[发明专利]一种新型泡沫钻井液体系及其制备方法

说明书

本发明涉及一种新型泡沫钻井液体系及其制备方法。该新型泡沫钻井液体系是在研制的新型起泡稳泡剂的基础上研制的。该新型起泡稳泡剂具有结构新颖、性能优良的优点，少量起泡稳泡剂即可产生大量泡沫，且泡沫半衰期可达常规起泡剂3倍以上。单一起泡稳泡剂就能达到现有多种起泡剂复配的效果，且加量更少。基于所述新型起泡稳泡剂研制的新型泡沫钻井液体系，在起泡稳泡剂加量很少时，半衰期可长达7.1 d，明显优于常规起泡剂所配制的泡沫钻井液的半衰期。新型泡沫钻井液体系具有良好的性能，可抗温120℃，抗盐10%，抗岩屑污染12%，泥页岩回收率90%以上，线膨胀量降低率80%以上，在80/120目砂石中无漏失，在40/80目砂石中漏失量1.2 ml以下，能有效满足现场施工要求。

技术领域

本发明属于石油与天然气钻井技术领域，涉及一种新型泡沫钻井液体系及其制备方法。

背景技术

泡沫钻井液与常规钻井液相比，钻井液密度低，能提高钻井机械钻速，可解决地层漏失等问题，并且滤失量低，储层伤害低，现场应用前景十分广泛。泡沫钻井液一般由起泡剂、稳泡剂、增粘剂、降滤失剂、增重剂等处理剂制备而成，其中起泡剂是核心处理剂之一，它是使泡沫易于产生并在产生后有一定稳定性的处理剂。起泡剂主要类型包括阴离子型、阳离子型、两性型、非离子型，其中阴离子型起泡剂起泡性能高，应用广，使用效果好，价格适中且来源广。目前常用泡沫钻井液是对现有起泡剂进行优选，并与其它处理剂复配而研制的，处理剂加量多，泡沫稳定性差，成本高，半衰期短。目前起泡剂的研究主要集中在利用现有的表面活性剂，进行优选与复配，而在起泡剂分子结构设计方面的研究比较少，且很多是针对起泡剂的耐油性、抗温性等方面进行设计合成的，未从提高起泡质量比如增加起泡量、延长半衰期的角度进行设计，且加量较高，不利于降低成本。

专利CN 201610821642.7公开了一种泡沫钻井液，包括第一发泡剂、第二发泡剂、无机纤维和水，第一发泡剂的质量百分比为2％～4％，第二发泡剂的质量百分比为1％～2％，且第一发泡剂用量为第二发泡剂用量两倍，无机纤维的质量百分比为1％～3％，余量为水。常温常压条件下，将无机纤维分散于去离子水中进行预水化处理8h～12h，然后再加入第一发泡剂和第二发泡剂，60℃～80℃搅拌均匀，以5000r/min～8000r/min的转速起泡3min～5min，即得泡沫钻井液。该泡沫钻井液半衰期最高达80min，非常低，且其发泡剂用量较高，成本高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，在研制的新型起泡稳泡剂的基础上，本发明提供一种新型泡沫钻井液体系及其制备方法，该新型泡沫钻井液体系在起泡稳泡剂加量很少时，半衰期可长达7.1d，明显优于常规起泡剂所配制的泡沫钻井液的半衰期。新型泡沫钻井液体系具有良好的性能，可抗温120℃，抗盐10％，抗岩屑污染12％，泥页岩回收率90％以上，线膨胀量降低率80％以上，在80/120目砂石中无漏失，在40/80目砂石中漏失量1.2ml以下，能有效满足现场施工要求。

本发明提供了如下的技术方案：

一种新型泡沫钻井液体系，包括如下组分：

0.2wt％起泡稳泡剂；

0.2wt％稳泡剂；

0.8wt％增粘剂；

0.2wt％降滤失剂；

0.1wt％～1wt％增重剂；

余量为水；其中各组分的质量百分比的基准为水。

在上述方案中优选的是，所述起泡稳泡剂的分子式如式(Ⅰ)所示：

在上述任一方案中优选的是，所述稳泡剂是羧甲基纤维素(CMC)，外观：白色，无臭、无味，具吸湿性颗粒；水分≤7％；pH＝7.0～8.0；细度(筛孔0.9mm筛余)≤8％。