Наиболее важное направление использования нем в нефю - газовой промышленности — бурение скважин и вскрытие про­дуктивных пластов [326—328]. Выбуренная порода выносится с помощью пепы, движущейся с большой скоростью вверх по кольцевому пространству. Считают [326], что применение пепы обеспечивает высокую эффективность бурения в сложных усло­виях, когда промывочные жидкости или воздух не дают положи­тельного эффекта, папрнмер прн бурении трещиноватых, пори­стых и сильно обводненных пород, липких глии и галечных от­ложений, а также при образовании крупного шлама.

Низкое давление и высокая проницаемость пород приводят к поглощению промывочной жидкости при вскрытии пластов. Это затрудняет процесс освоения и снижает продуктивность сква­жины. Применение пены исключает поглощение раствора поро­дами и увеличивает производительность скважины. Значитель­но увеличивается скорость бурения: при бурении в твердых из­вестняках и доломитах она выше примерно в четыре раза по сравнению со скоростью при промывке скважин глинистым рас­твором. Существенно сокращаются и общие сроки освоения скважин. Кроме того, снижается необходимое количество компо­нентов глинистого раствора и дизельного топлива, что особенно важно прн проведении работ в районах, удаленных от путей сообщеиня. При использовании пен улучшаются условия экс­плуатации бурового оборудования и скважин. Межремонтный период их работы увеличивается в 3—4 раза. Пористые породы разбуриваются без повреждения их промывочными жидкостями большой плотности, а при наличии в скважинах газов освоение их пенами более безопасно, так как при продувке воздухом воз­можен взрыв.

При использовании пен для вскрытия пластов с низким дав­лением улучшается качество очистки благодаря удерживанию выбуренной породы во взвешенном состоянии. Наличие L иене сжатого воздуха обусловливает увеличение скорости восходяще­го потока, и это дает возможность снизить производительность насосов.

В 1971 г. впервые были пробурены скважины с использова­нием пены в условиях вечной мерзлоты. При таком способе бу­рения диаметр ствола оставался практически постоянным, в то время как применение промывочных жидкостей обычно приводит к его увеличению. Кроме того, применение пены обеспечило вы­сокую скорость проходки скважин: она была в два раза боль­ше, чем при использовании глинистых растворов.

Другим направлением использования пен в нефтегазовой промышленности является освоение скважин и вытеснение неф­ти из пластов. Через нагнетательную скважину в пласт вводит­ся водный раствор ПАВ, а затем подается газ, образующаяся пена через эксплуатационную скважину вытесняет нефть. При этом уменьшается приток пластовой воды из-за закупоривания пузырьками пены трещин, каналов, пор, а также вследствие частичной гидрофобизации поверхности породы. Применяемая для этих целей пена должна обладать максимальной устойчи­востью.

Для продления срока фонтанирования скважин и повышения эффективности их эксплуатации предложено вспенивать нефть в стволе скважины [326].

Промывка и очистка скважин пенами обеспечивает сохране­ние естественной проницаемости призабойиой зоны при прове­дении ремонтных работ. При промывке песчаных пробок в >дой в скважинах в условиях низких давлений вода может проникать в пласт, и проницаемость его резко снижается.

Проверка эффективности использования пен в промышлен­ных условиях показала [328], что промывка таких пробок пена­ми достигается в 8—10 раз быстрее и примерно в три раза эко - - номичнее. Скорость выноса шлама увеличивается в 7—8 раз по сравнению с достигаемой при промывке водой. По данным ра­боты [329], стоимость вторичного закаичпваппя скважины с применением пены снижается па 30%, а добыча нефти возра­стает па 33% по сравнению с этими показателями, достигаемы­ми при освоении скважин, пробуренных с использованием про­мывочных глинистых растворов.

Исходя из допущения, что поведение пены при содержании в ней газа 60—96% аналогично поведению пластичной жидко­сти, предложен метод графического определения расхода пено­образующего раствора и газа, а также давления при нагнетании пены, используемой при бурении скважин [330].

В нефтяной промышленности с помощью пены извлекают нефть из водонефтяных эмульсий. Флотация нефти минималь­на в кислой среде и достигает максимальной величины прн рН = 9,5 [331].

Имеются и другие направления использования пен в нефтя­ной промышленности. Например, для обработки карбонатных коллекторов вместо водного раствора соляной кислоты можно вводить аэрированный раствор ПАВ (пену), содержащий кисло­ту [332]. Более целесообразно использовать пену невысокой устойчивости, так как такая пена растворяет карбонатные по­роды с большей скоростью, чем стабильная. Пенокислотная об­работка карбонатных коллекторов имеет существенные преиму­щества по сравнению с обычной кислотной. Эти преимущества заключаются в увеличении глубины проникания кислоты в пласт, в более полной очистке от продуктов реакции призабой­иой зоны и в улучшении условий освоения скважины. Предло­жен эффективный метод цементирования скважин аэрирован­ными растворами с добавкой ПАВ [332] после вскрытия пласта с низким гидростатическим давлением. При введении неболь­ших количеств ПАВ в цементном растворе остаются мельчай­шие пузырьки, значительно уменьшающие плотность этого раствора.

Использование при бурении промывочных растворов иногда сопровож­дается насыщением их газом, что ухудшает технологические своГклпл раство­ров и результате снижении плотности, увеличении ви. жосш и Ci а пин ского на­пряжения сдвига. Это отрицательно отражается па режиме работы бурового оборудования, снижает производительность буровых насосов. Наибольшая опасность вспенивания заключается в возможности выбросов и открытого фон­та ппронлнпн скнажнны.

1 Leiia может образовываться также самопроизвольно пои откачивании нефти, что затрудняет работу насосов и снижает их производительность. Обычно нефть не вспенивается, и для того, чтобы нефть вспенивалась, необ­ходимо наличие в ней небольших количеств ПАВ и газа. Следует отметить, что нефти некоторых сортов содержат естественные ПАВ. Промывочная жид­кость, применяемая при бурении скважин, содержит соли, глину и поверхност­но-активные вещества — отходы производства (сульфитно-спиртовую барду) или синтетические детергенты. Вспенивание промывочных растворов обуслов­лено выделением газов пли поступлением стимуляторов пенообразования с подземными водами, которые часто содержат соли органических кислот, гу - мнповые, азотистые и другие соединения.

В процессе эксплуатации магистральных газопроводов в трубах накапливаются значительные количества загрязнений. В состав этих загрязнений входят вода, масла, метанол, дпэтп- ленгликоль, оргапнческие кислоты, углеводородный конденсат и твердые компоненты. В процессе эксплуатации газопроводов загрязнения концентрируются в нижних участках трубопровода, это приводит к уменьшению его производительности и вызывает необходимость периодической очистки. С этой целью исполь­зуют различные поршни, скребки и т. д., для чего подача газа должна быть приостановлена. Проводятся исследовании, пре­дусматривающие применение пен для очистки магистральных трубопроводов [333, 334]. Отмечаются преимущества пенного способа очистки газопроводов по сравнению с существующи­ми— сохранение непрерывного режима подачи газа потребите­лям, отсутствие потерь газа, экономичность и др.

Для очистки в газопровод непрерывным потоком подают пе­ну кратностью от 100 до 1000 при скорости газа 2—4 м/с. Пена в виде сплошного потока определенной протяженности передви­гается по трубе со скоростью, обеспечивающей контакт с загряз­нениями и вынос их нз трубопровода в подготовленную ем­кость. В емкости пена подвергается разрушению, и из получен­ной жидкости можно отделить конденсат. Метод может быть реализован при очистке газопроводов диаметром 700—1400 мм и протяженностью до 25 км. Метод прошел стадию лаборат* р - ных исследований и внедряется па объектах транспорта газа [3351.