一種陽離子型微泡鉆井液用表面活性劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種陽離子型微泡鉆井液用表面活性劑及其制備方法，由乙烯基陽離子單體A、乙烯基酰胺化合物B按質量比10：1~10的比例混合后，加入相對分子質量調節(jié)劑，經自由基共聚而得到，其平均相對分子質量在1000~4000之間，本發(fā)明簡便可行，在微泡鉆井液中使用本發(fā)明所得表面活性劑，形成的泡沫穩(wěn)定性好，抗壓縮能力強，能夠保證微泡鉆井液在井底高壓下具有較低的循環(huán)密度，有利于減少井下復雜。
【專利說明】一種陽離子型微泡鉆井液用表面活性劑及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種陽離子型微泡鉆井液用表面活性劑及其制備方法，具體涉及低壓 易漏地層鉆井過程中使用的微泡鉆井液用表面活性劑，屬于油田鉆井液用處理劑合成技術 領域。 技術背景
[0002] 目前，國內油田在低壓或欠平衡鉆井過程中，往往采用泡沫鉆井液來降低鉆井液 密度，保證鉆井施工安全。但普通泡沫粒徑大，嚴重影響泥漿泵的上水效率，并且需要配套 的注入氣體的設備，如壓縮機及生產和注入氣體的設備等，鉆井成本較高。針對這些問題， 美國M-I鉆井液公司和Acti-Systems公司共同研制出一種可以在近平衡條件下使用的可 循環(huán)微泡鉆井液。其具有密度低，可重復使用，不受MWD和鉆井液馬達等井下工具的影響， 現(xiàn)場不用添加注入氣體的設備，能有效防止低壓破碎、高滲透率砂巖及裂縫性漏失地層漏 失，保護油氣層，降低鉆井成本等優(yōu)勢，國內一些油田也先后開展了相關研究。
[0003] 微泡鉆井液的配制主要是通過劇烈攪拌等方式，將空氣裹進鉆井液中，由于表面 活性劑的存在，顯著降低了氣-液之間的界面張力，最終形成了具有良好穩(wěn)定性、直徑在 25?200 μ m之間的微泡。在ZL200910157353. 1中公開了一種微泡鉆井液，其表面活性劑 采用十二烷基硫酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉的混合物；在ZL200710113558. 0中公開了一種 抗高溫可循環(huán)微泡沫鉆井液或完井液，其表面活性劑采用脂肪醇甘油基醚磺酸鹽AGES、聚 合醇、椰子油酰胺磺基琥珀酸單酯鈉鹽F873。這兩種微泡鉆井液采用的都是陰離子型表面 活性劑復配或陰離子型/非離子型表面活性劑復配，但陰離子型表面活性劑對pH值敏感、 抗鹽、鈣能力弱，而非離子型表面活性劑發(fā)泡性能稍差，并且所用的表面活性劑是線性結 構，相對分子質量較小，對微泡中空氣核密封性差，微泡的抗壓縮能力不足，在井底高壓條 件下，空氣從泡沫中擴散出來，造成鉆井液井底密度顯著升高，影響鉆井施工安全。


【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種陽離子型微泡鉆井液用聚合物表面活性劑，抗鹽、鈣 能力強，發(fā)泡性能較好，并且對微泡中空氣核具有良好的密封作用，微泡抗壓縮能力強，保 證微泡鉆井液在井底高壓下具有較低的循環(huán)密度，減少井下復雜。
[0005] 本發(fā)明通過以下技術方案加以實現(xiàn)：
[0006] -種陽離子型微泡鉆井液用表面活性劑，含有以下結構通式：
[0007]

【權利要求】
1. 一種陽離子型微泡鉆井液用表面活性劑，其特征在于：含有以下結構通式： 其中R=H、CH3、CH2CH3 或（CH2)3CH3;n=
8、11、13、15 或 17;x:y物質的量比為（2 ? 5) : (0. 5?15)之間的一個比值，其平均相對分子質量在1000?4000之間。
2. -種陽離子型微泡鉆井液用表面活性劑的制備方法，其特征是：包括以下步驟： (1) 將10質量份乙烯基陽離子單體A溶解于清水待用； (2) 將1?10質量份乙烯基酰胺化合物B溶解于清水待用； (3) 將占步驟（1)和步驟（2)所述的乙烯基陽離子單體A和乙烯基酰胺化合物B總質 量0. 2 %?2 %的過硫酸銨溶解于清水待用； (4) 將占步驟（1)和步驟（2)所述的乙烯基陽離子單體A和乙烯基酰胺化合物B總質 量0.03%?0.5%的相對分子質量調節(jié)劑溶解于清水后與步驟（1)和步驟（2)所得的溶液 一起加入反應容器中，升溫至40°C?60°C; (5) 將步驟（3)所得的過硫酸銨溶液加入步驟（4)的反應容器中，將反應體系升溫至 90°C?KKTC反應Ih?2h，得到固相含量10%?50%的陽離子型微泡鉆井液用表面活性 劑。
3. 根據(jù)權利要求2所述的陽離子型微泡鉆井液用表面活性劑的制備方法，其特征是： 所述乙烯基陽離子單體A是壬基二甲基烯丙基氯化銨、十二烷基二甲基烯丙基氯化銨、 十四烷基二甲基烯丙基氯化銨、十六烷基二甲基烯丙基氯化銨、十八烷基二甲基烯丙基氯 化銨中的一種或兩種。
4. 根據(jù)權利要求2所述的陽離子型微泡鉆井液用表面活性劑的制備方法，其特征是： 所述乙烯基酰胺化合物B是丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基丙烯酰胺、N，N-二 丁基丙烯酰胺中的一種或兩種。
5. 根據(jù)權利要求2所述的陽離子型微泡鉆井液用表面活性劑的制備方法，其特征是： 所述相對分子質量調節(jié)劑是對苯二酚、巰基乙酸、異丙醇、硫酸銅、氯化鐵、十二烷基硫醇或 亞磷酸鈉的其中之一。
【文檔編號】C09K8/584GK104312563SQ201410419616
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年8月22日 優(yōu)先權日:2014年8月22日
【發(fā)明者】謝建宇, 周亞賢, 宋雅靜, 盧國林, 劉光成, 呂躍濱 申請人:中國石油化工集團公司, 中石化中原石油工程有限公司鉆井工程技術研究院