CN111484837A - 颗粒稳泡剂及其制备方法和泡沫钻井液及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及石油工业的油田化学领域，公开了一种颗粒稳泡剂及其制备方法和泡沫钻井液及其应用。所述颗粒稳泡剂包含SiO2和连接在SiO2表面的式(1)所示的基团和改性剂；所述改性剂改性SiO2得到的氨基修饰的SiO2模板剂，所述改性剂选自氨丙基三乙氧基硅烷、3‑氨丙基三甲氧基硅烷和N‑(2‑氨乙基)‑3‑氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；该颗粒稳泡具有优异的热稳定性和高表面活性；
Figure DDA0002450778850000011

Description

颗粒稳泡剂及其制备方法和泡沫钻井液及其应用
技术领域
本发明涉及石油工业的油田化学领域，具体涉及一种颗粒稳泡剂及其制备方法和泡沫钻井液及其应用。
背景技术
地热能是一种清洁和可再生资源，在全世界范围内受到越来越多的关注。地热储层裂缝发育，水基钻井液和油基钻井液很容易出现严重漏失。为解决这些问题，泡沫钻井液已成为地热井钻探的首选钻井液。
泡沫流体已广泛应用于石油工程中，如空气泡沫钻井，泡沫分流酸化，泡沫压裂和泡沫强化采油(EOR)。首先，低密度泡沫流体具有较低的静液柱压力，能够有效地减少液体漏失；由于Jamin效应，泡沫流体在流过孔喉时表现出较强的阻塞能力。其次，泡沫流体具有较高的动切力，携岩能力强。另外，发泡剂通常是一种表面活性剂，具有优异的润滑性能，可以提高钻进过程的效率，安全性和经济性。
然而，泡沫在热力学和动力学方面是不稳定的，特别是在高温和高压下。因此，通常需要添加稳泡剂以增加泡沫稳定性。
迄今为止，已经开发了多种泡沫稳定剂，例如羟乙基纤维素(HEC)，羧甲基纤维素(CMC)，聚丙烯酰胺和三乙醇胺。地热井中的温度超过200℃，并且地热流体中存在大量高价阳离子，如Ca2+。上述几种稳泡剂在高温下会完全降解，高价阳离子亦会破坏其结构粘度和表面活性。
因此，迫切需要开发抗高温和高价阳离子稳泡剂。
使用固体颗粒来稳定泡沫是一种很有前景的解决方案。固体颗粒可以吸附在气/液界面上，在稳定泡沫中起着重要作用。由于它们的高吸附能量，固体颗粒在气/液界面处的吸附是不可逆的，最终导致液膜的扩张弹性急剧增加，泡沫的歧化、聚结和坍塌速度大大降低。Binks等人通过以特定比例混合二氧化硅纳米粒子和表面活性剂制造出了较为稳定的泡沫。Sun等人通过将部分疏水改性的SiO2纳米颗粒添加到十二烷基硫酸钠溶液中亦获得了稳定的泡沫。这些研究表明固体颗粒在部分疏水改性后可以吸附在气/液界面上。然而，它们的吸附效率有待进一步提高。
与具有均匀表面润湿性的颗粒不同，Janus颗粒在它们的两个表面区域之间具有明显的区别，其表现出相反的润湿性。
Fujii等通过真空喷金和聚合物接枝方法制备Janus颗粒。他们发现与金-二氧化硅(Au-SiO2)、聚(2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯)接枝的Au-SiO2Janus颗粒以及SiO2颗粒相比，聚苯乙烯接枝的Au-SiO2 Janus颗粒具有最优的稳泡效果，但是，这种Janus颗粒太昂贵，亦难以大规模生产。
因此，研究和开发一种Janus颗粒稳泡剂具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的稳泡剂耐高温稳定性和耐高耐盐性的缺陷问题，以及Janus颗粒太昂贵，亦难以大规模生产的缺陷问题，提供一种颗粒稳泡剂及其制备方法和泡沫钻井液及其应用。该颗粒稳泡剂在低浓度条件下具有很好的界面活性，具有良好的耐温性能，以及具有优异的泡沫稳定性能。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种颗粒稳泡剂，其中，所述颗粒稳泡剂包含SiO2和连接在SiO2表面的式(1)所示的基团和改性剂；
Figure BDA0002450778830000021
其中，x为0、2、7、11或17；
其中，所述改性剂选自氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷和N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
本发明第二方面提供了一种前述所述的颗粒稳泡剂的制备方法，其中，该方法包括：在醇溶剂存在下，将氨基修饰的SiO2模板剂与式(2)所示的单体进行反应，且将反应产物进行离心分离得到的颗粒稳泡剂；
Figure BDA0002450778830000031
其中，x1为0、2、7、11或17。
本发明第三方面提供了一种泡沫钻井液，其中，所述泡沫钻井液含有前述所述的颗粒稳泡剂。
本发明第四方面提供了一种前述所述的颗粒稳泡剂在地热井钻探中的应用。
通过上述技术方案，本发明具有以下优点：
(1)本发明提供的颗粒稳泡剂，一半亲水，一半疏水，构成了一种固体表面活性剂，具有极强的气液界面活性，在低浓度条件下具有很好的界面活性；
(2)本发明提供的颗粒稳泡剂具有良好的耐温性能，耐温达300℃以上；
(3)本发明提供的颗粒稳泡剂合成工艺简单，成本较低，可大量生产；
(4)本发明提供的颗粒稳泡剂能够在泡沫表面高效吸附，增强泡沫界面粘弹性，大大提高泡沫钻井液体系的稳定性，相比于分子型稳泡剂具有优异的泡沫稳定性能。
附图说明
图1是本发明的是实施例1-5制备的颗粒稳泡剂与对比例1-2制备的颗粒稳泡剂的Zeta电位值示意图；
图2是本发明的实施例4制备的颗粒稳泡剂与对比例3-4制备的颗粒稳泡剂的泡沫体积随时间的变化曲线图；
图3是本发明的实施例4制备的颗粒稳泡剂与对比例3-4制备的颗粒稳泡剂的析液半衰期随时间的变化曲线图；
图4是本发明的实施例4制备的颗粒稳泡剂的泡沫体积和析液半衰期随CaCl2浓度的变化曲线图。
附图标记说明
1、空白组的泡沫体积随CaCl2浓度的变化曲线；
2、NH2-SiO2-12C颗粒的泡沫体积随CaCl2浓度的变化曲线；
3、空白组的析液半衰期随CaCl2浓度的变化曲线；
4、NH2-SiO2-12C颗粒的析液半衰期随CaCl2浓度的变化曲线。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供了一种颗粒稳泡剂，其中，所述颗粒稳泡剂包含SiO2和连接在SiO2表面的式(1)所示的基团和改性剂；
Figure BDA0002450778830000051
其中，x为0、2、7、11或17；
其中，所述改性剂选自氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷和N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
根据本发明，需要说明的是，本发明制备的颗粒稳泡剂，即为Janus颗粒稳泡剂。
根据本发明，优选情况下，所述改性剂为氨丙基三乙氧基硅烷。在本发明中，采用氨丙基三乙氧基硅烷改性SiO2，再与不同碳链长度的硅烷偶联剂进行接枝改性后，能够制备出具有优异的热稳定性和高表面活性的Janus颗粒稳泡剂。
根据本发明，所述SiO2的平均粒径为500-700nm，优选为500-600nm。
根据本发明，SiO2、所述改性剂与所述式(1)所示的基团的含量的重量比为1：(1-1.5)：(0.5-0.8)；优选为1：(1-1.3)：(0.5-0.6)。
根据本发明，所述颗粒稳泡剂在pH为中性条件下的接触角为63-128°，Zeta电位为-38至11mV，析液半衰期为499-777s；优选情况下，所述颗粒稳泡剂在pH为中性条件下的接触角为72-110°，Zeta电位为-25至11mV，析液半衰期为656-777s。
本发明第二方面提供了一种前述所述的颗粒稳泡剂的制备方法，其中，该方法包括：在醇溶剂存在下，将氨基修饰的SiO2模板剂与式(2)所示的单体进行反应，且将反应产物进行离心分离得到的颗粒稳泡剂；
Figure BDA0002450778830000061
其中，x1为0、2、7、11或17。
根据本发明，具体地，所述式(2)所示的单体为甲基三乙氧基硅烷((OC2H5)3SiCH3)、丙基三乙氧基硅烷((OC2H5)3Si(CH2)2CH3)、辛基三乙氧基硅烷((OC2H5)3Si(CH2)7CH3)、十二烷基三乙氧基硅烷((OC2H5)3Si(CH2)11CH3)或十八烷基三乙氧基硅烷((OC2H5)3Si(CH2)17CH3)。
根据本发明，所述氨基修饰的SiO2模板剂与所述式(2)所示的单体的重量比为1：(0.5-0.8)，优选为1：(0.5-0.6)。
根据本发明，所述氨基修饰的SiO2模板剂的平均粒径为500-600nm。
根据本发明，所述氨基修饰的SiO2模板剂的制备方法包括：
(1)将SiO2、石蜡和双十六烷基二甲基溴化铵混合，并将得到的混合物进行抽滤，得到蜡球；
(2)将所述蜡球分散于醇溶剂中，并将得到的分散溶液与改性剂进行反应，将反应产物进行抽滤和干燥处理；
(3)将步骤(2)得到的产物溶解于二氯甲烷溶液中，并将得到的溶解物进行离心分离，得到所述氨基修饰的SiO2模板剂。
根据本发明，在步骤(1)中，SiO2、所述石蜡和双十六烷基二甲基溴化铵的用量的重量比为1：(10-15)：(0.5-0.75)，优选为1：(10-13)：(0.5-0.6)。在本发明中，采用双十六烷基二甲基溴化铵，能够更好地促进模板的生成。
根据本发明，在步骤(2)中，所述醇溶剂中的醇选自乙醇、丙醇和甲醇中的一种或多种，优选为乙醇；更优选地，SiO2、醇溶剂和改性剂的重量比为1：(1-2)：(1-1.5)，优选为1：(1-1.5)：(1-1.3)。在本发明中，采用醇溶剂，能够更好地促进分散溶液与改性剂进行反应。
根据本发明，步骤(3)中，SiO2和二氯甲烷的重量比为1：(100-200)，优选为1：(150-200)。在本发明中，采用二氯甲烷，能够更好地溶解石蜡，释放出保护的区域，以待完成改性，进而得到氨基修饰的SiO2模板剂。
根据本发明，在步骤(1)中，所述混合的条件包括：搅拌速率为12000-16000rpm，温度为80-90℃，时间为5-10min；优选情况下，搅拌速率为12000-16000rpm，温度为80-85℃，时间为5-8min。
根据本发明，在步骤(2)中，所述反应的条件包括：温度为20-25℃，时间为36-48h；优选情况下，温度为20-22℃，时间为36-40h。
根据本发明，在步骤(3)中，所述溶解的条件包括：温度为50-60℃，时间为0.5-1h；优选情况下，温度为50-55℃，时间为0.6-1h。
本发明第三方面提供了一种泡沫钻井液，其中，所述泡沫钻井液含有前述所述的颗粒稳泡剂。
本发明第四方面提供了前述所述的颗粒稳泡剂在地热井钻探中的应用。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
本实施例在于说明采用本发明的方法制备的颗粒稳泡剂。
(1)在70℃条件下将直径为500nm的1g的SiO2和10g石蜡加入到含有100mL的0.005g/mL的双十六烷基二甲基溴化铵溶液的烧杯中，匀浆机15000rpm搅拌5min，放入冰箱中快速冷却，反复冲洗后抽滤分离；
(2)将分离得到的蜡球加入到100mL的5％的乙醇水溶液中均匀分散，加入1g的氨丙基三乙氧基硅烷，常温条件下反应36h，反应结束后，反复冲洗并抽滤分离，晾干；
(3)将晾干的蜡球加入到100mL二氯甲烷溶液中，溶解石蜡，释放氨基修饰的SiO2模板剂(标记为NH2(CH2)3Si(OC2H5)3-SiO2)，离心收集，烘干；
(4)将烘干后的1g氨基修饰的SiO2模板剂加入乙醇与0.5g甲基三乙氧基硅烷((OC2H5)3SiCH3)的混合溶液中，升高温度至60℃反应24h，离心分离，用乙醇反复清洗，烘干得到颗粒稳泡剂(标记为NH2-SiO2-1C)。
实施例2
本实施例在于说明采用本发明的方法制备的颗粒稳泡剂。
按照与实施例1相同的方法制备颗粒稳泡剂，所不同之处在于：将甲基三乙氧基硅烷((OC2H5)3SiCH3)替换为丙基三乙氧基硅烷((OC2H5)3Si(CH2)2CH3)。
结果得到颗粒稳泡剂(标记为NH2-SiO2-3C)。
实施例3
本实施例在于说明采用本发明的方法制备的颗粒稳泡剂。
按照与实施例1相同的方法制备颗粒稳泡剂，所不同之处在于：将甲基三乙氧基硅烷((OC2H5)3SiCH3)替换为辛基三乙氧基硅烷((OC2H5)3Si(CH2)7CH3)。
结果得到颗粒稳泡剂(标记为NH2-SiO2-8C)。
实施例4
本实施例在于说明采用本发明的方法制备的颗粒稳泡剂。
按照与实施例1相同的方法制备颗粒稳泡剂，所不同之处在于：将甲基三乙氧基硅烷((OC2H5)3SiCH3)替换为十二烷基三乙氧基硅烷((OC2H5)3Si(CH2)11CH3)。
结果得到颗粒稳泡剂(标记为NH2-SiO2-12C)。
实施例5
本实施例在于说明采用本发明的方法制备的颗粒稳泡剂。
按照与实施例1相同的方法制备颗粒稳泡剂，所不同之处在于：将甲基三乙氧基硅烷((OC2H5)3SiCH3)替换为十八烷基三乙氧基硅烷((OC2H5)3Si(CH2)17CH3)。
结果得到颗粒稳泡剂(标记为NH2-SiO2-18C)。
实施例6-10
本实施例在于说明采用本发明的方法制备的颗粒稳泡剂。
分别按照与实施例1-5相同的方法制备颗粒稳泡剂，所不同之处在于：相对应改变反应物质的组分用量，具体地，如表1所述。
对比例1
采用SiO2颗粒作为颗粒稳泡剂。
对比例2
按照与实施例1相同的方法制备颗粒稳泡剂，所不同之处在于：没有进行步骤(4)，即，得到氨基修饰的SiO2模板剂NH2(CH2)3Si(OC2H5)3-SiO2。
对比例3
采用十二烷基二甲基氧化铵(OB-2)作为颗粒稳泡剂，其中，OB-2(烷基二甲基氧化胺)是采用十二烷基二甲基叔胺为主要原料合成的表面活性剂，为无色或微黄色低粘度液体，pH值(1％水溶液)为5-8，固含量(％)≥28。
对比例4
采用疏水改性颗粒(SG)作为颗粒稳泡剂，其中，SG为十八烷基三乙氧基硅烷。
表1
Figure BDA0002450778830000101
测试例1
ζ电位测试：
将实施例1-10制备的颗粒稳泡剂与对比例1-4制备的颗粒稳泡剂分散于去离子水中，浓度均为0.1g·L-1。超声分散30min后测量ζ电位。
图1是本发明的是实施例1-5制备的Janus颗粒稳泡剂与对比例1-2制备的颗粒稳泡剂的Zeta电位值示意图；从图1中能够看出：SiO2颗粒电位为-37.5mV，因此，SiO2颗粒能很好地分散在水中并且极少地吸附在水/己烷界面上。与APTES(3-氨丙基三乙氧基硅烷)反应后，氨基修饰的SiO2模板剂(标记为NH2-SiO2)颗粒的ζ电位降至-11.2mV，这是因为氨基取代了原先的羟基。在疏水改性过程中，先前被蜡保护的许多-OH基团被碳链取代，这些区域变为中性。因此，颗粒稳泡剂NH2-SiO2-nC(n＝1,3,8,12和18)Janus颗粒的相应ζ电位分别转变为+6.7，+10.4，+11.6，+16.9和+10.3mV。Zeta电位从负变为正，不仅表明改性成功，也反映颗粒表面带电性质的转换。
测试例2
润湿性能评价：
实施例1-10制备的颗粒稳泡剂与对比例1-4制备的颗粒稳泡剂分散在乙醇中，将载玻片浸入溶液中浸泡5h，取出烘干；将烘干的载玻片置于接触角测量仪上进行表面润湿性能评价，结果如表2所示。
表2
项目 稳泡剂类型 接触角(°)
实施例1 NH<sub>2</sub>-SiO<sub>2</sub>-1C 63.23
实施例2 NH<sub>2</sub>-SiO<sub>2</sub>-3C 64.57
实施例3 NH<sub>2</sub>-SiO<sub>2</sub>-8C 76.56
实施例4 NH<sub>2</sub>-SiO<sub>2</sub>-12C 80.25
实施例5 NH<sub>2</sub>-SiO<sub>2</sub>-18C 128.37
实施例6 NH<sub>2</sub>-SiO<sub>2</sub>-1C-6 67.45
实施例7 NH<sub>2</sub>-SiO<sub>2</sub>-1C-7 71.32
实施例8 NH<sub>2</sub>-SiO<sub>2</sub>-1C-8 78.56
实施例9 NH<sub>2</sub>-SiO<sub>2</sub>-1C-9 83.45
实施例10 NH<sub>2</sub>-SiO<sub>2</sub>-1C-10 129.37
对比例1 纯SiO<sub>2</sub> 15.23
对比例2 氨基修饰的SiO<sub>2</sub>模板剂 40.36
对比例3 十二烷基二甲基氧化铵(OB-2) 50.78
对比例4 SG 58.39
从表1可以看出，实施例1-5在通过1C，3C，8C，12C和18C对球体的另一部分进行疏水改性后，各自的水相接触角增加到63.23°，64.57°，76.56°，80.25°和128.37°，颗粒疏水性显著增加；实施例6-10通过改变各个组分的用量，对制备得到的颗粒进行测试，接触角分别为67.45°，71.32°，78.56°，83.45°和129.37°，颗粒疏水性显著增加。对比例1-4制备的颗粒稳泡剂的接触角仅仅为15.23°，40.36°，50.78°和58.39°，颗粒疏水性较差。
测试例3
稳泡性能评价：
采用改进的Waring方法(标准：SY/T 2008-CP023)测试泡沫稳定性，即，100mL溶液，11000r搅拌1min，将泡沫倒入量筒中，测试发泡体积及析液半衰期。
将实施例1-5制备的颗粒稳泡剂与对比例1-2制备的颗粒稳泡剂加入到10mL一定浓度的发泡剂水溶液中后，11,000rpm搅拌1min。记录初始泡沫体积(V0)和析液半衰期(T0.5)，结果如表3不同颗粒稳泡剂的发泡体积和半衰期所示。
表3
Figure BDA0002450778830000121
从表3能够看出：氨基修饰的SiO2模板剂NH2-SiO2、颗粒稳泡剂NH2-SiO2-nC(n＝1、3、8和12)体系与空白组具有相同的发泡体积100mL，然而，NH2-SiO2-18C体系的发泡体积稍有下降。可能是因为NH2-SiO2-18C的疏水性过强，影响了体系的发泡性。对于NH2-SiO2-nC颗粒，随着碳链的增长，泡沫的稳定性先增加后降低。说明：NH2-SiO2-8C、NH2-SiO2-12C和NH2-SiO2-18C的稳泡效果比NH2-SiO2-1C和NH2-SiO2-3C的好。另外，0.3wt％的NH2-SiO2-12C能使半衰期从450s延长到777s，表现出最佳的稳泡效果。
测试例4
抗温性测试：
将含有0.4wt％发泡剂和0.3wt％稳泡剂的350mL基液在280℃下热滚8h，16h和24h。冷却后，测定发泡体积V0和半衰期T0.5。并与十二烷基二甲基氧化铵(OB-2)、疏水改性颗粒(SG)进行对比。
另外，图2是本发明的实施例4制备的颗粒稳泡剂与对比例3-4制备的颗粒稳泡剂的泡沫体积随时间的变化曲线图；从图2能够看出：随着热滚时间从0增加到24h，所有体系的发泡能力均有不同程度的降低。如图2所示，NH2-SiO2-12C和SG体系在280℃热滚24h后，发泡体积分别从100mL降至85mL和75mL。发泡体积的下降主要是由AD300在颗粒表面的吸附造成的。相比之下，热滚8h后，OB-2体系的发泡体积就从130mL降至49mL，热滚24h后又升至63mL。表明OB-2在280℃热滚8h后降解的产物影响了体系发泡体积，长时间热滚后，部分降解产物彻底降解，体系发泡能力有所上升。NH2-SiO2-12C体系具有最佳的泡沫稳定性。
另外，图3是本发明的实施例4制备的颗粒稳泡剂与对比例3-4制备的颗粒稳泡剂的析液半衰期随时间的变化曲线图；从图3能够看出：在280℃热滚24h后，NH2-SiO2-12C颗粒仍然延长半衰期至691s，而SG颗粒和OB-2分子逐渐变得无效并且其分解产物对泡沫稳定性产生副作用。因此，与SG、OB-2相比，NH2-SiO2-12C颗粒在280℃温度下具有优异的耐高温性。
测试例5
抗钙性测试：
取10mL的280℃热滚16h后的基液，11,000rpm搅拌1min，加入一定浓度的CaCl2，再11,000rpm搅拌1min。记录发泡体积V0和半衰期T0.5。其中，图4是本发明的实施例4制备的颗粒稳泡剂的泡沫体积和析液半衰期随CaCl2浓度的变化曲线图；其中，“1”表示空白组的泡沫体积随CaCl2浓度的变化曲线；“2”表示NH2-SiO2-12C颗粒的泡沫体积随CaCl2浓度的变化曲线；“3”表示空白组的析液半衰期随CaCl2浓度的变化曲线；“4”表示NH2-SiO2-12C颗粒的析液半衰期随CaCl2浓度的变化曲线。
考虑到OB-2和SG体系在280℃热滚16h后性能急剧下降，因此没有必要再进行抗污染能力测试。因此，只将NH2-SiO2-12C体系和空白组进行了对比，如图4所示，从图4中能够看出：随着CaCl2浓度的增加，“1”表示空白组和“2”表示NH2-SiO2-12C体系的发泡体积V0均连续下降。
此外，“3”表示空白组的半衰期T0.5先增加然后减少，“4”表示NH2-SiO2-12C颗粒的半衰期T0.5在CaCl2浓度为0.3-0.6％区间以及在CaCl2浓度为0.6-0.8％区间均略有增加再下降。为了满足现场应用需要，V0需要大于50mL，同时T0.5需要大于360s。因此，空白组仅能够抵抗0.3wt％的CaCl2，而NH2-SiO2-12C颗粒使泡沫体系的抗钙能力增加至0.7wt％。因此，NH2-SiO2-12C颗粒有利于增强体系的抗钙能力，这归因于它们独特的表面活性。
综上，本发明采用改性剂对SiO2进行改性，并且，将得到的氨基修饰的SiO2模板剂与不同碳链长度的硅烷偶联剂进行反应，制备出的颗粒稳泡剂的疏水性显著增加，且所制备的颗粒稳泡剂具有优异的热稳定性和高表面活性，显示出优异的泡沫稳定效果，并具有耐高温性和耐高钙性。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种颗粒稳泡剂，其特征在于，所述颗粒稳泡剂包含SiO2和连接在SiO2表面的式(1)所示的基团和改性剂；
Figure FDA0002450778820000011
其中，x为0、2、7、11或17；
其中，所述改性剂选自氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷和N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的稳泡剂，其中，所述改性剂为氨丙基三乙氧基硅烷；
优选地，SiO2的平均粒径为500-700nm。
3.根据权利要求1或2所述的稳泡剂，其中，SiO2、所述改性剂与所述式(1)所示的基团的重量比为1：(1-1.5)：(0.5-0.8)。
4.根据权利要求1所述的稳泡剂，其中，所述颗粒稳泡剂在pH为中性条件下的接触角为63-128°，Zeta电位为-38至11mV，析液半衰期为499-777s。
5.一种权利要求1-4中任意一项所述的颗粒稳泡剂的制备方法，其特征在于，该方法包括：在醇溶剂存在下，将氨基修饰的SiO2模板剂与式(2)所示的单体进行反应，且将反应产物进行离心分离得到颗粒稳泡剂；
Figure FDA0002450778820000021
其中，x1为0、2、7、11或17。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述氨基修饰的SiO2模板剂与式(2)所示的单体的重量比为1：(0.5-0.8)，优选为1：(0.5-0.6)；
优选地，所述氨基修饰的SiO2模板剂的平均粒径为500-600nm。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述氨基修饰的SiO2模板剂的制备方法包括：
(1)将SiO2、石蜡和双十六烷基二甲基溴化铵混合，并将得到的混合物进行抽滤，得到蜡球；
(2)将所述蜡球分散于醇溶剂中，并将得到的分散溶液与改性剂进行反应，将反应产物进行抽滤和干燥处理；
(3)将步骤(2)得到的产物溶解于二氯甲烷溶液中，并将得到的溶解物进行离心分离，得到所述氨基修饰的SiO2模板剂。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，在步骤(1)中，SiO2、所述石蜡和双十六烷基二甲基溴化铵的重量比为1：(10-15)：(0.5-0.75)；
优选地，在步骤(2)中，所述醇溶剂中的醇选自乙醇、丙醇和甲醇中的一种或多种；更优选地，SiO2、醇溶剂和改性剂的重量比为1：(1-2)：(1-1.5)；
优选地，步骤(3)中，SiO2和二氯甲烷的重量比为1：(100-200)。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述混合的条件包括：搅拌速率为12000-16000rpm，温度为80-90℃，时间为5-10min；
优选地，在步骤(2)中，所述反应的条件包括：温度为20-25℃，时间为36-48h；
优选地，在步骤(3)中，所述溶解的条件包括：温度为50-60℃，时间为0.5-1h。
10.一种泡沫钻井液，其特征在于，所述泡沫钻井液含有权利要求1-4中任意一项所述的颗粒稳泡剂。
11.权利要求1-4中任意一项所述的颗粒稳泡剂在地热井钻探中的应用。
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