应用是20世纪70年代发展起来的新技术。

美国和加拿大已开发出多种氮气应用技术，并达到相应的应用规模，其技术处于世界领先地位。

我国在20世纪80年代开始进行了一系列的室内实验研究，90年代初开始现场试验。

通过优化研究，金海采油厂进行了氮气泡沫调剖技术现场试验，取得了较好的增油降水效果。

2.氮气泡沫调剖技术海26块注水开发早期主要采取的是笼统注水，由于储层纵向上非均质性，造成相对吸水较少的低渗透层所对应的油井收效甚微，而吸水量较大的高渗透层所对应的油井水淹严重，层间矛盾十分突出。

氮气泡沫调剖技术主要是针对海26块生产中出现的问题提出的，通过调整油层吸水剖面，降低水相渗透率、界面张力、原油粘度及重力分异驱替原理，提高水泾效果。

2.1发泡剂的筛选。

实验在带玻璃观察窗和磁力搅拌转子的不锈钢高温高压反应釜内进行。

实验过程如下：将复配的5种发泡剂，用蒸馏水配制发泡剂含量为0.5%的发泡剂溶液，取150ml倒入高温高压反应釜中，均匀注入氮气，使得反应釜内压力为1MPa；仪器温度分布设置在30℃、100℃、150℃、200℃、250℃和300℃，测量发泡体积和半衰期。

通过实验筛选出一种耐温280℃，100℃时半衰期>240min的发泡剂。

2.2发泡剂使用浓度优化。

为了确定发泡剂在多孔介质中产生泡沫所需的最低浓度，配置了不同浓度的发泡剂，先把填砂管饱和水、水测渗透率，然后注入0.1PV发泡剂溶液，在氮气注入压差为0.8MPa下发泡（气体体积固定为0.8PV，大气压下），考察后续注水时阻力因子随浓度的變化。

用不同浓度的表面活性剂水溶液进行水气交替注入实验时，发现当发泡剂浓度为0.3%时，发泡后的后续水驱出口端有时看不到泡沫的产生，发泡前后阻力因子变化较小，而且气液比例对发泡前后水驱阻力因子的影响也不敏感；当发泡剂浓度达到0.5%时，阻力因子呈跳跃性增大，这是由于此时达到了发泡剂的临界发泡浓度。

液相易于挥发，表面张力低，易燃，一般在含有石蜡、沥青的油井中应用。

(3)能便于起泡的物质称为起泡剂。

油田一般采用阴离子或非阴离子型表面活性剂做起泡剂。

(4)稳泡剂主要在表面活性剂溶液中加入一定量的辅助制剂从而起到使泡沫更稳定的作用。

2.2 泡沫压裂液的优势及特点2.2.1 携砂能力强泡沫压裂液中气泡对支撑剂有托浮作用，具有良好的携砂能力。

4～10倍于气泡大小的砂粒在气泡中下降，必须将中途的气泡推开或者使其变形，而砂粒的重力难以克服这些阻力，所以其沉砂速度很慢，甚至趋于零。

所以在压裂施工中很容易将支撑剂带到裂缝深处，在顶部和底部均匀铺垫。

2.2.2 滤失小，储层伤害低，对造缝有利泡沫压裂液体系中的氮气进入地层后，气泡会优先填充地层中的孔隙与喉道从而降低压裂液中水相的滤失，而且泡沫压裂液中气体的占比较高，液体含量低，从而使滤失水量减小，储层伤害低、有利于压裂造缝。

2.2.3 返排速度和返排率高，降低排液周期压裂施工结束后，在放喷排液过程中，地层中的泡沫压裂液气化引起氮气体积膨胀，携带着液体从井口返出，从而使压裂残液很快排出地层。

且由于氮气泡沫压裂液相对于传统压裂液静液柱压力低，只需要借助地层能量和气体膨胀压力便可将井筒液体顶出。

因此，氮气泡沫压裂的返排能力、速度和返排率都较高，且能降低排液周期，使气井尽快投入生产。

2.2.4 减少生产用水及返排液量，降本增效氮气泡沫压裂中氮气约占65%～85%，因此所需用水量只有同规模常规压裂液的15%～35%，能有效化解长庆区域山地地区备水难，生产用水成本高的问题。

且由于返排液的拉运处理费用高、时间长、返排液处理厂缺乏等难题，氮气泡沫压裂的反排压裂液量较常规压裂大幅减少，也能降低单井投资，提高生产效率。

2.3 氮气泡沫压裂的缺点和不足与常规压裂相比，泡沫压裂有以下不足：(1)因工艺技术的特点，氮气泡沫压裂的施工规模、排量、砂量等方面与传统压裂相比有部分差距。

(2)氮气泡沫压裂的气相具有膨胀的能量，而常规压裂体0 引言长庆油田气藏具有低渗、低压、部分区域水敏性中强等特征，特别是神木米脂区块，依靠储层自身能量返排的能力差，且速度慢，滞留地层的压裂液对地层造成的伤害较大；该区块由于地理原因备水能力差，严重制约了当前规模化压裂的生产进度。

氮气泡沫压裂液体系的研究与应用
许卫;李勇明;郭建春;赵金洲;杨伟
【期刊名称】《西南石油大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2002(024)003
【摘要】氮气泡沫压裂是70年代以来研究发展起来的一项新的压裂工艺技术,它特别适用于低压、低渗和水敏性地层的压裂改造.对氮气泡沫压裂液的基本配方和流变性能进行了室内评价研究.研究了泡沫质量、表面活性剂类型、浓度、剪切速率、温度、压力等因素对泡沫压裂液流变性能的影响.在实验基础上提出了适宜辽河油田的泡沫压裂液配方体系,采用该压裂液在辽河油田先后成功地对8口井实施了氮气泡沫压裂施工,施工成功率100%,累积增产原油1.24×104t,取得了显著效果.【总页数】4页(P64-67)
【作者】许卫;李勇明;郭建春;赵金洲;杨伟
【作者单位】中油辽河油田公司钻采院,辽宁,盘锦,124010;西南石油学院;西南石油学院;西南石油学院;西南油气分公司输气管理处
【正文语种】中文
【中图分类】TE357.29
【相关文献】
1.煤层氮气泡沫压裂液研究与应用 [J], 杨兆中;彭鹏;张健;李小刚;路艳军;刘敏
2.氮气泡沫压裂液体系在水平管段中的流动规律 [J], 安志波;李兆敏;黄善波;吕其超;贾祯
3.悬浮煤粉低伤害压裂液体系研究与应用 [J], 宋爱莉;张宸;陈维余;刘春祥;陈庆栋;高双
4.悬浮煤粉低伤害压裂液体系研究与应用 [J], 宋爱莉;张宸;陈维余;刘春祥;陈庆栋;高双
5.酸基压裂液体系在低温碳酸盐岩储层的研究与应用 [J], 张宸;宋爱莉;陈庆栋;高双
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。