CN112831316A - 一种泡沫钻井液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种泡沫钻井液及其制备方法。所述泡沫钻井液以重量份数计，其原料包括以下组分：水100份；抗温土0.1～6.0份；液膜增强剂0.1～2.0份；发泡剂0.1～3.0份；增粘剂0.1～4.0份；固泡剂0.1～1.0份。本发明所述泡沫钻井液的固相含量低、泡沫稳定性好、耐高温。所述泡沫钻井液经260℃高温老化后重新高搅发泡，泡沫的析液半衰期≥490s，泡沫质量≥60％，抗温土接触角在30～70°，可满足地层温度达260℃的高温地热井及干热岩地层钻井作业的要求。同时泡沫钻井液具有泡沫密度低、可调范围大的特点，密度在0.3～0.8g/cm3之间可调。

Description

一种泡沫钻井液及其制备方法
技术领域
本发明属于油田钻井技术领域，具体涉及一种泡沫钻井液及其制备方法。更进一步说，涉及一种适用于地热井及干热岩等高温地层的耐高温泡沫钻井液及其制备方法。
背景技术
泡沫钻井液是一种欠平衡钻井技术，具有显著提高机械钻速、有效减缓或消除钻井液滤液向储层滤失、对地层污染小的特点，适用于干热岩等地热井的勘探开发。高温地热井勘探开发要求泡沫钻井液具有一定的耐高温稳定性，具体为高温老化后仍具有良好的发泡能力和泡沫稳定性，保证体系的携岩能力。
公开号为CN1556170A的中国专利公开了一种微泡沫发泡剂及其钻井液体系，发泡剂原料组成为非离子表面活性剂NP6-NP10或OP10-OP50经120～150℃高温高压反应0.2～1.0h后加入阴离子表面活性剂磺酸盐反应制备出发泡剂MF，泡沫的耐温能力达到120℃并具有良好的抗盐和抗钙能力；公开号为CN103773333 A的中国专利公开了一种高温抗油泡沫钻井液及其制备方法，其特征是泡沫液发泡剂0.5～3份、稳泡剂0.5～2份、抗油乳化剂0.1～0.5份、抑制剂1～2份、杀菌剂0.05-0.3份、水100份。发泡剂及乳化剂均为双亲型表面活性剂，具有良好的耐油性及抗温能力，抗温达150℃，抗油达35％，发泡量≥450mL，半衰期≥30分钟。公开号为CN104046342A的中国专利公开了一种抗高温无固相微泡沫钻井液或完井液。该发明组成为：抗高温增粘剂0.5～1份、抗高温发泡剂0.5～1份、抗高温保护剂0.2～0.3份、抗高温降滤失剂2～3份、抗高温流型调节剂0.6～1份、纯碱0.2～0.3份、水100份。该体系的抗温能力达200℃，体系具有优异的流变性能、较好的降滤失性能、稳定性以及抗高温能力，可应用于高温、低压易漏地层的钻井或完井施工中。公开号为CN 104893692 A的中国专利公开了一种耐高温可循环泡沫钻井液及其配制方法，组分如下：水100份、钠基膨润土2～6份、海泡石1～3份、高温降失水剂2～10份、高温增粘剂0～2份、高温发泡剂1～3份和复合型高温稳泡剂0～2份。该发明中耐高温可循环泡沫钻井液在超高温、低孔低渗、地层压力系数较低的地层下具有良好的抑制性和悬浮力强，有利于维护井壁稳定和携带岩屑。由多种表面活性剂复配的高温发泡剂GPJ-1主要特点为在高温下能够保持良好的化学性质，并有良好的持续发泡能力。该泡沫钻井液适用于200℃高温下的深井超深井钻探、高温地热井钻探及干热岩钻探作业。专利CN100516163C报道了一种耐高温泡沫钻井液，其组成为：基浆含膨润土1～2、抗盐粘土3～5、纯碱0.2～0.3、水100；添加剂含高温抑制剂3～5、高温增粘剂2～5、高温降滤失剂3～6、高温抗盐提粘降滤失剂1～3、流型调节剂1～3、高温发泡剂2～5、高温泡沫稳定剂1～2.5。体系流变性能独特，具有良好的护壁性能，保护储层效果显著，渗透率恢复值可达95％以上，密度可调范围广；该发明抗高温能力强，抗温可达200℃，其钻井液性能具有很强稳定性，具有抑制泥岩水化膨胀能力和很好的保护油气层效果。专利US 4088583报道了一种高温水基泡沫钻井液制备方法。该泡沫钻井液由空气、发泡剂、0.0001～0.28％防腐剂、0.07～0.8％羧甲基纤维素醚或聚氧乙烯聚合物、0.008～0.28％润滑剂、0.28～2.8％防卡剂等组成，其中空气占90～99.5％，水溶性分散体系占0.5～10％；该泡沫体系耐温能力达到175℃。吴庭等[化学工程与装备,2009,12,36-39]研制出能够满足在150℃的高温下发泡量达400～600mL、半衰期在30分钟左右的泡沫液，其泡沫钻井液配方为100mL水+0.5％十二烷基硫酸钠+0.2％PAC+0.2％XC+0.05％NaOH。陈二丁[内蒙古石油化工,2013,21,132-135]研制出一种低固相微泡沫钻井液，体系密度较低，流变性能优异，抗污染能力强，能抗150℃高温，并且具有很强的抑制性。体系的膨润土含量控制在1％，能够起到保护储层的目的。张荣等[钻井液与完井液，2008,25,3-35]研制出一种抗高温海水微泡钻井液，该体系使用起泡剂SDP-1和稳泡剂SDP-2，发泡能力强，泡沫小，分布均匀，体系密度达到0.6～0.95g/cm3，海水微泡沫钻井液的抗温性达150℃，长期稳定性达7d；体系的抗温、抗盐、岩屑、海水和油污染能力强，稳定性好，油气层保护效果好。吕宏茹等[断块油气田，2008,15,112-114]针对中原油田户部寨气田低孔、低渗、低压的中生界地层，室内研制出耐135℃的硬胶泡沫钻井液，体系配方组成为：4％～6％膨润土+0.3％～0.5％Na2CO3+0.4％～0.6％WP-1+0.2％～0.4％WDJ-1+0.4％～0.6％CPS-2000+0.3％～0.5％FP-1，该抗高温硬胶泡沫钻井液具有良好的防塌抑制性、流变性能。
可以看出，现有文献及专利中提及的泡沫钻井液体系的耐温最高达到200℃，耐泡沫中的固相含量高，泡沫的膨润土含量可达6％，而且在钻遇温度高于200℃的地层时泡沫钻井液的稳定性差，造成携岩能力不足，因此无法满足地层温度达260℃的干热岩地层钻井施工对泡沫钻井液的性能要求。
发明内容
本发明针对现有泡沫钻井液体系存在的耐温性能无法满足高温干热岩地层钻进要求的缺陷，提供了一种泡沫钻井液及其制备方法。该泡沫钻井液具有优异的耐高温性能，能够满足260℃高温地热井及高温干热岩地层钻进的需求。
为此，本发明提供了一种泡沫钻井液，以重量份数计，其原料包括以下组分：
Figure BDA0002285483910000031
在本发明的一些优选的具体实施方式中，以重量份数剂，所述泡沫钻井液的原料包括以下组分：
Figure BDA0002285483910000032
本发明中，通过控制泡沫钻井液原料中各组分的重量份数，可以使获得的泡沫钻井液的性能达到最优。
本发明中，所述水可以为蒸馏水、井场水或自来水中的任意一种。
在本发明的一些实施方式中，所述抗温土选自钠基或钙基膨润土、蒙脱石、伊利石和凹凸棒土中的至少一种。
在本发明的另一些实施方式中，所述液膜增强剂为阳离子型表面活性剂；优选选自碳链长度为C8～C18的季铵盐型表面活性剂中的至少一种；更优选选自碳链长度为C10～C18的季铵盐型表面活性剂中的至少一种。在本发明的一些具体实施方式中，所述液膜增强剂可以为十烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵或十八烷基三甲基氯化铵等。
在本发明的一些实施方式中，所述发泡剂选自碳链长度为C8～C18的烷基糖苷表面活性剂、碳链长度为C8～C18的Gemini型阴离子表面活性剂和碳链长度为C8～C18的烷基醚类表面活性剂中的至少一种；优选选自碳链长度为C8～C16的葡萄糖苷表面活性剂和碳链长度为C8～C16的Gemini型阴离子表面活性剂中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，所述增粘剂选自含羟基、磺酸基和/或酰胺基的合成聚合物中的至少一种。本发明中，所述合成聚合物一般是指人工合成的高分子聚合物。
在本发明的一些实施方式中，所述合成聚合物为丙烯酸/丙烯酰胺/羧甲基纤维素/丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的聚合物或丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠/乙烯基丙磺酸盐/烯类酰氧基氯化钠的聚合物。
在本发明进一步优选地实施方式中，所述丙烯酸/丙烯酰胺/羧甲基纤维素/丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的聚合物的单体的摩尔比为(2～5):(4～11):(1～5):(0.3～1.5)，优选为(2.5～4.5):(5～9):(2～4.5):(0.5～1.0)；和/或所述丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠/乙烯基丙磺酸盐/烯类酰氧基氯化钠的聚合物的单体的摩尔比为(2～6):(3～15):(1.5～4):(0.5～3.0)，优选为(3～5):(5～10):(2～4):(0.5～2.5)。
在本发明的一些实施方式中，所述固泡剂选自硅酸盐和多元胺类化合物中的至少一种；优选选自硅酸钠、硅酸钾和醇胺中的至少一种。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述硅酸钠的模数为2.2～3.7；和/或所述硅酸钾的模数为2.4～3.7。
本发明中，所述泡沫钻井液中的液膜增强剂与抗温土作用后，抗温土表面的疏水性增强，表面接触角在35～75°之间。改性后抗温土表面接触角的增加说明改性后的抗温土能倾向于向泡沫膜表面吸附，有助于形成稳定性更高的泡沫膜，促进泡沫的稳定(抗温土表面接触角越小，说明亲水性越强，越不易于抗温土在泡沫膜表面的吸附)。
按照《SY/T 5350-2009钻井液用发泡剂评价程序》对泡沫的析液半衰期性能进行评价。颗粒表面的润湿性按文献《X.Dong,L.Wang,X.Yang,Y.Lin,Y.Xue.Effect of esterbased lubricant SMJH-1 on the lubricity properties of water based drillingfluid.Journal of Petroleum Science and Engineering 135(2015)161-167》中的测试方法进行测试。颗粒表面的润湿性可通过接触角进行定量表征。接触角越小，表明颗粒表面亲水性越强，越不利于颗粒在泡沫膜(气液表面)的吸附。通常所说的亲水性表面的接触角小于90°，疏水性表面的接触角在90～180°范围内。接触角在90°以内，接触角的逐渐增大表明颗粒表面的疏水性增强，有利于颗粒在泡沫膜表面吸附，增强泡沫的耐高温能力。通过测试颗粒表面接触角，对表征改性后抗温土表面润湿性进行限定，指出在所限定的液膜增强剂种类及浓度范围内抗温土所能达到的疏水改性程度。
本发明中按上述组分及加量制备的泡沫钻井液，老化前泡沫的析液半衰期＞3600s，泡沫质量≥70％，抗温土接触角为35～75°；经260℃老化后泡沫的析液半衰期≥490s，泡沫质量≥60％，抗温土接触角为30～70°。
本发明所述的泡沫钻井液通过发泡剂、液膜增强剂、固泡剂在气液界面膜的相互作用，增强界面膜的强度，提高液膜的稳定性，达到减缓液膜排液速度、提高析液半衰期的目的。同时本发明所述的泡沫钻井液具有泡沫密度低、可调范围大的特点。在本发明的一些具体实施方式中，所述泡沫钻井液的密度在0.3～0.8g/cm3之间可调。
具体地，本发明所述泡沫钻井液的性能如表1所示。
表1：泡沫钻井液的性能
Figure BDA0002285483910000051
本发明第二方面提供了一种制备如本发明第一方面所述泡沫钻井液的方法，其包括以下步骤：
S1，在水中加入抗温土，混合后静置；然后加入液膜增强剂，搅拌后，再加入发泡剂、增粘剂和固泡剂，混合后获得发泡基液；
S2，对所述发泡基液进行搅拌后，获得所述泡沫钻井液。
在本发明的一些优选的实施方式中，步骤S1中，所述搅拌的时间为1～2h；和/或步骤S2中，所述搅拌的转速为10000r/min～12000r/min，时间为1～5min。
在本发明的一些实施方式中，所述方法包括：
(1)制备发泡基液：在水(具体地，可选自蒸馏水、井场水或自来水)中加入抗温土搅拌并静置12-36h，然后在搅拌状态下加入液膜增强剂，继续搅拌1～2h后再依次加入发泡剂、增粘剂和固泡剂，搅拌溶解均匀后即得发泡基液；
(2)制备泡沫钻井液：对所述发泡基液进行高速搅拌(具体地，在转速为10000r/min～12000r/min下搅拌1～5min)后，获得所述泡沫钻井液。
在本发明的一些具体实施方式中，所述方法包括：在常温搅拌过程中将抗温土加至自来水中，高速搅拌1～3h并静置24h后在低速搅拌过程中加入液膜增强剂，搅拌1～2h后分别加入发泡剂、增粘剂和固泡剂，搅拌30～60min后即得发泡基液。取发泡基液高速搅拌1～5min即得所述耐高温泡沫钻井液。
本发明中，由于液膜增强剂在抗温土表面的吸附需要时间，因此加入抗温土后需搅拌1～2h，以保证液膜增强剂在抗温土颗粒表面的有效吸附(颗粒表面改性)，进而保证颗粒能有效在液膜表面，增强液膜的稳定性，达到耐高温的目的。
本发明的有益效果为：本发明所述泡沫钻井液的固相含量低、泡沫稳定性好、耐高温。所述泡沫钻井液经260℃高温老化后重新高搅发泡，泡沫的析液半衰期≥490s，泡沫质量≥60％，抗温土接触角在30～70°，可满足地层温度达260℃的高温地热井及干热岩地层钻井作业的要求。同时泡沫钻井液具有泡沫密度低、可调范围大的特点，密度在0.3～0.8g/cm3之间可调。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解，下面将结合实施例来进一步详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本发明的应用范围。本发明中所使用的原料或组分若无特殊说明均可以通过商业途径或常规方法制得。
下述实施例中，所述原料均为市售商品。所述析液半衰期按照《SY/T 5350-2009钻井液用发泡剂评价程序》对泡沫性能进行评价。制备过程中，在水中加入抗温土搅拌，再加入液膜增强剂进行搅拌，即得到了经液膜增强剂改性的抗温土，测试该抗温土的接触角，测试方法为文献《X.Dong,L.Wang,X.Yang,Y.Lin,Y.Xue.Effect of ester based lubricantSMJH-1 on the lubricity properties of water based drilling fluid.Journal ofPetroleum Science and Engineering 135(2015)161-167》中的测试方法。
实施例1
本实施例提供一种泡沫钻井液，该泡沫钻井液的原料包括如下组分：
钙基膨润土0.3重量份，十烷基三甲基溴化铵0.4重量份，C8～C10烷基葡萄糖苷0.4重量份，丙烯酸/丙烯酰胺/羧甲基纤维素/丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的聚合物(单体的摩尔比为2.5:5.2:2.5:0.6)0.2重量份，硅酸钠(模数2.2～2.5)0.15重量份，水100重量份。
本实施例的泡沫钻井液是通过以下方法制备得到：
发泡基液的制备：常温下在高搅杯中加入100重量份水，高速搅拌状态下加入0.3重量份钙基膨润土，高速搅拌1h后室温静置24h，然后低速搅拌过程中加入0.4重量份的十烷基三甲基溴化铵，搅拌1h后依次加入0.4重量份C8～C10烷基葡萄糖苷、0.2重量份丙烯酸/丙烯酰胺/羧甲基纤维素/丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的聚合物(单体摩尔比为2.5:5.2:2.5:0.8)及0.15重量份硅酸钠(模数2.2～2.5)，搅拌30min后即得发泡基液；
泡沫钻井液的制备：将上述发泡基液倒入高搅杯中，按照《SY/T 5350-2009钻井液用发泡剂评价程序》制得泡沫钻井液，并对泡沫性能进行评价，结果见表1。
其中，钙基膨润土经十烷基三甲基溴化铵改性后表面接触角为35～40°。
表1实施例1的泡沫钻井液性能
Figure BDA0002285483910000071
实施例2
本实施例提供一种泡沫钻井液，该泡沫钻井液的原料包括如下组分：
蒙脱石1.0重量份，十二烷基三甲基氯化铵0.6重量份，Gemini阴离子表面活性剂0.8重量份，丙烯酸/丙烯酰胺/羧甲基纤维素/丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的聚合物(单体的摩尔比2.5:5.5:2.5:0.6)0.4重量份，硅酸钾(模数2.4～2.6)0.3重量份，水100重量份。
本实施例的泡沫钻井液是通过以下方法制备得到：
发泡基液的制备：常温下在高搅杯中加入100重量份水，高速搅拌状态下加入1.0重量份蒙脱石，高速搅拌1.5h后室温静置24h，然后低速搅拌过程中加入0.6重量份的十二烷基三甲基氯化铵，搅拌1h后依次加入0.8重量份C10 Gemini阴离子表面活性剂、0.4重量份丙烯酸/丙烯酰胺/羧甲基纤维素/丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的聚合物(单体的摩尔比2.5:5.5:2.5:0.6)及0.3重量份硅酸钾(模数2.4～2.6)，搅拌30min后即得发泡基液；
泡沫钻井液的制备：将上述发泡基液倒入高搅杯中，按照《SY/T 5350-2009钻井液用发泡剂评价程序》制得泡沫钻井液，并对泡沫性能进行评价，结果见表2。
其中，蒙脱石经十二烷基三甲基氯化铵改性后表面接触角为35～45°。
表2实施例2的泡沫钻井液性能
Figure BDA0002285483910000081
实施例3
本实施例提供一种泡沫钻井液，该泡沫钻井液包括如下组分：
伊利石2.0重量份，十四烷基三甲基溴化铵0.85重量份，C12 Gemini阴离子表面活性剂1.5重量份，丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠/乙烯基丙磺酸盐/烯类酰氧基氯化钠的聚合物(单体的摩尔比3.0:7.0:3.0:0.7)0.65重量份，硅酸钠(模数2.6～2.9)0.4重量份，水100重量份。
本实施例的泡沫钻井液是通过以下方法制备得到：
发泡基液的制备：常温下在高搅杯中加入100重量份水，高速搅拌状态下加入2.0重量份伊利石，高速搅拌2h后室温静置24h，然后低速搅拌过程中加入0.85重量份的十四烷基三甲基溴化铵，搅拌1h后依次加入1.5重量份C12 Gemini阴离子表面活性剂、0.65重量份增粘剂丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠/乙烯基丙磺酸盐/烯类酰氧基氯化钠的聚合物(单体的摩尔比3.0:7.0:3.0:0.7)及0.4重量份硅酸钠(模数2.6～2.9)，搅拌30min后即得发泡基液；
泡沫钻井液的制备：将上述发泡基液倒入高搅杯中，按照《SY/T 5350-2009钻井液用发泡剂评价程序》制得泡沫钻井液，并对泡沫性能进行评价，结果见表3。
其中，伊利石经十四烷基三甲基溴化铵改性后表面接触角为50～65°。
表3实施例3的耐高温泡沫钻井液性能
Figure BDA0002285483910000091
实施例4
本实施例提供一种泡沫钻井液，该泡沫钻井液的原料包括如下组分：
凹凸棒土粉2.8重量份，十六烷基三甲基氯化铵1.0重量份，C14 Gemini阴离子表面活性剂1.8重量份，丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠/乙烯基丙磺酸盐/烯类酰氧基氯化钠的聚合物(单体的摩尔比4.0:7.0:3.0:1.0)0.9重量份，硅酸钠(模数3.5～3.7)0.55重量份，水100重量份。
本实施例的泡沫钻井液是通过以下方法制备得到：
发泡基液的制备：常温下在高搅杯中加入100重量份水，高速搅拌状态下加入2.8重量份凹凸棒土粉，高速搅拌3h后室温静置24h，然后低速搅拌过程中加入1.0重量份十六烷基三甲基氯化铵，搅拌1h后依次加入1.8重量份C14 Gemini阴离子表面活性剂、0.9重量份丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠/乙烯基丙磺酸盐/烯类酰氧基氯化钠的聚合物(单体的摩尔比4.0:7.0:3.0:1.0)及0.55重量份硅酸钠(模数3.5～3.7)，搅拌30min后即得发泡基液；
泡沫钻井液的制备：将上述发泡基液倒入高搅杯中，按照《SY/T 5350-2009钻井液用发泡剂评价程序》制得泡沫钻井液，并对泡沫性能进行评价，结果见表4。
其中，凹凸棒土粉经十六烷基三甲基氯化铵改性后表面接触角为60～75°。
表4实施例4的泡沫钻井液性能
Figure BDA0002285483910000101
实施例5
本实施例提供一种泡沫钻井液，该泡沫钻井液的原料组成与实施例4类似，不同之处在于，凹凸棒土粉为4.0重量份。
本实施例的泡沫钻井液是通过以下方法制备得到：
制备方法与实施例4类似，不同之处在于，高速搅拌状态下加入4.0重量份凹凸棒土粉。
泡沫性能结果见表5。
其中，凹凸棒土粉经十六烷基三甲基氯化铵改性后表面接触角为55～65°。
表5实施例5的泡沫钻井液性能
Figure BDA0002285483910000102
实施例6
本实施例提供一种泡沫钻井液，该泡沫钻井液的原料组成与实施例4类似，不同之处在于，十六烷基三甲基氯化铵为0.3重量份。
本实施例的泡沫钻井液是通过以下方法制备得到：
制备方法与实施例4类似，不同之处在于，低速搅拌过程中加入0.3重量份十六烷基三甲基氯化铵。
泡沫性能结果见表6。
其中，凹凸棒土粉经十六烷基三甲基氯化铵改性后表面接触角为45～55°。
表6实施例6的泡沫钻井液性能
Figure BDA0002285483910000111
实施例7
本实施例提供一种泡沫钻井液，该泡沫钻井液的原料组成与实施例4类似，不同之处在于，十八烷基三甲基氯化铵为1.0重量份。
本实施例的泡沫钻井液是通过以下方法制备得到：
制备方法与实施例4类似，不同之处在于，低速搅拌过程中加入1.0重量份十八烷基三甲基氯化铵。
泡沫性能结果见表7。
其中，凹凸棒土粉经十八烷基三甲基氯化铵改性后表面接触角为70～75°。
表7实施例7的泡沫钻井液性能
Figure BDA0002285483910000112
实施例8
本实施例提供一种泡沫钻井液，该泡沫钻井液的原料组成与实施例7类似，不同之处在于，十八烷基三甲基氯化铵为1.5重量份。
本实施例的泡沫钻井液是通过以下方法制备得到：
制备方法与实施例7类似，不同之处在于，低速搅拌过程中加入1.5重量份十八烷基三甲基氯化铵。
泡沫性能结果见表8。
其中，凹凸棒土粉经十八烷基三甲基氯化铵改性后表面接触角为65-75°。
表8实施例8的泡沫钻井液性能
Figure BDA0002285483910000121
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (10)

1.一种泡沫钻井液，以重量份数计，其原料包括以下组分：
Figure FDA0002285483900000011
2.根据权利要求1所述的泡沫钻井液，其特征在于，所述抗温土选自钠基或钙基膨润土、蒙脱石、伊利石和凹凸棒土中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的泡沫钻井液，其特征在于，所述液膜增强剂为阳离子型表面活性剂；优选选自碳链长度为C8～C18的季铵盐型表面活性剂中的至少一种；更优选选自碳链长度为C10～C18的季铵盐型表面活性剂中的至少一种。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的泡沫钻井液，其特征在于，所述发泡剂选自碳链长度为C8～C18的烷基糖苷表面活性剂、碳链长度为C8～C18的Gemini型阴离子表面活性剂和碳链长度为C8～C18的烷基醚类表面活性剂中的至少一种；优选选自碳链长度为C8～C16的葡萄糖苷表面活性剂和碳链长度为C8～C16的Gemini型阴离子表面活性剂中的至少一种。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的泡沫钻井液，其特征在于，所述增粘剂选自含羟基、磺酸基和/或酰胺基的合成聚合物中的至少一种；
优选地，所述合成聚合物为丙烯酸/丙烯酰胺/羧甲基纤维素/丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的聚合物或丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠/乙烯基丙磺酸盐/烯类酰氧基氯化钠的聚合物；
进一步优选地，所述丙烯酸/丙烯酰胺/羧甲基纤维素/丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的聚合物的单体的摩尔比为(2～5):(4～11):(1～5):(0.3～1.5)，优选为(2.5～4.5):(5～9):(2～4.5):(0.5～1.0)；和/或所述丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠/乙烯基丙磺酸盐/烯类酰氧基氯化钠的聚合物的单体的摩尔比为(2～6):(3～15):(1.5～4):(0.5～3.0)，优选为(3～5):(5～10):(2～4):(0.5～2.5)。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的泡沫钻井液，其特征在于，所述固泡剂选自硅酸盐和多元胺类化合物中的至少一种；优选选自硅酸钠、硅酸钾和醇胺中的至少一种；优选地，所述硅酸钠的模数为2.2～3.7；和/或所述硅酸钾的模数为2.4～3.7。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的泡沫钻井液，其特征在于，所述泡沫钻井液老化前泡沫的析液半衰期＞3600s，泡沫质量≥70％，抗温土接触角为35～75°；经260℃老化后泡沫的析液半衰期≥490s，泡沫质量≥60％，抗温土接触角为30～70°。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的泡沫钻井液，其特征在于，所述泡沫钻井液的密度在0.3～0.8g/cm3之间可调。
9.一种制备如权利要求1-8中任意一项所述泡沫钻井液的方法，其包括以下步骤：
S1，在水中加入抗温土，混合后静置；然后加入液膜增强剂，搅拌后，再加入发泡剂、增粘剂和固泡剂，混合后获得发泡基液；
S2，对所述发泡基液进行搅拌后，获得所述泡沫钻井液。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述搅拌的时间为1～2h；
步骤S2中，所述搅拌的转速为10000r/min～12000r/min，时间为1～5min。
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