[发明专利]一种阴离子双子型泡沫钻井用强抑制性发泡剂

说明书

本发明公开了一种阴离子双子型泡沫钻井用强抑制性发泡剂，组成包括10%‑40%的阴离子双子发泡剂、5%‑20%的稳泡剂、1%‑8%的功能性助剂、32%‑84%的水。本发明发泡剂应用于泡沫钻井过程中，拥有较高的耐温性能和优异的泡沫性能的同时，还兼具了低的界面张力和强抑制性能。

技术领域

本发明涉及一种阴离子双子型泡沫钻井用强抑制性发泡剂，具体涉及低压易漏地层钻井过程中可循环使用的泡沫钻井用发泡剂，属于油田钻井液用处理剂领域。

背景技术

目前，国内油田在低压或欠平衡钻井过程中，往往采用泡沫钻井液来降低钻井液密度，保证钻井施工安全。泡沫流体较常规泥浆钻井液密度低，井底压持效应小，不仅能够有效控制钻井液循环漏失、提高机械钻速，而且能够减轻储层伤害，保护低压油气藏。尤其在开发低渗透、低压力储层，非常规油气资源和老油田改造方面发挥着重要作用。它已成为继水平井钻井技术之后最具发展前景的钻井技术之一。然而，泡沫钻井过程中泡沫流体所形成的液柱压力不能平衡地层的坍塌压力，而空气泡沫流体又不能在井壁形成泥饼，在遇水膨胀、遇水坍塌等水敏性泥页岩地层钻进时极易造成井壁失稳，引起卡钻等复杂事故，导致钻井工程的失败，因此，对泥页岩地层采用强抑制性的泡沫钻井液体系尤为关键。同时，泡沫钻井液的起泡性能及稳泡性能对钻井液的悬浮、携岩能力影响较大，泡沫稳定性越高，悬浮能力越强。随着泡沫钻井技术的不断推广，使用的地层条件越来越苛刻，对泡沫钻井液的要求也越来越高，其中最主要的就是泡沫钻井液的耐高温性能。

中国发明专利CN104109520说明书公开了一种适用于高温(95℃)高盐(100000～

150000mg/L)油藏的起泡剂及制备方法，起泡剂由50～70wt％烷基磺酸盐、10～15wt％烷基氧化胺及蒸馏水组成，具有较好高温起泡性(95℃、最大起泡体积960mL)，但泡沫稳定性差(半衰期≤10min)，且未考虑低界面张力性能。

中国发明专利CN104312563B说明书公开了一种阳离子型微泡钻井液用表面活性剂及其制备方法，起泡体积为270-360mL，半衰期为10.7-14.3min，起泡性能及稳泡性能较差。

综上所述，现有泡沫钻井用起泡剂均不能同时具备耐高温(180℃)、高起泡性能(＞600mL)、高稳泡性能(泡沫半衰期＞180min)、低界面张力(10^-2mN/m数量级)、强抑制性能(岩心滚动回收率＞98%)。

发明内容

本发明目的之一是提供一种新型的阴离子双子型泡沫钻井用强抑制性发泡剂。

本发明目的之二是为克服目前技术存在的不足，提供兼具耐180℃高温，起泡体积大于600mL，泡沫半衰期大于180min，界面张力达到10^-2mN/m数量级，同时，还具有强抑制性能(岩心滚动回收率达到98%以上)的发泡剂。

本发明的主要技术方案：阴离子双子型泡沫钻井用强抑制性发泡剂，其特征在于该发泡剂包含阴离子双子发泡剂。

所述阴离子双子发泡剂分子结构通式为：

其中：n = 8～20，x = 2～14，y = 2～11，x、y为整数。

所述发泡剂包括阴离子双子发泡剂、稳泡剂、功能性助剂以及水，各组分质量百分比如下：阴离子双子发泡剂10%-40%、稳泡剂5%-20%、功能性助剂1%-8%、水32%-84%。

所述稳泡剂为N-烷基亚氨二乙酸钠盐、N-月桂酰基乙二胺三乙酸盐、乙二胺三乙酸钠盐、乙二胺四乙酸钠盐、月桂酰两性基二乙酸二钠、月桂基酰基丙基羟磺酸甜菜碱中的一种或其组合物。

所述功能性助剂为二甲基己二烯氯化铵、三乙醇胺甲基氯化铵、氯化胆碱、聚二烯丙基二甲基氯化铵中的一种或其组合物。

本发明优选各组分分子式及质量比为：