[發明專利]一種鉆井液用微泡沫發泡體系

有效

• 申請號: 202110636091.8
• 申請日: 2021-06-08
• 公開（公告）號: CN113403044B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 曾志強;王康;楊陽
• 申請（專利權）人: 中石化南京化工研究院有限公司;中國石油化工股份有限公司;中國石化集團南京化學工業有限公司
• 主分類號: C09K8/38
• 分類號: C09K8/38
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

本發明公開了一種微泡沫鉆井液用發泡劑體系，解決目前微泡沫鉆井液體系中攜巖能力及抗溫抗鹽能力不足等問題，該發泡劑組成包括10%?34%發泡劑主劑、5%?20%發泡劑輔劑、余量的水，所述主發泡劑是一種含有剛性苯環結構的一種陰非離子型高分子表面活性劑；所述輔發泡劑含有磺酸基團或硫酸酯基團的氨基酸類兩性離子表面活性劑中的任意一種，本發明所制得的微泡發泡體系兼具低密度（0.71?0.84g/cm³）、抗鹽50000ppm、抗鈣2000ppm，發泡效果良好，同時還具有較好的鉆井液性能，在復雜井底條件下仍能保持較好的泡沫穩定性。

技術領域

本發明涉及一種鉆井液用微泡沫發泡體系，具體涉及大尺寸超長裸眼井、水平井的鉆井、完井、修井和油氣井增產措施中，屬于油田鉆井液用處理劑領域。

背景技術

目前低成本開發的大趨勢推動鉆井井身結構不斷優化（簡化），大尺寸超長裸眼井段鉆進施工成了普遍，而大尺寸超長裸眼段存在多套壓力體系和復雜地層巖性并存，帶來井筒穩定風險加大，安全施工窗口變窄，對鉆井液功能提出更高要求，隨鉆井筒強化（防漏、防塌）任務重大。并且水平井隨著段長不斷延伸，巖屑床問題突顯，安全鉆井受到極大挑戰，對鉆井液的攜巖能力提出了更高的要求。

微泡以均勻、非聚集、非連續態存在的，其尺寸介于0-100μm之間，氣體含量小于普通泡沫，氣泡由多層液膜包裹，可以有效阻止相鄰氣泡合并，使得泡沫的穩定性提高，微泡沫氣泡尺寸小、強度高、穩定性好的特點使其具有一定的防漏堵漏作用。

在ZL200910157353.1中公開了一種微泡鉆井液，其表面活性劑為十二烷基硫酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉的混合物。

在ZL200710113558.0中公開了一種循環微泡沫鉆井液或完井液，其表面活性劑采用脂肪醇甘油基醚磺酸鹽、聚合醇、椰子油酰胺磺基琥珀酸單酯鈉鹽。

但是，上述微泡沫鉆井液所用的表面活性劑均為線性表面活性劑，結構單一，攜巖能力差，同時由于陰離子表面活性劑抗鹽、抗鈣能力差，難以滿足復雜地層鉆井施工要求。

發明內容

本發明目的之一是提供一種鉆井液用微泡沫發泡體系。該發泡劑制得的微泡沫具有較低密度，較強的攜巖和懸浮鉆屑的能力，較強的抗鹽、抗鈣能力，能夠很好的滿足復雜地層鉆井施工要求。

本發明的主要技術方案：一種鉆井液用微泡沫發泡體系，其特征在于其該發泡體系包括高分子主發泡劑、輔發泡劑以及水，按以下比例配制而成：主發泡劑10-34%、輔發泡劑5-20%、水余量。

所述的高分子主發泡劑是以含有剛性苯環結構的一種陰非離子型高分子表面活性劑。

所述的副發泡劑選自含有磺酸基團或硫酸酯基團的氨基酸類兩性離子表面活性劑。

所述的微泡沫平均尺寸大小為50-84μm ，優選61-84μm。

所述的主發泡劑分子結構式為：

其中x：y=2:（1～8）、R=CH₃(CH₂)_n，n=7、8、11、13或15。

所述的主發泡劑分子結構中x：y最適宜比例為2：（2～4）。

所述的主發泡劑分子結構中n最適宜為11。

所述的主發泡劑的制備方法為以含有剛性苯環結構的烷基酚與甲醛縮合后再與環氧乙烷和環氧丙烷反應得到一種非離子型高分子表面活性劑，將此表面活性劑再經硫酸化制得高分子主發泡劑。