[发明专利]一种油基泡沫钻井液用含氟表面活性剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种具有式(I)结构的油基泡沫钻井液用含氟表面活性剂。具体制备方法为：胺基化合物、缚酸剂和含氟化合物混合，反应，得到式(I)结构的油基泡沫钻井液用含氟表面活性剂。本发明所得油基泡沫钻井液用表面活性剂可降低油相表面张力，具有较强的发泡能力和泡沫稳定性，可用于油基泡沫钻井液配制。

技术领域

本发明涉及钻井液技术领域，尤其是涉及一种油基泡沫钻井液用含氟表面活性剂及其制备方法。

背景技术

在低压易漏地层钻井过程中，使用常规钻井液体系极易造成钻井液漏失，影响井下施工安全。而泡沫钻井液是解决上述技术难题的有效手段。但对于强水敏地层(如页岩气层钻井等)，由于黏土极易水化分散，使用水基泡沫钻井液极易引发井壁失稳。因此，在低压强水敏地层钻进时，必须使用油基泡沫钻井液体系。

油基泡沫钻井液是在油基钻井液体系中加入具有发泡功能的表面活性剂，通过剧烈搅拌等方式将空气裹进油基钻井液中形成。由于表面活性剂的存在，显著降低了气-液之间的界面张力，最终形成了具有良好稳定性的油基泡沫。在ZL201210239981.6中公开了一种用于低压水敏地层的钻井液，其使用的表面活性剂是失水山梨胺脂肪酸酯；在ZL201110407297.X中公开了一种环保型抗高温合成基泡沫钻井液及其制备方法，其使用的表面活性剂是18～24个碳原子的烷基磺酸。这两种表面活性剂都是长烷基碳链结构的表面活性剂，由于自身表面张力较大，很难降低柴油的表面张力，在柴油中的发泡能力较差，难以形成稳定的油基泡沫。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种油基泡沫钻井液用含氟表面活性剂，本发明提供的油基泡沫钻井液用含氟表面活性剂具有较强的发泡性能和泡沫稳定性。

本发明提供了一种具有式(I)结构的油基泡沫钻井液用含氟表面活性剂，包括：

其中R₁＝C_mF_2m+1C_nH_2n或m为3～8的整数，n为0～1的整数，x为2～4的整数；R₂为C6～C20的烷基、C6～C20环烷基、C6～C20的芳基；优选的，R₂为C8～C20的含长链或芳环结构的烷基；R₃为H、C3～C12的烷基、C3～C12的环烷基、C6～C12的芳基；Z为

优选的，所述

R₁＝C_mF_2m+1C_nH_2n或m为6～8的整数，R₂为C12～C18的烷基、C12～C18环烷基、C12～C18的芳基。

本发明提供了一种上述技术方案所述的式(I)结构的油基泡沫钻井液用含氟表面活性剂的制备方法，包括：

胺基化合物、缚酸剂和含氟化合物混合，反应，得到式(I)结构的油基泡沫钻井液用含氟表面活性剂；

所述含氟化合物选自全氟丁酰氯、全氟己酰氯、全氟辛酰氯、全氟丁基磺酰氟、全氟己基磺酰氟、全氟辛基磺酰氟、全氟丁基乙酰氯、全氟己基乙酰氯、全氟辛基乙酰氯、六氟环氧丙烷二聚体、六氟环氧丙烷三聚体和六氟环氧丙烷四聚体中的一种或几种。

优选的，所述胺基化合物选自十二胺、十四胺、十六胺、油胺、十八胺、2-苯乙胺、二正十二胺和2-辛基-1-十二胺中的一种或几种。优选的，所述缚酸剂为吡啶或三乙胺中的一种。

优选的，所述胺基化合物、缚酸剂和含氟化合物的摩尔比为1：(1～2)：(0.5～2)。

优选的，所述反应的温度为0～100℃；所述反应的时间为1～3h。

优选的，所述反应后还包括在室温下用蒸馏水洗至中性。