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摘要：泡沫流体是一种可压缩的非牛顿流体，具有密度低且方便调节，粘度高，低摩阻，携砂能力强的优点，作为入井液便于控制井底压力，“遇水稳定、遇油消泡”，在含油介质中稳定性变差，渗流阻力随含油饱和度的升高而降低；压缩系数大，助排能力好等特点，可广泛应用于低压、漏失及水敏性地层的钻井、完井、修井和油气增产措施中。
关键词：泡沫流体 优点 海上应用
1 泡沫流体基本知识
1.1 泡沫流体的类型
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，气液两相充分混合形成的两相流体。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。
（1）空气基泡沫流体
空气基泡沫液体广泛做为低密度钻井液、低密度水泥浆、泡沫洗井液、射孔液使用。在酸化、压裂作业中也有使用。
（2）氮气泡沫流体
最方便的惰性气体是从空气中分离出的氮气。惰性气体主要是氮氣，比较容易制取，使用效果好，成本低。
（3）二氧化碳泡沫流体
二氧化碳是溶解于水的，形成带酸性的泡沫流体，多余的二氧化碳在液体中分散成二氧化碳气泡。多用于油层增注，它具有泡沫驱和化学驱的共同特点。在其它场合使用比较少。
（4）烟道气泡沫
烟道气是氮气、二氧化碳和少量氧组成。多在热采中的锅炉燃烧燃料后形成的。经过降温和除尘，增压注入水蒸汽中，形成烟道气和水蒸汽为气相的泡沫流体，回注到稠油层中。
（5）其它泡沫流体
也有使用天然气与液体混合形成的泡沫，比较少见。
1.2 泡沫流体的特点
泡沫流体是各种气体与液体混合后充分搅拌形成的。除二氧化碳外，气体很少在水基液体中溶解。气体在液体中呈小气泡分散状态。气体的直径越小，泡沫流体的性能越好。
泡沫流体的密度、稳定性、携带性能和粘度等性能对使用工程中的使用有直接意义。
1.3 泡沫流体的形成
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。
气体在水基液体搅拌后的气泡直径是微米级或更小，气泡在液体中分散后成乳化状态，呈奶白色，不透明。在常温常压下静止，气体会滑脱上升，产生气液分离。
在液体中加入表面活性剂类的发泡剂或泡沫稳定剂后，水的表面张力减小，容易形成稳定的气泡。
气液混合的方式可以是机械搅拌，也可以是液力搅拌。经过搅拌，气体破碎成小气泡。搅拌越彻底，气泡越小，泡沫流体的质量越好。在石油工程中以液力搅拌多用。
2 氮气泡沫流体在海上油田的应用
2.1 泡沫流体洗井
在用常规流体洗井过程中，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。使用泡沫流体可以有效地解决上述问题。
泡沫洗井技术在海洋采油厂进行了广泛应用，应用效果显著。此类型井漏失较严重，使用污水冲砂往往数十方水全部漏失无返液，使用低密度泡沫流体达到水基洗井液无法实现的目的。以在埕岛油田应用的CB1GB-5井氮气泡沫洗井为例，在洗井过程中发现一是含油量在泡沫液洗井过程中，初期出水较清澈，中期较高，末期逐渐降低，后期干线水洗井驱替泡沫过程中又出现升高；二是干线水洗井过程中悬浮物含量目测与含油量吻合。
对比发现，氮气泡沫洗井过程中含油下降，干线水洗井时含油再次上升，通过对取样目测，氮气泡沫冲洗对悬浮物、泥沙等携带能力强。
氮气泡沫冲洗前期与干线水洗井对比，前期返出液不同，干线水洗井返出物含油量、悬浮物高；受泡沫洗井前期干线水洗井影响，在氮气泡沫冲洗初期水质较好，未见明显悬浮物和悬浮油，在中后期出现悬浮物增多（比干线水洗井时还多），含油量上升现象，说明氮气泡沫携带污油能力弱，携带颗粒、悬浮物能力强，但其携带油滴能力较弱。
2.2 氮气泡沫流体扫线
泡沫流体是气液两相流体，具有流体密度方便调节，通常密度低于水、粘度高于水、携带能力强等优点。性能优良的泡沫具有泡沫稳定性好、耐油性好、洗油能力强等特点，特别适用于输油管线的清洗，泡沫液中表面活性剂成分通常都是优良的表面活性剂，具有较好的洗油能力，同时泡沫的粘度比纯气体和纯液体都大，接近油的粘度，对管线中液体的驱替效果好，粘度大也十分有利于携带固体。使用氮气作为气相，主要利用惰性气体的安全性，可以防止天然气与空气混合后的爆炸危险，采用现场制氮，使用效果好，成本低。
海上管线氮气泡沫清管扫线，主要是利用氮气惰性气体的安全性能和泡沫流体的洗油及携液性能，安全地对海上管线进行清扫，满足海上管线维护及清理要求。基本步骤为：使用氮气泡沫和氮气对海上油气管线进行清扫，清扫出的氮气放空，污液进流程或装船。用氮气泡沫做前置段塞，然后用氮气驱动，清扫管线内的污液。
利用该工艺对胜利油田海洋采油厂中心一号至海三站Φ325管线清扫，取得了良好的应用效果。
中心一号平台有两条外输管线，管径分别为Φ325和Φ457，Φ325管线用来输油，Φ457管线用来输送天然气。由于Φ325管线出现泄漏情况，改用Φ457管线输油，同时对Φ325管线进行扫线处理，待管线补漏后利用Φ325管线进行天然气外输。由于该管线无清管设施，且已经运行十年，所以实施通球清管不现实，经有关专家、部门讨论研究后，采用氮气泡沫流体清管扫线。
该次施工使用恒业公司900/35型氮气泡沫流体系统，圆满完成清管扫线施工，施工完成后当晚中心一号平台9万方/天的天然气顺利上岸。
氮气泡沫冲洗海管过程中含油下降，第二阶段干线水冲洗时含油再次上升，分析认为管线内壁沉积物因泡沫液扰动及冲刷影响，造成原稳定粘附物固着能力下降，在第二阶段干线水驱替过程中，在干线水的冲刷力作用下被携带出来，造成含油量及悬浮物均较高。
通过对冲洗返排液的取样目测与化验，该段管线冲洗施工也进一步验证了氮气泡沫冲洗对悬浮物、泥沙等携带能力强这一特点，也充分验证了末端管线受水流速度、温度、水质（三菌及衍生物）远高于注水站库的近端平台。
3 下步措施与建议
（1）排液管线采用大口径排液管，提高冲排效果。提高返出口的排量，可提高冲洗效果，建议采用大口径排液管或多条放空管线进行排液，减小节流段塞，以提高冲洗排量。
（2）提高泡沫配比，提高冲洗液携带能力。管线中含油、泥砂垢较多，但氮气泡沫遇原油具有消泡性，造成附着管壁原油不易被携带，在后期施工中对泡沫液浓度进行提高和优化，可有效提高泡沫液冲洗效果。
（3）重点治理注水源头，把好源头关。第二阶段使用注入水冲洗时，含油量、悬浮物均较高，说明管线内壁沉积物及附着物较多，此附着物主要为2010年7月以来污水系统投运后所致，建议采油厂加快中心二号污水系统改造进度，进一步提高中心二号出站水水质，确保末端平台水质达标。
（4）要提高干线水洗井用水量。提高用干线水洗井用量可有效驱出管壁附着聚集的原油，为氮气泡沫洗井清除障碍。
（5）优化泡沫液配比，进一步提高泡沫液的携砂能力。但受前期管壁原油影响，初期携砂能力较弱，中期时采体现出泡沫液优势，优化泡沫液配比后，可提高返出液携砂能力。
参考文献
【1】刘东明，杨海林，孟伟斌：《氮气泡沫液洗井工艺在SZ36-1油田修井中的应用及评价》，中国海上油气，2006年10期。
关键词：泡沫流体 优点 海上应用
1 泡沫流体基本知识
1.1 泡沫流体的类型
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，气液两相充分混合形成的两相流体。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。
（1）空气基泡沫流体
空气基泡沫液体广泛做为低密度钻井液、低密度水泥浆、泡沫洗井液、射孔液使用。在酸化、压裂作业中也有使用。
（2）氮气泡沫流体
最方便的惰性气体是从空气中分离出的氮气。惰性气体主要是氮氣，比较容易制取，使用效果好，成本低。
（3）二氧化碳泡沫流体
二氧化碳是溶解于水的，形成带酸性的泡沫流体，多余的二氧化碳在液体中分散成二氧化碳气泡。多用于油层增注，它具有泡沫驱和化学驱的共同特点。在其它场合使用比较少。
（4）烟道气泡沫
烟道气是氮气、二氧化碳和少量氧组成。多在热采中的锅炉燃烧燃料后形成的。经过降温和除尘，增压注入水蒸汽中，形成烟道气和水蒸汽为气相的泡沫流体，回注到稠油层中。
（5）其它泡沫流体
也有使用天然气与液体混合形成的泡沫，比较少见。
1.2 泡沫流体的特点
泡沫流体是各种气体与液体混合后充分搅拌形成的。除二氧化碳外，气体很少在水基液体中溶解。气体在液体中呈小气泡分散状态。气体的直径越小，泡沫流体的性能越好。
泡沫流体的密度、稳定性、携带性能和粘度等性能对使用工程中的使用有直接意义。
1.3 泡沫流体的形成
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。
气体在水基液体搅拌后的气泡直径是微米级或更小，气泡在液体中分散后成乳化状态，呈奶白色，不透明。在常温常压下静止，气体会滑脱上升，产生气液分离。
在液体中加入表面活性剂类的发泡剂或泡沫稳定剂后，水的表面张力减小，容易形成稳定的气泡。
气液混合的方式可以是机械搅拌，也可以是液力搅拌。经过搅拌，气体破碎成小气泡。搅拌越彻底，气泡越小，泡沫流体的质量越好。在石油工程中以液力搅拌多用。
2 氮气泡沫流体在海上油田的应用
2.1 泡沫流体洗井
在用常规流体洗井过程中，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。使用泡沫流体可以有效地解决上述问题。
泡沫洗井技术在海洋采油厂进行了广泛应用，应用效果显著。此类型井漏失较严重，使用污水冲砂往往数十方水全部漏失无返液，使用低密度泡沫流体达到水基洗井液无法实现的目的。以在埕岛油田应用的CB1GB-5井氮气泡沫洗井为例，在洗井过程中发现一是含油量在泡沫液洗井过程中，初期出水较清澈，中期较高，末期逐渐降低，后期干线水洗井驱替泡沫过程中又出现升高；二是干线水洗井过程中悬浮物含量目测与含油量吻合。
对比发现，氮气泡沫洗井过程中含油下降，干线水洗井时含油再次上升，通过对取样目测，氮气泡沫冲洗对悬浮物、泥沙等携带能力强。
氮气泡沫冲洗前期与干线水洗井对比，前期返出液不同，干线水洗井返出物含油量、悬浮物高；受泡沫洗井前期干线水洗井影响，在氮气泡沫冲洗初期水质较好，未见明显悬浮物和悬浮油，在中后期出现悬浮物增多（比干线水洗井时还多），含油量上升现象，说明氮气泡沫携带污油能力弱，携带颗粒、悬浮物能力强，但其携带油滴能力较弱。
2.2 氮气泡沫流体扫线
泡沫流体是气液两相流体，具有流体密度方便调节，通常密度低于水、粘度高于水、携带能力强等优点。性能优良的泡沫具有泡沫稳定性好、耐油性好、洗油能力强等特点，特别适用于输油管线的清洗，泡沫液中表面活性剂成分通常都是优良的表面活性剂，具有较好的洗油能力，同时泡沫的粘度比纯气体和纯液体都大，接近油的粘度，对管线中液体的驱替效果好，粘度大也十分有利于携带固体。使用氮气作为气相，主要利用惰性气体的安全性，可以防止天然气与空气混合后的爆炸危险，采用现场制氮，使用效果好，成本低。
海上管线氮气泡沫清管扫线，主要是利用氮气惰性气体的安全性能和泡沫流体的洗油及携液性能，安全地对海上管线进行清扫，满足海上管线维护及清理要求。基本步骤为：使用氮气泡沫和氮气对海上油气管线进行清扫，清扫出的氮气放空，污液进流程或装船。用氮气泡沫做前置段塞，然后用氮气驱动，清扫管线内的污液。
利用该工艺对胜利油田海洋采油厂中心一号至海三站Φ325管线清扫，取得了良好的应用效果。
中心一号平台有两条外输管线，管径分别为Φ325和Φ457，Φ325管线用来输油，Φ457管线用来输送天然气。由于Φ325管线出现泄漏情况，改用Φ457管线输油，同时对Φ325管线进行扫线处理，待管线补漏后利用Φ325管线进行天然气外输。由于该管线无清管设施，且已经运行十年，所以实施通球清管不现实，经有关专家、部门讨论研究后，采用氮气泡沫流体清管扫线。
该次施工使用恒业公司900/35型氮气泡沫流体系统，圆满完成清管扫线施工，施工完成后当晚中心一号平台9万方/天的天然气顺利上岸。
氮气泡沫冲洗海管过程中含油下降，第二阶段干线水冲洗时含油再次上升，分析认为管线内壁沉积物因泡沫液扰动及冲刷影响，造成原稳定粘附物固着能力下降，在第二阶段干线水驱替过程中，在干线水的冲刷力作用下被携带出来，造成含油量及悬浮物均较高。
通过对冲洗返排液的取样目测与化验，该段管线冲洗施工也进一步验证了氮气泡沫冲洗对悬浮物、泥沙等携带能力强这一特点，也充分验证了末端管线受水流速度、温度、水质（三菌及衍生物）远高于注水站库的近端平台。
3 下步措施与建议
（1）排液管线采用大口径排液管，提高冲排效果。提高返出口的排量，可提高冲洗效果，建议采用大口径排液管或多条放空管线进行排液，减小节流段塞，以提高冲洗排量。
（2）提高泡沫配比，提高冲洗液携带能力。管线中含油、泥砂垢较多，但氮气泡沫遇原油具有消泡性，造成附着管壁原油不易被携带，在后期施工中对泡沫液浓度进行提高和优化，可有效提高泡沫液冲洗效果。
（3）重点治理注水源头，把好源头关。第二阶段使用注入水冲洗时，含油量、悬浮物均较高，说明管线内壁沉积物及附着物较多，此附着物主要为2010年7月以来污水系统投运后所致，建议采油厂加快中心二号污水系统改造进度，进一步提高中心二号出站水水质，确保末端平台水质达标。
（4）要提高干线水洗井用水量。提高用干线水洗井用量可有效驱出管壁附着聚集的原油，为氮气泡沫洗井清除障碍。
（5）优化泡沫液配比，进一步提高泡沫液的携砂能力。但受前期管壁原油影响，初期携砂能力较弱，中期时采体现出泡沫液优势，优化泡沫液配比后，可提高返出液携砂能力。
参考文献
【1】刘东明，杨海林，孟伟斌：《氮气泡沫液洗井工艺在SZ36-1油田修井中的应用及评价》，中国海上油气，2006年10期。