CN107841299B - 一种防塌泡沫液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种防塌泡沫液，所述防塌泡沫液的成分为：0.2～0.4wt%的发泡剂；0.3～0.7wt%的井壁稳定剂；所述井壁稳定剂由丙烯酸、有机酰胺类单体和第三单体共聚得到，所述第三单体为二甲基二烯丙基氯化铵或烯丙基三甲基氯化铵；0.03～0.07wt%的包被絮凝剂；所述包被絮凝剂由丙烯酸、有机酰胺类单体和第四单体共聚得到，所述第四单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酸二甲胺基乙酯或甲基丙烯酸二甲胺基乙酯；余量为水。本发明在上述防塌泡沫液所有成分的共同作用下，使防塌泡沫液具有强抑制、强吸附、强包被成膜性能。

Description

一种防塌泡沫液及其制备方法
技术领域
本发明属于石油钻井技术领域，尤其涉及一种防塌泡沫液及其制备方法。
背景技术
泡沫钻井技术是一种新的以均匀稳定的泡沫流体作为钻井循环的介质，解决气体钻井钻遇大量地层水及大尺寸井眼携岩携水问题的主要技术手段，适用于低压油气藏、弱胶结和易漏失地层。
泡沫钻井过程中，因泡沫流体中的水和地层出水渗入地层，会导致泥页岩水化膨胀，地层胶结强度降低，井壁稳定时间短等难题。泡沫钻井属欠平衡钻井，力学防塌技术措施受到限制，需从化学的角度提高泡沫钻井流体的抑制防塌能力，抑制泥页岩的水化膨胀。目前现场使用的泡沫防塌剂种类单一，一般是选用水基钻井液所用的防塌剂，包括KCl、大分子包被剂、含阳离子单体的聚合物防塌剂等。
专利CN102796498A公开了一种泡沫钻井液，泥页岩抑制剂为氯化胆碱、聚氧乙烯二胺、六亚甲基二胺、环己二胺、聚醚胺、4,4-二氨基二环己基甲烷；泥页岩稳定剂为甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵/醋酸乙烯酯共聚物或甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵/二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺与聚乙烯醇的接枝共聚物。这种泡沫钻井液一次回收率达95％、二次回收率达90％以上，回收率较高，但是其流体抑制性不足、井壁稳定时间短。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种防塌泡沫液及其制备方法，在保证泡沫流体稳定的前提下，具有较好的流体抑制性、井壁稳定时间长。
本发明提供了一种防塌泡沫液，所述防塌泡沫液的成分为：
0.2～0.4wt％的发泡剂；
0.3～0.7wt％的井壁稳定剂；所述井壁稳定剂由丙烯酸、有机酰胺类单体和第三单体共聚得到，所述第三单体为二甲基二烯丙基氯化铵或烯丙基三甲基氯化铵；
0.03～0.07wt％的包被絮凝剂；所述包被絮凝剂由丙烯酸、有机酰胺类单体和第四单体共聚得到，所述第四单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酸二甲胺基乙酯或甲基丙烯酸二甲胺基乙酯；
余量为水。
优选的，所述防塌泡沫液的pH值为7.5～9。
优选的，所述发泡剂为阴离子表面活性剂和/或非离子表面活性剂中的一种或几种。
优选的，所述发泡剂为烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种。
优选的，所述井壁稳定剂的相对分子量为200～300万。
优选的，所述包被絮凝剂的相对分子质量大于1000万。
优选的，所述共聚在pH值调节剂和引发剂的作用下进行。
优选的，所述pH值调节剂为碱金属氢氧化物；
所述引发剂为氧化-还原引发剂。
本发明提供了一种上述技术方案所述的防塌泡沫液的制备方法，包括：
将包被絮凝剂、井壁稳定剂、水和发泡剂混合，得到防塌泡沫液。
优选的，所述防塌泡沫液的制备方法为：
将包被絮凝剂、井壁稳定剂溶于水中搅拌后静置，得到混合液；
将得到的混合液和发泡剂混合，得到防塌泡沫液。
本发明在包被絮凝剂、井壁稳定剂和发泡剂的共同作用下，使防塌泡沫液具有强抑制、强吸附、强包被成膜性能。实验结果表明，本发明提供的防塌泡沫液线性膨胀降低率达74.6％，48h防塌泡沫液二次页岩回收率达95％，泡沫液被清水稀释8倍后，泡沫高度达450mL、半衰期达9.31min、48h二次页岩回收率达93.1％，较高的相对回收率说明，泡沫基液中的防塌剂在井壁上的吸附能力强，在地层出水量大、环空气/液流体中防塌剂含量大幅度降低的情况下仍能保持井壁稳定。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种防塌泡沫液，所述防塌泡沫液的成分为：
0.2～0.4wt％的发泡剂；
0.3～0.7wt％的井壁稳定剂；所述井壁稳定剂由丙烯酸、有机酰胺类单体和第三单体共聚得到，所述第三单体为二甲基二烯丙基氯化铵或烯丙基三甲基氯化铵；
0.03～0.07wt％的包被絮凝剂；所述包被絮凝剂由丙烯酸、有机酰胺类单体和第四单体共聚得到，所述第四单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酸二甲胺基乙酯或甲基丙烯酸二甲胺基乙酯；
余量为水。
本发明提供的防塌泡沫液含有0.2～0.4wt％的发泡剂。在本发明中，所述发泡剂优选为阴离子表面活性剂和/或非离子表面活性剂中的一种或几种，更优选为烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种，最优选为烷基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠。在本发明中，所述烷基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠质量比优选为1：(0.5～1.5)，更优选为1：(0.8～1.2)，最优选为1：1。本发明对所述发泡剂的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述种类的发泡剂即可，可由市场购买获得，如可采用AS或OP-10发泡剂。
在本发明中，所述发泡剂的含量为0.2～0.4wt％，当发泡剂含量小于0.2wt％时，发泡能力变差，不能满足泡沫钻井需求；当发泡剂含量大于0.4wt％时，泡沫性能与发泡剂用量在0.2～0.4wt％时性能相当，发泡体积基本保持不变，但增加了发泡剂用量，增加了成本。在本发明中，所述发泡剂的含量优选为0.25～0.35wt％，更优选为0.3wt％。
本发明提供的防塌泡沫液含有0.3～0.7wt％的井壁稳定剂。在本发明中，所述井壁稳定剂能够抑制防塌，强化泡沫钻井流体的抑制、吸附能力，延长泡沫钻井安全作业时间，提高泡沫钻井在高出水地层的应用。
在本发明中，所述井壁稳定剂由丙烯酸、有机酰胺类单体和第三单体共聚得到，所述第三单体为二甲基二烯丙基氯化铵或烯丙基三甲基氯化铵。在本发明中，所述共聚优选在引发剂和pH值调节剂的作用下进行。在本发明中，所述pH值调节剂优选为碱金属氢氧化物，更优选为氢氧化钠或氢氧化钾。在本发明中，所述引发剂优选为氧化-还原引发剂。在本发明中，所述氧化-还原引发剂中氧化剂优选为过硫酸钾或过硫酸铵。在本发明中，所述氧化-还原引发剂中还原剂优选为亚硫酸氢钠。在本发明中，所述氧化剂和还原剂的质量比优选为(0.5～1.5)：1，更优选为(0.8～1.2)：1，最优选为1：1。在本发明中，所述共聚的温度优选为20～30℃。在本发明中，所述有机酰胺类单体优选为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N,N-二甲基丙烯酰胺中的一种或两种。在本发明中，所述丙烯酸、有机酰胺类单体和第三单体的摩尔比优选为(0.01～0.03)：(0.77～0.89)：(0.1～0.2)，更优选为0.02:0.8:0.15。在本发明中，所述引发剂的用量优选为井壁稳定剂质量的0.1％～0.3％，更优选为0.2％。在本发明中，所述井壁稳定剂的相对分子量优选为200～300万，更优选为220～280万，最优选为240～260万，此种井壁稳定剂制备得到的防塌泡沫液能被吸附于黏土表面阻止水分子进入并水化黏土。
在本发明中，所述井壁稳定剂的含量为0.3～0.7wt％，优选为0.4～0.6wt％，更优选为0.5wt％。随着井壁稳定剂含量的增加，防塌泡沫液抑制防塌能力提高，钻遇砂泥岩互层或出水量大的地层本领域技术人员可相对提高井壁稳定剂的加量。
本发明提供的防塌泡沫液含有0.03～0.07wt％的包被絮凝剂。在本发明中，所述包被絮凝剂能够协同防塌、起到较好的稳泡作用。
在本发明中，所述包被絮凝剂由丙烯酸、有机酰胺类单体和第四单体共聚得到，所述第四单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酸二甲胺基乙酯或甲基丙烯酸二甲胺基乙酯。在本发明中，所述共聚优选在引发剂和pH值调节剂的作用下进行。在本发明中，所述pH值调节剂优选为碱金属氢氧化物，更优选为氢氧化钠或氢氧化钾。在本发明中，所述引发剂优选为氧化-还原引发剂。在本发明中，所述氧化-还原引发剂中氧化剂优选为过硫酸钾或过硫酸铵。在本发明中，所述氧化-还原引发剂中还原剂优选为亚硫酸氢钠。在本发明中，所述氧化剂和还原剂的质量比优选为(0.5～1.5)：1，更优选为(0.8～1.2)：1，最优选为1:1。在本发明中，所述共聚的温度优选为20～25℃。在本发明中，所述共聚的时间优选为10～16小时。
在本发明中，所述有机酰胺类单体优选为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N,N-二甲基丙烯酰胺中的一种或两种。在本发明中，所述丙烯酸、有机酰胺类单体和第四单体的摩尔比优选为(0.01～0.03)：(0.77～0.89)：(0.1～0.2)，更优选为0.02:0.8:0.15。在本发明中，所述引发剂的用量优选为包被絮凝剂质量的0.02～0.05％，更优选为0.03％。在本发明中，所述包被絮凝剂的相对分子质量优选大于等于1000万，更优选为1000万～1180万。
在本发明中，所述包被絮凝剂的含量为0.03～0.07wt％，优选为0.04～0.06wt％，更优选为0.05wt％，当其含量大于0.07wt％时，泡沫基液粘度大，发泡能力降低、半衰期延长，不利于泡沫钻井，且增加了钻井成本。
本发明中，发泡剂、井壁稳定剂、包被絮凝剂和水的质量含量共为100％，水的含量为防塌泡沫液中除发泡剂、井壁稳定剂、包被絮凝剂后的余量。
在本发明中，所述防塌泡沫液的pH值优选为7.5～9，更优选为8～8.5。
本发明提供了一种上述技术方案所述的防塌泡沫液的制备方法，包括：
将包被絮凝剂、井壁稳定剂、水和发泡剂混合，得到防塌泡沫液。
在本发明中，所述混合的温度优选为20～30℃。在本发明中，所述混合优选在常压下进行。在本发明中，所述防塌泡沫液的制备方法优选为：
将包被絮凝剂、井壁稳定剂溶于水中搅拌后静置，得到混合液；
将得到的混合液和发泡剂混合，得到防塌泡沫液。
在本发明中，所述搅拌的速度优选为4000～6000r/min，更优选为4500～5500r/min，最优选为4800～5200r/min。在本发明中，所述静置的温度优选为20～30℃。在本发明中，所述静置的时间优选为16～24小时。
在本发明中，所述包被絮凝剂、井壁稳定剂和发泡剂的种类、来源和质量含量与上述技术方案所述包被絮凝剂、井壁稳定剂和发泡剂的种类、来源和质量含量一致，在此不再赘述。
本发明提供的防塌泡沫液具有强抑制、强吸附、强包被成膜性能，能有效抑制泥页岩的水化膨胀，延长泡沫钻井安全的作业时间，提高泡沫钻井适应地层的出水量，有利于发挥气体钻井的技术优势。
测试本发明提供的防塌泡沫液的发泡能力，具体方法为：
常温条件下，在搅拌杯中加入100mL防塌泡沫液，高速(10000r/min以上)搅拌60s后，立即倒入量筒中读取泡沫体积，表示起泡能力，记录泡沫中析出50mL液体所需时间，即泡沫的半衰期。
测试本发明提供的防塌泡沫液的页岩回收率，具体方法为：
取2.0～3.8mm页岩于(105±3)℃下烘至恒重，降至室温。称取50g页岩(G0)放入防塌泡沫液中于90℃下滚动16h，降温后取出，用孔径0.42mm筛回收岩芯，于(105±3)℃下烘至恒重，降至室温称回收岩芯质量(G1)；将回收所得岩芯置于清水中，在90℃下滚动48h，降温取出，用0.42mm筛回收岩芯，于(105±3)℃下烘至恒重，并降至室温称二次回收岩心质量(G2)，计算回收率:一次回收率(R1)＝G1/G0×100％，二次回收率(R2)＝G2/G0×100％，相对回收率(R′)＝R2/R1×100％。
钻遇地层水后，受水侵的影响泡沫质量可能发生变化，严重时影响泡沫钻井正常钻进。测试本发明提供的防塌泡沫液水浸后的泡沫质量，具体方法为：
向防塌泡沫液中加入不同量的清水稀释不同的倍数，按照上述技术方案的方法考察泡沫质量。
泡沫钻井属欠平衡钻井，雾化/泡沫基液中抑制防塌处理剂的含量因地层水的稀释而降低，加之其稳定井壁的技术途径少，井壁失稳的程度增加。测试本发明提供的防塌泡沫液水侵后的抑制性能，具体方法为：
在本发明提供的防塌泡沫液中加入不同量的清水稀释不同的倍数，按照上述技术方案所述的方法，用天然泥岩岩心进行页岩滚动回收(R1：一次页岩回收率为16h，R2：二次页岩回收率为2h)，记录天然泥岩页岩滚动回收率。
测试本发明提供的防塌泡沫液的线性膨胀降低率，地层膨胀是地层中所含的粘土矿物水化的结果。通常采用测定岩样线性膨胀百分数(称为膨胀率)或岩样吸水量来表示地层的膨胀性能。实验方法为：将NP-02型页岩膨胀测试仪的密封橡胶圈放入测筒螺纹一端环槽内，把剪好的圆形滤纸(直径约30mm)装入过滤体，最后旋紧底座；将称好的岩芯粉装入测筒，把塞杆插入筒体，对塞杆进行加压稳定至4MPa，保持5min；卸去压力，轻轻旋出塞杆，放入测试盖板连接测杆；将测筒安装到主机上，调0点，设置好程序，倒入备好的处理剂溶液，定时记录岩心膨胀高度。
实施例1
防塌泡沫液，所述防塌泡沫液的质量百分组成如下：发泡剂0.2％、井壁稳定剂0.5％、包被絮凝剂0.05％，余量为水；所述防塌泡沫液的pH值为8。所述发泡剂为质量比为1:1的十二烷基硫酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚。
所述井壁稳定剂为丙烯酸、N,N-二甲基丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵在氢氧化钠pH调节剂和过硫酸钾和亚硫酸氢钠组成的引发剂作用下，20℃0.1小时的共聚产物；所述丙烯酸、N,N-二甲基丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵的摩尔比为0.01:0.89:0.1，所述pH调节剂的用量使反应过程中的pH值为8.5，所述引发剂的用量为井壁稳定剂质量的0.1％。
所述包被絮凝剂为丙烯酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵在氢氧化钾pH调节剂和过硫酸铵和亚硫酸氢钠组成的引发剂作用下，25℃12小时的共聚产物；所述丙烯酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的摩尔比为0.01:0.89:0.1，所述pH调节剂的用量使反应过程中的pH值为8.5，所述引发剂的用量为包被絮凝剂质量的0.03％。
所述防塌泡沫液的制备方法为：
在常温常压下，先将包被絮凝剂、井壁稳定剂溶于500mL水中，于4000r/min条件下搅拌20min，室温静置16h，使其充分溶解后加入发泡剂，混合搅拌均匀，得到防塌泡沫液。
实施例2
防塌泡沫液，所述防塌泡沫液的质量百分组成如下：发泡剂0.4％、井壁稳定剂0.5％、包被絮凝剂0.05％，余量为水；所述防塌泡沫液的pH值为8。所述发泡剂为质量比为1:1的十二烷基硫酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚。
所述井壁稳定剂为丙烯酸、N,N-二甲基丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵在氢氧化钠pH调节剂和过硫酸钾和亚硫酸氢钠组成的引发剂作用下，30℃0.2小时的共聚产物；所述丙烯酸、N,N-二甲基丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵的摩尔比为0.01:0.79:0.2，所述pH调节剂的用量使反应过程中的pH值为9.0，所述引发剂的用量为井壁稳定剂质量的0.2％。
所述包被絮凝剂为丙烯酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵在氢氧化钠pH调节剂和过硫酸钾和亚硫酸氢钠组成的引发剂作用下，25℃16小时的共聚产物；所述丙烯酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的摩尔比为0.01:0.79:0.2，所述pH调节剂的用量是反应过程中的pH值为9.0，所述引发剂的用量为包被絮凝剂质量的0.05％。
所述防塌泡沫液的制备方法为：
在常温常压下，先将包被絮凝剂、井壁稳定剂溶于500mL水中，于4000r/min条件下搅拌20min，室温静置16h，使其充分溶解后加入发泡剂，混合搅拌均匀，得到防塌泡沫液。
实施例3
防塌泡沫液，所述防塌泡沫液的质量百分组成如下：发泡剂0.3％、井壁稳定剂0.7％、包被絮凝剂0.05％，余量为水；所述防塌泡沫液的pH值为8。所述发泡剂为质量比为1:1的十二烷基硫酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚。
所述井壁稳定剂为丙烯酸、N,N-二甲基丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵在氢氧化钾pH调节剂和过硫酸铵和亚硫酸氢钠组成的引发剂作用下，30℃0.2小时的共聚产物；所述丙烯酸、N,N-二甲基丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵的摩尔比为0.03:0.82:0.15，所述pH调节剂的用量使反应过程中的pH值为8.5，所述引发剂的用量为井壁稳定剂质量的0.1％。
所述包被絮凝剂为丙烯酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵在氢氧化钾pH调节剂和过硫酸铵和亚硫酸氢钠组成的引发剂作用下，25℃15小时的共聚产物；所述丙烯酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的摩尔比为0.03:0.82:0.15，所述pH调节剂的用量使反应过程中的pH值为9.5，所述引发剂的用量为包被絮凝剂质量的0.03％。
所述防塌泡沫液的制备方法为：
在常温常压下，先将包被絮凝剂、井壁稳定剂溶于500mL水中，于4000r/min条件下搅拌20min，室温静置16h，使其充分溶解后加入发泡剂，混合搅拌均匀，得到防塌泡沫液。
实施例4
防塌泡沫液，所述防塌泡沫液的质量百分组成如下：发泡剂0.3％、井壁稳定剂0.7％、包被絮凝剂0.07％，余量为水；所述防塌泡沫液的pH值为8。所述发泡剂为质量比为1:1的十二烷基硫酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚。
所述井壁稳定剂为丙烯酸、N,N-二甲基丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵在氢氧化钠pH调节剂和过硫酸钾和亚硫酸氢钠组成的引发剂作用下，20℃0.2小时的共聚产物；所述丙烯酸、N,N-二甲基丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵的摩尔比为0.03:0.77:0.2，所述pH调节剂的用量使反应过程中的pH值为9.0，所述引发剂的用量为井壁稳定剂质量的0.3％。
所述包被絮凝剂为丙烯酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵在氢氧化钠pH调节剂和过硫酸铵和亚硫酸氢钠组成的引发剂作用下，20℃12小时的共聚产物；所述丙烯酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的摩尔比为0.03:0.77:0.2，所述pH调节剂的用量使反应过程中的pH值为9.0，所述引发剂的用量为包被絮凝剂质量的0.02％。
所述防塌泡沫液的制备方法为：
在常温常压下，先将包被絮凝剂、井壁稳定剂溶于500mL水中，于4000r/min条件下搅拌20min，室温静置16h，使其充分溶解后加入发泡剂，混合搅拌均匀，得到防塌泡沫液。
比较例1
防塌泡沫液，所述防塌泡沫液的质量百分组成如下：发泡剂0.5％、小阳离子泥页岩抑制剂0.5％、包被絮凝剂0.03％，余量为水；所述防塌泡沫液的pH值为8。所述发泡剂为质量比为1:1的烷基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠。所述小阳离子泥页岩抑制剂为小阳离子化合物。所述包被絮凝剂为阴离子聚丙烯酰胺。
按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例和比较例制备得到的防塌泡沫液的发泡能力，测试结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例制备得到的防塌泡沫液的发泡性能测试结果。
表1本发明实施例和比较例制备的防塌泡沫液的发泡性能测试结果
性能 泡沫体积/mL 半衰期/S
实施例1 570 22.23
实施例2 590 23.22
实施例3 580 22.0
实施例4 560 23.0
比较例1 580 20.90
由表1可知，本发明提供的防塌泡沫液的泡沫体积为560～590mL，半衰期为22.0min～23.22min，具有较好的发泡能力。
按照上述技术方案所述的方法测试本发明实施例和比较例制备得到的防塌泡沫液的页岩回收率，测试结果如表2所示，表2为本发明实施例和比较例制备的防塌泡沫液的页岩回收率。
表2本发明实施例和比较例制备的防塌泡沫液的页岩回收率
由表2可知，本发明提供的防塌泡沫液具有很强的抑制防塌能力，对天然泥岩岩心的48h二次页岩回收率大于93.0％，比较例1在48h二次页岩回收率仅为47.6％。
按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例和比较例制备的防塌泡沫液水浸后的泡沫质量，检测结果如表3所示，表3为本发明实施例和比较例制备的防塌泡沫液水浸后的泡沫质量。
表3本发明实施例和比较例制备的防塌泡沫液水浸后的泡沫质量
Figure BDA0001116248010000102
Figure BDA0001116248010000111
由表3可知，本发明提供的防塌泡沫被稀释5倍后可保持较好的泡沫质量，泡沫高度维持在600mL、半衰期为14.0～16.2min。
按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例和比较例制备得到的防塌泡沫液的水侵后抑制性能，测试结果如表4所示，表4为本发明实施例和比较例制备的防塌泡沫剂水侵后抑制性能测试结果。
表4本发明实施例和比较例制备的防塌泡沫剂水侵后抑制性能测试结果
Figure BDA0001116248010000112
由表4可知，本发明提供的防塌泡沫液被清水稀释8倍后仍然可有效控制钻屑的水化分散，页岩回收率大于95.0％，在地层出水量大、环空气/液流体中防塌剂含量大幅度降低的情况下仍能保持井壁稳定。比较例1稀释8倍后的泡沫基液二次页岩回收率为48.5％，抑制防塌能力明显降低。
按照上述技术方案所述的方法，测试本发明提供的防塌泡沫液的线性膨胀降低率，测试结果为，实施例1为74.6％，实施例2为78.8，实施例3为80.5％，实施例4为76.5％，比较例1为59.1％。
由以上实施例可知，本发明提供了一种防塌泡沫液，所述防塌泡沫液的成分为：0.2～0.4wt％的发泡剂；0.3～0.7wt％的井壁稳定剂；所述井壁稳定剂由丙烯酸、有机酰胺类单体和第三单体共聚得到，所述第三单体为二甲基二烯丙基氯化铵或烯丙基三甲基氯化铵；0.03～0.07wt％的包被絮凝剂；所述包被絮凝剂由丙烯酸、有机酰胺类单体和第四单体共聚得到，所述第四单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酸二甲胺基乙酯或甲基丙烯酸二甲胺基乙酯；余量为水。本发明在上述防塌泡沫液所有成分的共同作用下，使防塌泡沫液具有强抑制、强吸附、强包被成膜性能。

Claims (8)

1.一种防塌泡沫液，所述防塌泡沫液的成分为：
0.2～0.4wt％的发泡剂，所述发泡剂为烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种；
0.3～0.7wt％的井壁稳定剂；所述井壁稳定剂由丙烯酸、有机酰胺类单体和第三单体共聚得到，所述第三单体为二甲基二烯丙基氯化铵或烯丙基三甲基氯化铵；
0.03～0.07wt％的包被絮凝剂；所述包被絮凝剂由丙烯酸、有机酰胺类单体和第四单体共聚得到，所述第四单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酸二甲胺基乙酯或甲基丙烯酸二甲胺基乙酯；
余量为水。
2.根据权利要求1所述的防塌泡沫液，其特征在于，所述防塌泡沫液的pH值为7.5～9。
3.根据权利要求1所述的防塌泡沫液，其特征在于，所述井壁稳定剂的相对分子量为200～300万。
4.根据权利要求1所述的防塌泡沫液，其特征在于，所述包被絮凝剂的相对分子质量大于1000万。
5.根据权利要求1所述的防塌泡沫液，其特征在于，所述丙烯酸、有机酰胺类单体和第三单体共聚在pH值调节剂和引发剂的作用下进行；
所述丙烯酸、有机酰胺类单体和第四单体共聚在pH值调节剂和引发剂的作用下进行。
6.根据权利要求5所述的防塌泡沫液，其特征在于，所述pH值调节剂为碱金属氢氧化物；
所述引发剂为氧化-还原引发剂。
7.一种权利要求1～6中任意一项所述的防塌泡沫液的制备方法，包括：
将包被絮凝剂、井壁稳定剂、水和发泡剂混合，得到防塌泡沫液。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述防塌泡沫液的制备方法为：
将包被絮凝剂、井壁稳定剂溶于水中搅拌后静置，得到混合液；
将得到的混合液和发泡剂混合，得到防塌泡沫液。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102875728A (zh) * 2012-10-30 2013-01-16 中国石油化工股份有限公司 一种泡沫钻井用两性离子聚合物防塌剂

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
雾化/泡沫钻井用两性聚合物防塌剂WPZY-1的研制;苏雪霞;《油田化学》;20150325;第32卷(第1期);第7-11页 *
雾化泡沫钻井用包被絮凝剂ＰＤＡＭ的合成与评价;孙举;《精细石油化工》;20141130;第31卷(第6期);第36-39页 *

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