[发明专利]一种高温环境下钻井用发泡剂

说明书

技术领域

本发明涉及到油气田开发领域，特别涉及钻井技术领域，是一种适合高温（350℃）环境下提高钻井速度泡沫钻井使用的发泡剂。

背景技术

泡沫钻井是气体钻井的重要组成部分，是有效提高坚硬地层机械钻速的重要方式之一，特别是随着经济的发展，深井的开发和寻找替代能源越来越迫切。泡沫钻井作为提高机械钻速最有效的手段，抗高温发泡剂是形成高温泡沫流体的核心技术。例如高温地热钻井，由于高温地热一般蕴藏于火山岩地层，裂缝发育，且井温高，通常地温梯度为7℃以上，

有的井2000多米，井底温度可达350℃左右。这要求形成的泡沫流体具有在高温环境下具有良好的泡沫性能和封堵性。

发明内容

本发明的目的是提供一种高温（350℃）环境下钻井用发泡剂，应用于提高高温环境下的深井或地热钻井的钻井速度和保持井眼清洁作用。对于油规油气深井、超深井，泡沫钻井具有保护储层，降低压差卡钻的作用；对于地热钻井，泡沫钻井具有防漏堵漏作用。

本发明所述的一种高温环境下钻井用发泡剂按重量份由高级脂肪醇、氨基苯磺酸、硬脂酸、N，N-二甲基十二烷胺、乙二胺四乙酸和水组成。

其中：高级脂肪醇是月桂醇、棕榈醇或C12～C18的脂肪醇。

氨基苯磺酸是邻氨基苯磺酸、间氨基苯磺酸或对氨基苯磺酸。

高级脂肪醇30～90份；

氨基苯磺酸15～60份；

硬脂酸10～45份；

N，N-二甲基十二烷胺10～70份；

乙二胺四乙酸3～20份；

水200～500份。

各组分都属于工业产品，市场有销售。

在高温环境下泡沫性能比较好的钻井用发泡剂，各组分的重量份为：

高级脂肪醇35～70份；

氨基苯磺酸20～50份；

硬脂酸13～38份；

N，N-二甲基十二烷胺12～60份；

乙二胺四乙酸5～18份；

水250～450份。

本发明所述的一种高温环境下钻井用发泡剂的制备：

主要设备：

具有搅拌、加热、冷却系统的高温高压下不锈钢反应釜。

一种高温环境下钻井用发泡剂的制备方法：

将35～70份高级脂肪醇，20～50份氨基苯磺酸和250～450份水置于带有搅拌装置的高温高压不锈钢反应釜中，盖上盖子，在不断搅拌下加热至110～150℃，保持1～2h后停止加热，缓慢滴加13～38份加硬脂酸，温度低于90℃时，加入12～60份N，N-二甲基十二烷胺在65～90℃条件下反应2.5～4h，停止加热，冷却到室温，再用5～18份乙二胺四乙酸边搅拌边调整至pH值在5～7之间。得到淡黄色至黄色高温环境下钻井用发泡剂。

本发明所述的一种高温环境下钻井用发泡剂的使用：

将0.5％发泡剂加入到淡水或海水中，将未经过和经过300℃热滚16h的含发泡剂溶液，通过11000rpm的高速搅拌器搅拌1min测试泡沫性能（发泡体积和半衰期）的结果在误差范围内。

本发泡剂用淡水、海水均具有良好泡沫性能，与淡水或海水在300℃的滚子加热炉里滚动16h后，热滚前后泡沫性能基本一致，与淡水或海水在压缩空气或氮气按1：1或1：2的气液比条件下，通过多孔介质形成的泡沫流体具有与常规发泡剂相比较高的压差，即封堵能力。

本发明所述的一种高温环境下钻井用发泡剂是一种能在高温环境仍具有与良好的泡沫性能，能保持在深井或高温地热井中仍能保持良好的泡沫性能，具有良好的提高钻井速度，携带钻屑，防漏堵漏作用。

具体实施方式

实施例1、

将35份月桂醇，50份邻氨基苯磺酸和450份水置于带有搅拌装置的高温高压不锈钢反应釜中，盖上盖子，在不断搅拌下加热至150℃，保持2h后停止加热，缓慢滴加38份加硬脂酸，温度低于90℃时，加入60份N，N-二甲基十二烷胺在90℃条件下反应4h，停止加热，冷却到室温，再用18份乙二胺四乙酸边搅拌边调整至pH值在7之间。得到淡黄色至黄色高温环境下钻井用发泡剂。

实施例2

将35份棕榈醇，20份间氨基苯磺酸和250份水置于带有搅拌装置的高温高压不锈钢反应釜中，盖上盖子，在不断搅拌下加热至110℃，保持1后停止加热，缓慢滴加13份加硬脂酸，温度低于90℃时，加入12份N，N-二甲基十二烷胺在65℃条件下反应2.5，停止加热，冷却到室温，再用5份乙二胺四乙酸边搅拌边调整至pH值在5之间。得到淡黄色至黄色高温环境下钻井用发泡剂。

实施例3

将50份C12～C18的脂肪醇，40份对氨基苯磺酸和300份水置于带有搅拌装置的高温高压不锈钢反应釜中，盖上盖子，在不断搅拌下加热至140℃，保持1.5h后停止加热，缓慢滴加25份加硬脂酸，温度低于90℃时，加入30份N，N-二甲基十二烷胺在70℃条件下反应3h，停止加热，冷却到室温，再用10份乙二胺四乙酸边搅拌边调整至pH值在6之间。得到淡黄色至黄色高温环境下钻井用发泡剂。