有機無機微泡體系的研究及在鉆井上的應(yīng)用.pdf

1、近年來,泡沫在油田鉆井、原油開采中起到了越來越重要的作用.泡沫鉆井液、泡沫驅(qū)油已被廣泛研究,本文通過對有機起泡劑和有機或無機穩(wěn)定劑的研究,研制出了有機無機微泡體系,其具有良好的鉆井應(yīng)用效果.本文所說的泡沫鉆井液體系或泡沫體系均為有機無機微泡沫體系.本文主要研究了泡沫的耐鹽、耐溫(耐高溫老化)、耐油的穩(wěn)定性機理.
　　實驗發(fā)現(xiàn)耐鹽起泡劑是泡沫體系在高礦化度下存在和穩(wěn)定的必要條件,而其耐高溫老化的性質(zhì)又是泡沫鉆井液循環(huán)使用的重要因素,

2、所以選擇具有良好耐鹽耐溫性質(zhì)的起泡劑是研究的關(guān)鍵.本文選擇了耐鹽性極好并具有一定耐高溫性質(zhì)的表面活性劑 DM5512作為起泡主劑,其結(jié)構(gòu)中具有-SO3H、雙鍵或烯基和聚氧硅結(jié)構(gòu),-SO3H電荷密度大、水化性強,對外界陽離子的進攻不敏感,與雙鍵或烯基一起對金屬離子有螯合作用,而其聚氧硅結(jié)構(gòu)具有很好的高溫穩(wěn)定性.另外以甜菜堿、烷基糖苷、茶皂素、脂肪酸甲酯磺酸鈉等為起泡輔劑,其中甜菜堿、茶皂素也具有很好的耐鹽性.起泡主劑和起泡輔劑經(jīng)過復(fù)配得到

3、了具有很好耐鹽性且起泡能力強的起泡劑 QP-1.同時良好的泡沫穩(wěn)定劑也是泡沫體系穩(wěn)定的關(guān)鍵因素.本文對油田常用的穩(wěn)定劑進行了實驗研究,包括 CMC、 PAC、HPMC、 PAM等,最終篩選復(fù)配出耐鹽耐溫的穩(wěn)定劑 WD-1.泡沫體系的耐高溫老化能力的提高除了選用具有耐高溫分子結(jié)構(gòu)的起泡劑和穩(wěn)定劑外,還可以加入耐高溫輔助劑來提高整個泡沫體系耐高溫老化的能力.
　　泡沫體系的耐油性與泡沫液膜界面的性質(zhì)有著直接的關(guān)系.一般泡沫的表面膜為不

4、耐油的非極性膜,油的加入很容易導(dǎo)致泡沫的破滅,通過向泡沫體系中加入適當(dāng)物質(zhì),使其與吸附于界面膜的表面活性劑分子相互作用,增加界面膜厚度,改變界面溶油性質(zhì),形成一層親油但不溶油的弱極性膜,從而使得泡沫體系具有很好的耐油性.本文中選用的起泡劑和穩(wěn)定劑具有很好的協(xié)同作用,形成的泡沫界面膜具有很好的親油但不溶油的性質(zhì),泡沫體系在加入12％(體積分數(shù))的煤油的情況下還具有很好的穩(wěn)定性和起泡性.
　　泡沫體系除自身因素引起的衰變外,外界因素的

5、干擾也是一個很重要的原因,泡沫鉆井液在石油鉆井中常常遇到高礦化度、高溫、鉆屑的影響,考察評價泡沫鉆井液抵抗外界干擾的能力是非常重要的.本文通過對泡沫體系耐鹽、耐溫、耐油性質(zhì)的研究,最終研制出耐鹽、耐溫、耐油的泡沫鉆井液體系,并在室內(nèi)對其進行了評價,評價的內(nèi)容主要有耐鹽能力、耐高溫老化能力、耐油能力、耐鉆屑污染能力、耐水稀釋能力等,發(fā)現(xiàn)優(yōu)選出來的泡沫體系配方耐鹽能力達到了10萬礦化度(mg/L),耐130℃的高溫老化,耐油污染12％(體積