氮?dú)鈱儆谒逍詺怏w，來源廣泛，在常溫下很難與其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不會(huì)像空氣與天然氣混合壓縮后會(huì)發(fā)生爆炸。低壓低滲儲(chǔ)層，在鉆井、試油(解堵、壓裂、酸化、射孔等)施工作業(yè)中，入井流體如泥漿、壓井液、壓裂液等進(jìn)入儲(chǔ)層，會(huì)對儲(chǔ)層造成傷害，需用人工方式舉升排液來加快入井流體的排出，減少儲(chǔ)層的傷害。液氮排液工藝和其它排液工藝如水力泵排液相比，具有易組織，動(dòng)用設(shè)備少，掏空深度大，施工時(shí)間短，安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。另外，對于油層套管抗外擠強(qiáng)度小或易出砂的井，采用液氮?dú)馀e排液工藝能準(zhǔn)確控制掏空深度，使降液施工既安全又有效。
一、 液氮排液工藝原理
液氮排液是液氮從儲(chǔ)氮罐流經(jīng)各閥體、濾清器進(jìn)入液氮泵增壓后排出低溫高壓液氮，由蒸發(fā)器加熱變?yōu)槌馗邏旱獨(dú)夂蟊萌刖畠?nèi)，以氮?dú)獾捏w積占據(jù)井筒中的空間排替出井內(nèi)液體，放氣后減少液柱對產(chǎn)層的回壓達(dá)到誘噴排液的目的。還可以不放氮?dú)猓脷馀e特性對停噴的油井和高壓低滲井進(jìn)行求產(chǎn)誘噴。排液方式可分為正舉排液和反舉排液，根據(jù)特定的排液目的和井筒結(jié)構(gòu)選則合適的排液方式。
1．反舉排液
反舉排液工藝，即從油套環(huán)空泵入氮?dú)?，從油管返出壓井液，然后從套管放噴出氮?dú)?，降低井筒液柱高度以達(dá)到誘噴的目的。反氣舉計(jì)算所涉及的參數(shù)如下：
(1) 環(huán)空**終氣液界面壓力(MPa) Pb=ρ液 Hb/100
(2) 氮?dú)庵骄鶞囟?℃)
Tb=18℃+K溫(Hb-20) /100； Tav=(20℃+Tb)/2 (3) 停泵時(shí)的套壓(MPa)
Pw=PbEXP（-0.03415γgHb/ Tav Z），也可利用氮?dú)庵纳疃葔毫Ρ聿槌鯬w (4) 氮?dú)庵艿钠骄鶋毫?MPa) P=（ Pw + Pb）/ 2 (5) 施工所需液氮量(m3)
現(xiàn)場常用氮?dú)庵艿钠骄鶋毫和平均溫度Tav來查出壓縮應(yīng)子B,利用公式計(jì)算出所需液氮量：
V液氮=B Hb S環(huán)/696.5 2．正舉排液
正舉就是從油管內(nèi)注入氮?dú)?，井?nèi)液體由環(huán)空返出。由于油管容積小于套管環(huán)空容積，正舉時(shí)泵注的氮?dú)庖话阒挥械竭_(dá)管鞋并越過管鞋進(jìn)入環(huán)空后才能排出設(shè)計(jì)要求的液面深度的排出液量。
在正舉排液中有一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，即在假設(shè)沒有滑脫的情況下 (氣液界面上沒有串流)，指氮?dú)獾竭_(dá)井底后從環(huán)空上返，停泵后氮?dú)饽芤揽勘旧淼呐蛎浘涂蓪h(huán)空中的液體全部推出到地面時(shí)的**低氣液界面的位置，這就是過量點(diǎn)。在數(shù)學(xué)意義上，過量點(diǎn)以上環(huán)空容積等于過量點(diǎn)以下環(huán)空容積與油管內(nèi)容積之和，即氮?dú)獾竭_(dá)過量點(diǎn)時(shí)，井筒內(nèi)氮?dú)獾娜莘e與液體所占的容積相等。
過量點(diǎn)的深度如下式 He=Ho(S環(huán)+S油)/2S環(huán)
過量點(diǎn)確定了氮?dú)庹e時(shí)所需液氮的**大量。下面就參數(shù)計(jì)算介紹如下： 過量點(diǎn)處的壓力（MPa） Pe=ρ液 He/100
過量點(diǎn)以下氮?dú)馄骄鶞囟?K)
Te=18℃+K溫(He-20) /100： To =18℃+K溫(Ho-20) /100 Tav1= （Te+ To）/2 油管鞋處的壓力(MPa)
Po= Pe +0.03145γL（1/(Im+Ir)+ 1/(Im+Ir)，現(xiàn)場實(shí)際利用氮?dú)庵纳疃葔毫Ρ聿槌鯬o
過量點(diǎn)以下氮?dú)馄骄鶋毫?MPa) P1=（ Po+Pe）/ 2
過量點(diǎn)時(shí)的環(huán)空中氮?dú)庹蹫橐旱?m3 )
利用P1和平均溫度Tav1查出壓縮應(yīng)子B1，計(jì)算出液氮量： V液氮1=B1（Ho-He）S環(huán)/696.5
油管內(nèi)氮?dú)獾钠骄鶞囟?K) Tb=18℃+K溫(Ho-20) /100； Tav=(20℃+Tb)/2
氮?dú)獾竭_(dá)過量點(diǎn)時(shí)井口的油壓(MPa)
Pw=Po-0.03145γL（1/(Im+Ir)+ 1/(Im+Ir)，現(xiàn)場實(shí)際利用氮?dú)庵纳疃葔毫Ρ聿槌鯬w
油管內(nèi)氮?dú)馑艿钠骄鶋毫?相對，mPa) P2=（ Pw+Po）/ 2
油管內(nèi)氮?dú)庹鬯銥橐旱?m3 )
根據(jù)氮?dú)庵艿钠骄鶋毫2和平均溫度Tav來查出壓縮應(yīng)子B2 V液氮2=B2So Ho/696.5 液氮總用量(m3 ) V=V液氮1+V液氮2
在液氮正舉降液施工中．考慮到滑脫效應(yīng)，可在理論用氮量的基礎(chǔ)上附加 l0％～l5％。
二、 兩種氣舉方式的優(yōu)選與應(yīng)用
正氣舉降液可充分利用氮?dú)獾拿芏炔罴皦嚎s勢能。讓舉過管鞋的壓縮氮?dú)庠谕线\(yùn)動(dòng)的過程中利用其膨脹能量盡量攜帶液體出井筒，充分利用了氮?dú)獾膲嚎s勢能。
反氣舉排液只是靠氮?dú)馀砰_井筒中液體所占的體積，氣舉后將氮?dú)夥懦鲞_(dá)到降低液面的目的，僅利用了氮?dú)獾囊徊糠謩菽堋?nbsp;
在排出相同體積的井筒液時(shí)正舉排液施工泵壓高，設(shè)備耗能大，在排液后期，由于氮?dú)獾幕摳Z出，出口帶氣，容易造成罐內(nèi)液體濺出造成污染。反舉排液出口由于沒有氮?dú)飧Z出，出口出液比較穩(wěn)定。
在預(yù)定的排液深度較深時(shí)，正舉排液用液氮量要少于反舉排液時(shí)的用液氮量，但是在預(yù)定的排液深度較淺時(shí)，反舉排液用液氮量就要小于正舉排液的用氮量了（見表1）。
并且在套管放空氮?dú)夂笠皶r(shí)用清水洗井，將環(huán)空中的殘酸洗出，以免油管過度腐蝕致使油管落井。
某井完成篩管深度5240m ，3月20日酸化施工。注入膠凝酸150m3，3月23日液氮反排液，用液氮10.7m3，套壓24MPa，排出井筒殘液20.4m3，套管放空氮?dú)夂笥凸芾^續(xù)放噴排殘酸，24日洗壓井，ρ1.03海水反洗井深5239.52m，灌入4m3返液1.8 m3，起出油管后發(fā)現(xiàn)管柱底部30根油管腐蝕1－2mm，篩管上部12根油管本體有大片蝕洞。（見圖1）#p#分頁標(biāo)題#e#
張27-1井完鉆井深4389m，**大井斜48.5°/3048.62m，射開油層井段：3532.5-3653.9m，井身結(jié)構(gòu)為φ244.5mm套管懸掛φ177.8mm套管，懸掛器深度：3167m， 2008年該井電泵日產(chǎn)原油59.21t，氣7562m3，含水3.5%。8月16日檢電泵作業(yè)漏失1.08壓井液50m3，井內(nèi)管柱結(jié)構(gòu)為：φ89mm油管3000m+φ73mm油管630m+φ62mm喇叭口，要求液氮掏深2000m誘噴作業(yè)。
由于本井為大套管，如果采用反舉方式誘噴，需要液氮16m3，計(jì)算如下：井筒降低液面2000m，則環(huán)空需降低**2255m，排出井筒液72m3，由于本井為大斜度井，2255m折垂深為1810m，井口壓力15MPa，井底壓力18MPa，平均溫度48，B因子為155，則需液氮量：72*155/696.5=16m3
正舉誘噴應(yīng)用過量點(diǎn)理論，確定計(jì)算井筒過量點(diǎn)深度為1943m，折垂深1600m，可算出**多只需要12m3液氮就可達(dá)到排液深度要求。
由于本井壓力系數(shù)0.96，滲透率25毫達(dá)西，套管容積較大，氣油比128，如果液氮排液后，將油管壓力放空，則液面將迅速下降**2000m左右，由于滲透率很低，液面恢復(fù)較慢，況且本井為大斜度井，溶解氣將很快從液體中逸出，井筒內(nèi)流動(dòng)型態(tài)由泡流很快就發(fā)展為環(huán)流和霧流。并且由于滑脫損失增加了井筒內(nèi)混和物的密度和粘度，平衡了地層壓力后井口很難自噴出原油。
為了充分利用溶解氣的能量，本井在液氮排液后關(guān)閉油管閘門保持油管壓力，環(huán)空處于充滿或較高液位，致使溶解氣不能完全從環(huán)空液體中逸出，井口處于間噴狀態(tài)，日產(chǎn)原油78m3 ，累計(jì)495.6m3 ，誘噴成功。
三、 經(jīng)驗(yàn)與建議
對于φ244.5mm和φ177.8mm等大套管井，要求排液深度超過2000m時(shí)，適宜采用正舉方式。當(dāng)排液深度在1000m左右時(shí)宜采用反舉方式。
酸化施工后應(yīng)該采用反舉排液方式，在放空氮?dú)夂笠蟊M快反洗井，以減少殘酸對管柱的腐蝕。
對于高壓低滲井或油井，在液氮?dú)馀e作業(yè)或2次氣舉作業(yè)后，利用氮?dú)鈩菽苓M(jìn)行求產(chǎn)或誘噴。
正舉排液后期要防止氮?dú)獯罅扛Z出造成儲(chǔ)液罐液體濺出污染。
