我有机会讨论世界各地各种各样的钻井场景和井下问题。当我问:“你试过用泡沫钻孔吗?”司钻说:“不新利18体育全站登录行，泡沫太复杂了。”具有讽刺意味的是，这种说法来自于泥浆钻探者和空气钻探者。泡沫钻井结合了空气钻井和泥浆钻井的最佳特性。钻井泡沫提高了岩屑与空气的抬升能力，同时创造类似于泥浆的井眼稳定性。随着钻井地层的变化，泡沫的颜色也会发生变化，为钻井人员提供了地质变化的关键指标。新利18体育全站登录如果您遵循这四个指导方针，泡沫不必复杂。

不是所有的发泡剂都是一样的

泡沫可以降低压缩机所需的风量，从而提升岩屑。使用泡沫的目的是用更小的压缩机钻更深的井眼。然而，使用家用或工业肥皂和nsf认证的标准60(设计用于地下水批准发泡剂)是有区别的。首先,NSF-approved钻井液的设计是为了防止地下水污染;未经国家科学基金会批准的肥皂可能含有磷酸盐，这是细菌的已知营养来源。也许你在想，“我不是在钻饮用水井，我不需要担心nsf批准的材料。”如果是这样的话，你需要重新考虑并明白我们都有责任保护我们的地下水。是的，非nsf批准的肥皂可以产生气泡，但并不是所有的气泡都是一样的。美国国家科学基金会(nsf)批准的用于钻井的泡沫在设计时考虑到了一个特定的任务:创造一个微小的、强大的泡沫，能够承受严格的井下条件，并将钻头固体从钻头带到地面。

钻井泡沫的设计类似于消防攻击泡沫，其理念是，它们可以在恶劣的条件下使用，仍然有望发挥作用。小而强的气泡结构是井眼稳定和井眼清洁的关键。与许多钻井液添加剂一样，泡沫需要与水混合才能激活。推荐的泡沫混合物从低至0.5%的体积开始，建议增加2%的体积。除了制造商的建议外，我还不得不在压裂漏失区使用5%容积的泡沫。这些泡沫混合物中95%到99.5%是水，水的质量是创造一个健康的泡沫结构的关键，能够提升半英寸大小的岩屑。泡沫在钙硬度低于百万分之一百，pH在8.5到10的情况下工作得最好。化妆水中的高氯化物会抑制泡沫，需要耐盐泡沫。我知道Baroid IDP生产耐盐泡沫。最好遵循发泡剂制造商关于水质的建议。

适当的准备和混合是关键

一旦水的质量和数量是正确的，泡沫需要适当的准备和时间混合。我采用双槽泡沫系统取得了巨大的成功。每个油箱可以有任意的容量，但为了简单起见，我总是使用50加仑或100加仑的油箱。在标准的泡沫混合物中，两个罐充当主动系统罐。当一个容器清空时，助手将吸入软管移到第二个容器，继续将100%的泡沫混合物泵入。当混合聚合物和膨润土凝胶泡沫时，双槽系统从两个活性槽变为一个混合槽和一个活性槽。混合槽将用于混合和保持适当数量的聚合物或膨润土浆，一旦充分混合，在切换吸入线之前添加发泡剂。在必要的情况下，一个储罐可以用于泡沫钻井，但在注入时向储罐中添加二次添加剂可能会将未产出的产品泵入注入泵，从而可能堵塞泵。

使用正确的泡沫进行正确的成型

不同的地层需要改变泡沫的数量或稠度。这些地层可以是活性粘土、大型砾石或裂缝带，也可以是最常见的含水地层。其目的是在将岩屑带到地面的同时，创造出具有剃须膏状稠度的泡沫，以稳定井眼。含水地层会稀释泡沫混合物。当泡沫开始变稀时，第一步是增加注射速度，直到剃须膏的稠度恢复。下一步是增加混合物的体积百分比。记住，基本的混合物是。5%我用过5%的混合物。5%的混合物可以提升大量岩屑，克服地下水的稀释，但并不划算。一个更好的解决方案是增强与聚合物泡沫。

更强的泡沫溶液是泡沫和聚合物的组合，称为“硬泡沫”。这些泡沫使用粘土抑制剂聚合物称为PHPAs(部分水解聚丙烯酰胺)或过滤控制添加剂称为PAC(聚阴离子纤维素)。硬质泡沫利用聚合物添加剂产生更强的泡沫，可以举升更多岩屑并稳定井眼。通过抑制粘土或协助过滤控制，硬泡沫也具有聚合物的主要性能。硬泡沫比标准泡沫混合物需要更少的空气量。使用硬泡沫的目的是减少空气体积，钻取脆弱的地层，直吹空气或泡沫仍然会损坏这些地层。我使用Baroid IDP的产品，即AQF2泡沫与quick - mud D50混合，在粘土和页岩中使用硬质泡沫钻井取得了巨大成功。我也有成功的沙子与AQF2和EZ泥金或quick - trol金。目标是稳定一个非常多孔的区域。如果不能用坚硬的泡沫来维持井眼，第三种解决方案是通过添加怀俄明州钠膨润土和泡沫来完全改变泡沫的稠度。

“凝胶泡沫”可以创造奇迹。我们正在建造一个泥浆和泡沫的组合，可以用非常低的风量泵送。泡沫凝胶非常适用于漏失层、裂缝、卵石和粗砾石层。凝胶泡沫的第一步是混合膨润土浆液，就像我们钻泥浆一样。这种混合物可以轻至每100加仑水含5磅高产膨润土，也可以重至每100加仑水含15磅膨润土。浆液不能太粘稠，否则会堵塞或抑制喷射泵的性能。一旦膨润土完全水化，看不到未屈服的物质，就加入发泡剂，凝胶泡沫就可以泵出了。这些泡沫可以进一步加强与phpa或PACs。我用过几种类型的钻头和泡沫凝胶，但从未用过泡沫凝胶穿过锤子。与以往一样，我们的目标是创造一个½英寸大小的切削齿，可以从井眼中取出。

知道泡沫破裂的原因

泡沫破裂的最主要原因是空气过多。我们的目标是创造出与剃须膏稠度一致的泡沫，从孔中喷出，形成一个连续的柱状。如果从孔中流出的泡沫从柱中喷射到空气中，我们就有问题了。Baroid IDP培训经理Jeff Blinn称这个问题为三相泡沫。第一阶段是泡沫在柱中移动，第二阶段是空气打破泡沫柱，第三阶段是岩屑落回井下。

泡沫失效的下一个原因是缺乏适当的化妆水预处理和混合。如果水质良好，混合充分，是时候检查泡沫的制造日期了。许多泡沫都有保质期。喷射泵的限制也会阻止泡沫克服稀释到新水源的能力。

泡沫的最后一个失效点是泡沫的错误应用。井下水质和地质条件的变化会影响泡沫的性能。

硬泡沫和凝胶泡沫比标准的0.5%泡沫需要更多的时间分解。您需要为表面的泡沫创建一个遏制计划。咨询您的泡沫制造商的最佳方法，以打破泡沫与消泡剂或化学组合消泡。许多消泡剂没有经过美国国家科学基金会的批准，可能是有毒的。

泡沫是每个司钻工具箱中都应该有的工具。它允许使用低cfm压缩机，并能够钻到易碎地层，高cfm空气或致密泥浆会损坏。当我开始在Baroid IDP实习时，当Blinn告诉我我们可以用气泡钻深洞时，我大笑起来。IDP的Mud Legend博士Carl Mason说:“空气是用来呼吸的，泥浆是用来钻井的。”然而，Baroid IDP的泡沫专家如Blinn、Mark Whittle和独立现场顾问Mike West教我如何使用泡沫、硬泡沫和凝胶泡沫。泡沫组合钻井对我在世界各地的项目都有帮助。