天然气、二氧化碳、烟道气（工业废气）、氮气等在石油工程中的钻井、采油、作业以及提高采收率等方面得到了广泛的应用，如：负压钻井、气举采油、诱喷解堵、低密度压洗井、气液混相驱油等工艺应用的非常成熟，为油田稳产增产做出了突出贡献。但是，天然气本身就是一种能源，我国尚未发现充足的二氧化碳气藏，而工业废气的产量也是有限的，且受到地域的限制，在这一形式下，人们开始寻求新的气源。考虑到空气本身所含氧气的腐蚀性及不安全性，因此空气中含量达78%的氮气成为人们新气源的研究重点。随着膜制氮技术的发展，使得这种气源的置备变的经济有效，在油田开发中利用氮气作为气源成为可能。

氮气在石油工程中的应用

1、钻井
在一般的泥浆中充入氮气降低其密度，可以降低到接近地层压力（平衡压力钻井技术）或低于地层压力（负压钻井技术），防止钻井泥浆进入油层，降低油层污染，亦可防止洗井循环中天然气逸出与空气混合后的爆炸、燃烧等危险。

2、完井
完井中用氮气泡沫液体做射孔液，比普通的水基液体要方便调节射孔的负压值，有利于减少射孔时的液体对油层的污染。

3、采油
①气驱采油已经是公认的高效采油方式，且氮气在诱喷、解堵等工艺上应用也非常成熟。
②氮气蒸汽混合吞吐，稠油油藏在蒸汽吞吐周期数增加到一定程度后，加热半径和加热面积将不在扩大，且含水量逐渐增加，原油由于驱油动力的减小而难于向井筒渗流。向稠油油藏注入氮气和蒸汽的混合体将有效的改善蒸汽吞吐的效果：保护套管减少热损失；增加波及体积改善热采效果；助排提高回采率；降低油—水界面张力，改善驱油渗流条件。
4、压洗井作业
利用氮气与水混合并加一定量的发泡剂制成底密度压洗井液，在压洗井作业中，可提高清洗效果，降低液体漏失，减少地层污染。

5、增产措施
①压裂，在压裂中使用氮气泡沫液体，在低渗透油层中有好的流动效果，可以充分进入低渗层。泡沫流体中的气体在高压下积蓄能量，进入岩石缝隙后释放，有效提高压裂效果。
②酸化，在酸化中，酸液内混入氮气形成泡沫酸液，对低渗层的酸化效果有明显改善，可提高酸化波及面积，酸化后用氮气泡沫液排出残酸的效果比清水或空气排酸效果好。
③氮气泡沫驱油，注水开发是常规二次采油工艺，普遍使用的注水开采方法有优点但也有许多弊端。注水引起油井含水上升，油井出砂，油层水淹，层间压力和流体混乱等。为改善注水开发的不利因素，用水基液体中加入胶体物质、加入酸性和碱性物质，可以改善注入液的驱替效果，但是成本增加比较多，同时这种方法对油层的选择性大。用氮气泡沫液体注入，驱替效果比纯水或改性注入剂效果好。泡沫流体注入可以明显改善高渗层的水锥进，改善低渗层的驱替效果。泡沫液体的注入方法比较灵活，可以采用注水井注入的驱替工艺，在块状油藏比较适用，也可以采用泡沫液体的单井吞吐注入和开采，对油藏边缘的井应用方便。
6、吹扫管道