新型微泡沫钻井液在大庆“三低”油藏中的应用

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钻井液技术介绍

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6．钾基聚合物钻井液钾基聚合物钻井液是一类以各种聚合物的钾（或铵、钙）盐和KCI为主处理剂的防塌钻井液。在各种常见无机盐中，以KCI抑制粘土水化分散的效果为最好；而聚合物处理剂的存在使该类钻井液具有聚合物钻井液的各种优良特性。因此，在钻遇泥页岩地层时，使用它可以取得比较理想的防塌效果。
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8．合成基钻井液合成基钻井液是以合成的有机化合物作为连续相，盐水作为分散相，并含有乳化剂、降滤失剂、流型改进剂的一类新型钻井液。由于使用无毒并且能够生物降解的非水溶性有机物取代了油基钻井液中通常使用的柴油，因此这类钻井液既保持了油基钻井液的各种优良特性，同时又能大大减轻钻井液排放时对环境造成的不良影响，尤其适用于海上钻井。
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1．分散钻井液分散钻井液是指用淡水、膨润土和各种对粘土与钻屑起分散作用的处理剂（简称为分散剂）配制而成的水基钻井液。其主要特点是：（1）可容纳较多的固相，较适于配制高密度钻井液。（2）容易在井壁上形成较致密的泥饼，故其滤失量一般较低。（3）某些分散钻井液，如以磺化栲胶、磺化褐煤和磺化酚醛树脂作为主处理剂的三磺钻井液具有较强的抗温能力，适于在深井和超深井中使用。缺点：除抑制性和抗污染能力较差外，还因体系中固相含量高，对提高钻速和保护油气层均有不利的影响。
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1．合成聚合物类处理剂合成聚合物主要用作钻井液降滤失剂、降粘剂、页岩抑制剂等。 2．天然改性高分子类处理剂改性天然材料来源丰富，价格低廉，在石油工业中有广泛的用途。可生物降解的天然大分子如淀粉纤维素作为主链结构可赋予材料以生物降解特性，使材料具有环保功能。 3．利用工业废料制备的钻井液处理剂利用工业下脚料制备钻井液处理剂技术性较强，油田化学工作者在这方面进行了一些研究工作。
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（二）国内外钻井液处理剂开发应用一、国外发展情况二、国内发展情况

可循环微泡沫钻井液性能研究

子纤维素ＨｖＰ — ＡＣ、聚丙烯酰胺Ｐｕ、黄元胶ＸＣ、进口生物聚合物Ｆｏｅ、羟乙基纤维素ＨＥｌｓｌｗｚｎＣ、聚丙烯酸钾ＫＰＡＭ、解聚丙烯酰胺ＨＰ水ＡＭ、物胶Ｊ植ＭＹ和ＪＪ，３０／ｎ高速搅拌１ｉＤ等在０ｍｉ下０ｒｒｎ０ａ
［收稿日期］２１０ —２０１— ８０［金项目］中国石油天然气集团公司海外重大科技专项工程项目（Ｏ８一６ｏ。基２ＯＥ１１）
［者简介］岳前升（９３）作１７一，男，１９年大学毕业，博士，副教授，现主要从事油田化学方面的研究工作。９６
［要］伊朗ＭＩ摘Ｓ油田属裂缝性碳酸盐岩油藏，压力系数０３～Ｏ４，是典型的衰竭性油藏，目前以水平．８．２井为主开发。为解决钻井过程漏失、井眼净化和储层保护等问题，开展了泡沫钻井液技术研究。以搅拌法优选出发泡剂和稳泡剂，在此基础上优选出可循环微泡沫钻井液配方：配浆水＋０２ＮｚＯ十０１．ａＣ。．
等配成０２溶液。在６０ｒｒｉ高速搅拌ｌｎ．００／ｎ下ａｍｉ，测定发泡体积和泡沫稳定情况，试验结果见表１。结果表明，发泡剂ＦＯＡＭ一２发泡体积及泡沫稳定性较好，可作为该泡沫钻井液的发泡剂。

可循环微泡沫钻井液应用初探

度地增加，微泡体积减小，微泡内部的压力增加，见图４ — ２。一旦钻头钻遇衰竭地层，微泡被迫通过低压地层的孔洞。在那里，储存在微泡中的一部分能量被释放，微泡开始膨胀，直到在气泡内外壁的压力达到平衡随着被增能的微泡挤入地层孔洞，外部的拉普拉斯力急剧增加，从而引起微泡的聚集和低剪切速率粘度（ＬＳＲＶ）的增加，由这种现象产生的微环境形成一种无固相的桥。
应用技术
பைடு நூலகம்Ｉ ■
ＣｈｉｎａｓｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｖｉｅｗ
可循环微泡沫钻井液应用初探
尹伟
（宁夏矿业开发公司宁夏
银川
７５００２１）
构特征上的显著差异：微气泡是以均匀、非聚集、非连续态存在的，从而保证了体系的可连续循环使用。在低剪速率条件下，通过实验研究得出的可循环微泡沫钻井液具有稳定性高，密度可调，滤失量小，抗盐、抗钙、抗温性能好等优点，防漏、堵漏、防塌等效果明显。
２．４微泡沫群体结构的动态封堵作用微气泡在渗漏压差作用下进入渗漏孔隙通道，在通道的狭窄处，气泡的形状和体积均发生改变，出现表面压力差，这便是所谓的“ 贾敏效应 ” 。在介质中
有稳泡物质存在时，微气泡在岩石表面的三相润湿周边的静摩擦力很大，周边被“ 硬化，微气泡将难以活动。微气泡的封堵和润湿周边硬化造成了微泡沫在孔隙中大量粘滞聚集，形成微泡沫群体结构。由于孔隙流动速度急剧减缓，微泡沫群体结构粘度上升很快。粘度上升又导致了聚集的加剧，如此反复作用，最终形成微泡沫群体结构尽可能多地封堵了渗漏孔隙孔道微泡沫群体在孔隙中的吸附聚集现象在试验中表现得很明显，当微泡沫钻井液流经渗漏砂床时，砂床发生体积膨胀，膨胀率达ｌ＿２，取出砂床观察，发现大大小小的微气泡充满

石油行业油气勘探开发技术创新方案

石油行业油气勘探开发技术创新方案第一章油气勘探开发技术概述 (2)1.1 油气勘探开发技术现状 (2)1.1.1 勘探技术现状 (2)1.1.2 开发技术现状 (2)1.2 技术发展趋势 (3)1.2.1 勘探技术发展趋势 (3)1.2.2 开发技术发展趋势 (3)第二章地震勘探技术创新 (3)2.1 高精度地震勘探技术 (3)2.1.1 技术原理 (3)2.1.2 技术特点 (4)2.2 四维地震勘探技术 (4)2.2.1 技术原理 (4)2.2.2 技术特点 (4)2.3 深海地震勘探技术 (4)2.3.1 技术原理 (4)2.3.2 技术特点 (5)第三章钻井技术创新 (5)3.1 钻井液技术创新 (5)3.2 钻头及钻具技术创新 (5)3.3 钻井工艺技术创新 (6)第四章油气田开发技术创新 (6)4.1 油气藏评价技术创新 (6)4.2 开发方案优化技术创新 (6)4.3 提高采收率技术创新 (7)第五章油气藏改造技术创新 (7)5.1 水力压裂技术创新 (7)5.2 酸化处理技术创新 (8)5.3 增产措施技术创新 (8)第六章油气田提高采收率技术 (8)6.1 注水驱油技术创新 (8)6.1.1 技术概述 (8)6.1.2 创新内容 (8)6.2 气驱油技术创新 (9)6.2.1 技术概述 (9)6.2.2 创新内容 (9)6.3 化学驱油技术创新 (9)6.3.1 技术概述 (9)6.3.2 创新内容 (9)第七章油气藏监测技术创新 (9)7.1 地面监测技术创新 (9)7.1.1 高精度地震勘探技术 (10)7.1.2 微地震监测技术 (10)7.1.3 地面地球物理监测技术 (10)7.2 地下监测技术创新 (10)7.2.1 钻井监测技术 (10)7.2.2 生产监测技术 (10)7.2.3 地下光纤监测技术 (10)7.3 遥感监测技术创新 (11)7.3.1 合成孔径雷达遥感技术 (11)7.3.2 高光谱遥感技术 (11)7.3.3 无人机遥感监测技术 (11)第八章油气田环境保护技术创新 (11)8.1 油气开采污染治理技术创新 (11)8.2 油气开采废弃物处理技术创新 (12)8.3 油气开采环保监测技术创新 (12)第九章油气行业智能化技术创新 (13)9.1 物联网技术在油气行业的应用 (13)9.2 大数据技术在油气行业的应用 (13)9.3 人工智能技术在油气行业的应用 (14)第十章油气勘探开发技术管理创新 (14)10.1 技术创新管理体系构建 (14)10.2 技术创新激励机制 (15)10.3 技术创新成果转化与推广 (15)第一章油气勘探开发技术概述1.1 油气勘探开发技术现状1.1.1 勘探技术现状当前，我国油气勘探技术取得了显著成果，主要包括以下方面：（1）地震勘探技术：地震勘探技术在我国已经得到广泛应用，主要包括二维、三维地震勘探和地震资料处理解释技术。

国内外无渗透钻井液的研究与应用

根据相关文献知识 … ，无渗透钻井液的核心技术是利用特殊聚合物处理剂（油溶或水溶）这，些处理剂具有极其广泛的ＨＢ值，Ｌ能有效封堵储层。当加入普通钻井液中，该聚合物形成组式的，膜形
成球状、状和片状）在井眼内液体的压力下，棒，这些膜在泥饼和井壁岩石表面浓集形成胶束，依靠聚合物胶束或胶粒界面吸力及其可变形性，能自适应封堵岩石表面较大范围的孔喉，泥饼和在井壁岩石表面形成致密无渗透膜，在井壁的外围
ｆ；４
其机理如图ｌ所示，其中ｌ表示成膜，２表示膜在溶液中成为可变形屏障，３表示钻井液滤失的早期阶段在岩石：面形成膜。表
收稿日期
２０１００５— ２— ６
第一作者简介刘霞，１８年生。女，９１长江大学石油工程
学院在凄研究生。地址（３０３：省荆州市长江大学４４２）湖北
２１防止地层伤害．无渗透钻井液封堵层形成速度快，泥饼薄，绝大部分固相聚集在渗透性地层表面，不会渗入储
３滤失性能评价方法
３１ＡＩ失仪（．Ｐ滤砂床）试法测钻井液的ＡＩ失（纸）验与砂床滤失Ｐ滤滤试
而提出的概念，一种可以在超低固相含量下，是超
泥页岩地层，使钻井液及其滤液完全隔离，不会渗
透到地层中，而实现近零滤失钻井，效保护油从有
气层。
低侵害所钻地层的钻井液体系。１１无渗透钻井液体系．无渗透钻井液体系是目前国内外都热切关注研制开发的一种新型钻井液体系，通过在常规钻井液中加入无渗透钻井液处理剂转化而成。与以往钻井液体系相比，该体系利用表面化学原理，实现在很短时间内，井液在岩石表面就形成一层钻

可循环泡沫钻井液在渤海油田的应用

降滤失剂和流型调节剂按照不同比例混合好，合称
为泡沫复合剂，现场配制时一起加入，以减少可循环钻井液配制时间。不同泡沫复合剂加量下的可循
环泡沫钻井液的流变性见表１。
表１不同泡沫复合剂加量下的钻井液流变性
１可循环微泡沫钻井液室内评价
通过室内实验发现，海水对可循环泡沫钻井液
具有消泡作用，因此选择２的淡水膨润土浆作为％
基浆。采用加人碳酸钙粉或ＫＣ进行密度调节，也１
可以采用加入消泡剂对体系进行消泡达到提高密度的目的，降低密度主要采用补充低密度胶液的形式。
可循环泡沫钻井液在渤海油田的应用
范白涛，刘小刚，何瑞兵，崔国杰，余红丽
（海石油（国）限公司天津分公司钻井部，天津）中中有
摘要渤海油田潜山地层压力系数低，裂缝、溶洞发育，钻井过程中钻井液漏失严重，因此研究和评价了一
进海上压力控制钻井］艺及相应的低密度钻井液技二术，对可循环泡沫钻井液进行了深入研究和分析评价，并成功地应用在了渤海油田潜山地层的探井和开发评价井钻井作业中，对于今后潜山地层的大规模开发具有重要的指导意义。
１．稳定性２
１方钻井液的泡沫体积为２５ｍＬ，密度为配６
０３／ｍ．３ｇｃ，出液时间大于２，半衰期大于２。７４ｈ４ｈ

无固相弱凝胶钻井液配方优化及在塔里木油田的应用

74. 2
自来水 + 7 % KCl + 15 %NaCl + 10 %CaCl2 (高纯) 77. 1
自来水 + 7 % KCl + 15 %NaCl + 10 %MgCl2 (分析纯) 55. 8
65 %CaCl2 (2) 饱和溶液
80. 7
65 %CaCl2 (1) 饱和溶液 (ρ= 1. 34 g/ cm3 ) 65 %CaCl2 (高纯) 饱和溶液 (ρ= 1. 37 g/ cm3 )
1 不同组分对无固相弱凝胶钻井液性能的影响
1. 1 无机盐的影响
根据 Peter and Bell 的研究结果 ,表面张力的大
小与泡沫稳定性密切相关。在黏度相近的情况下 , 溶液表面张力降低将有利于起泡[2] 。表面张力是液体分子之间的亲和力在表面的一种体现 ,表面张力相对较小的液体在剪切作用下更容易形成泡沫。实验采用 Sigma703 型表面张力测试仪 ,对使用氯化钠 (工业品) 、氯化钾 (工业品) 、氯化钙工业品 (1) 、氯化钙工业品 (2) 、进口高纯度氯化钙等配制的不同盐水的表面张力分别进行了测试 ,结果见表 1 。
表 3 加入增黏剂前后不同氯化钙盐水溶液的起泡率
样品 1 # :自来水 + 20 %CaCl2 (2)
ρ
V1/ V0
t1/ 2
g/ cm3
%
min
1. 23
0
0
2 # :自来水 + 20 %CaCl2 (1)
1. 21
0
0
3 # :井场水 + 20 %CaCl2 (2)
1. 23
0

0
4 # :井场水 + 20 %CaCl2 (1)

储层伤害分析与预防保护及解堵技术优化

储层伤害分析与预防保护及解堵技术优化作者：张平，王多才，王海峰，付亚平，王健，朱子恒，黄发木，余长江来源：《粘接》2023年第12期摘要：为了预防储层伤害的发生，屏蔽暂堵技术已经在第1代的“1/3架桥规则”的基础上优化了暂堵剂颗粒的选择、物理化学膜的形成、降低表面张力的仿生超双疏剂的研发，解决了第1代暂堵技术暂堵剂颗粒选择困难的问题。

对于在钻完井过程中已经受到损害的储层，酸化解堵技术以及物理解堵技术的出现，使得损害问题得到了一定的解决。

研究对钻完井过程中储层伤害类型、储层伤害的预防以及解决已发生储层伤害的解堵技术方法进行了综述，为学者在研究解堵技术方面提供借鉴。

关键词：储层伤害；储层保护技术；钻井液；解堵技术中图分类号：TE258文献标志码：A文章编号：1001-5922（2023）12-0119-04Reservoir damage analysis，prevention and protectionand optimization of plugging technologyZHANG Ping1，WANG Duocai1，WANG Haifeng1，FU Yaping1，WANG Jian1，ZHU Ziheng1，HUANG Famu1，YU Changjiang2*（1.West-East Gas Transmission Company of National Pipeline Network Group，Shanghai 210002，China;2.National Engineering Research Center for Oil and Gas Drilling and Completion Technology，China University of Petroleum （Beijing），Beijing 102249，China）Abstract：In order to prevent the occurrence of reservoir damage，the shielding temporary plugging technology has optimized the selection of temporary plugging agent particles，the formation of physical and chemical film，and the research and development of bionic ultra-double hydrophobic agent to reduce the surface tension on the basis of the first generation of “1/3 bridging rule”，and solving the problem of difficulty in the selection of temporary plugging agent particles of the first generation of temporary plugging technology.For the reservoir that have been damaged in the process of drill and completion，the emergence of acidizing plugging removal technology and physical plugging removal technologies has solved the damage problem to a certain extent.This paper reviewsthe types of reservoir damage，the prevention of reservoir damage，and the plugging removal technology to solve the existing reservoir damage in the process of drilling and completion，which can provide reference for scholars in the research of plugging removal technology.Key words：reservoir damage;reservoir protection technology;drilling fluid;plug removal technology在儲层原始状态条件下，地层中岩石、粘土矿物以及内部流体处于一种平衡状态，在对储层进行钻完井等作业时，可能会打破储层平衡状态，对储层造成伤害，进而导致储层渗透率下降。

钻井液完井液处理剂大全三卷

-
-
=
-
-
线性石蜡
)
(
CH
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其它钻井液/完井液处理剂
4、甲基葡萄糖甙钻井液
MEG是甲基葡萄糖甙的英文缩写。MEG钻井液体系是近期研制成功的一种新型无环境污染的钻井液体系。其各种性能几乎可与油基钻井液相比拟，具有广泛的应用前景。 MEG是葡萄糖的衍生物，无毒性且易于生物降解，糠虾半致死质量分数96hLC50值大于500，000mg/l。 MEG钻井液配方简单、配制和维护容易，并具有较强的页岩抑制性能、优异的润滑性能、良好的储层保护特性和体系稳定性。
#2022
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堵漏剂
堵漏材料
堵漏材料
无机凝胶类堵剂
高失水堵漏材料
暂堵性堵漏材料
桥接堵漏材料
高分子化学堵漏材料——详见下页
固化剂堵漏材料
组成——水泥、石膏、石灰等混合浆液，以水泥为主。水基——水泥浆、胶质水泥浆（加膨润土粉）、石膏水泥浆、纤维水泥浆、触变水泥浆、“1232”堵漏剂：由膨润土、水泥、生石灰（稠化剂）、氯化钙（促凝剂）。油基——柴油水泥浆、原油水泥浆、柴油坂土水泥浆。
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有机阳离子聚合物对粘土的稳定机理 1）电性“中和”抑制粘土的水化膨胀阳离子聚合物链上的正电性原子或基团与粘土上的低价阳离子发生交换，大分子链上众多的正电性原子或基团“中和”了粘土晶层间和表面的负电荷，使晶层和颗粒间的静电斥力减小，晶层收缩而不易水化膨胀。 2) 聚合物吸附层阻止粘土的水化作用阳离子聚合物与粘土间强烈的静电引力，范德华力，使大分子牢固地吸附在粘土和其它微粒上，形成一层吸附层，从而阻止了粘土的水化作用。 3) 多点吸附控制了粘土及微粒的分散运移聚合物长链可同时吸附到多个晶层与微粒上，从而抑制了粘土的分散和运移，正是由于阳离子聚合物的多点吸附，使吸附作用力强，在外力的作用下要同时脱附非常困难，加之阳离子聚合物本身的稳定性，所以可抗酸、碱、油、水的冲洗，即稳定具有长效性。

钻井液完井液新技术

7 气体型钻井完井流体
是指钻井流体中含有人为充入气体的一类钻井完井流体。
可用于低压、裂缝油气田、稠油油田、强水敏性油气层、低压低渗油气层、易发生严重漏失的油气藏和能量枯竭油气藏实现近平衡压力钻井或负压差钻井。
特点：密度低、失水量小、不易发生漏失、钻井速度快和保护油气层的效果好。
21
新型钻井液体系
优点：
① 无毒，可生物降解，对环境无污染，钻井污水、废弃钻井液、钻屑等物可以向海洋排放。
②
该体系润滑性能好、护壁防塌能力强，对油气层污染程度小。
应用：
国外已在海上水平井或大位移定向井中推广应用，我国已在南海使用合成基钻井液体系。
14
新型钻井液体系
4 深井抗高温钻井液
4.1 对深井抗高温钻井液性能要求
22
新型钻井液体系
7.2 雾化钻井完井流体
是空气钻井的一种改进。向井内加入少量发泡液,使钻屑、空气和液体形成雾状流体一起返出井口。
雾化钻井完井流体主要由空气、发泡剂、防腐剂和少量水构成。具有空气钻井的所有优点,克服了空气钻井在产水地层不能使用的缺点。需要空气量比空气钻井多30～40%,要求有更大的空压设备。
高价的金属离子、阳离子型聚合物等它们能够中和粘土表面的负
电荷，降低粘土颗粒的ξ电位，削弱粘土的水化效应，有利于井壁稳定。然而这些使井壁稳定措施都不利于钻井液的胶体稳定，造成钻井液
的滤失量大幅度上升。
4
新型钻井液体系
负电分散体系正电分散体系
矛盾
利于钻井液稳定
利于井壁稳定
（1）钻井液体系的发展：水→细分散→粗分散→不分散；
是将气体在井口充入钻井液中，形成以气体为分散相、液体为连续相的分散体系，通过使用稳定剂使气体可以均匀分散在液体中，形成充气钻井完井流体。

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新型微泡沫钻井液在大庆“三低”油藏中的应用王亮中国石油大庆钻探工程公司钻井三公司（黑龙江大庆163413）

摘要大庆油田“三低”油藏具有低压、低渗、低丰度及黏土含量高的特点，开采难度大。使用油基和水基钻井液存在高成本、高污染和储层损害等问题，常规微泡沫钻井液又面临着发泡剂发泡能力差、半衰期短等问题。因此，以合成出的表面活性剂QF-1和QF-2作为发泡剂，再通过优选稳泡剂等，研制出一套适用于大庆“三低”油藏的新型微泡沫钻井液。室内评价实验表

明，该体系密度在0.9~1.02g/cm3之间，半衰期超过45h，滚动回收率大于90%，不同孔径砂床封堵承压能力在8MPa以上，能抗3%盐侵和20%土侵。

关键词微泡沫；发泡剂；稳泡剂；钻井成本AbstractThe"threelow"reservoirsinDaqingOilfieldarecharacterizedbylowpressure,lowpermeability,lowabundanceandhighclaycontent,whichmakeitdifficulttoexploit.Theuseofoil-basedandwater-baseddrillingfluidsinthistypeofreservoirswillcausetheproblemsofhighcost,highpollutionandreservoirdamage,andtheuseofconventionalmicrofoamdrillingfluidisalsofacedwithproblemssuchaspoorfoamingabilityandshorthalf-lifeoffoamingagents.Forthisreason,anewtypeofmicrofoamdrillingfluidsuit⁃ablefor"threelow"reservoirsinDaqingwasdevelopedbyusingsurfactantQF-1andQF-2asfoamingagentandbyoptimizingfoamstabilizer.Laboratoryevaluationexperimentsshowthatthedensityofthesystemis0.90~1.02g/cm3,thehalf-lifeismorethan45hours,therollingrecoveryrateismorethan90%.Thesealingcapacityofsandbedswithdifferentporesizesismorethan8MPa,andthesys⁃temcanresist3%saltinvasionand20%soilinvasion.Keywordsmicrofoam;foamingagent;stabilizer;drillingcost

作者简介：王亮（1980—），男，工程师，从事钻井技术管理工作。大庆“三低”油藏具有低压、低渗、低丰度及黏土含量高的地质特点。平均坍塌压力系数在0.7左右，平均储层压力系数0.98左右，渗透率为(0.01～250)×10-3μm2，平均孔隙度为15%，平均黏土矿物含量为16%。低压和低丰度使油藏精细评价难度加大，而且较低的地层压力使钻井液滤液和有害固相在压差作用下更易进入储层，较低的渗透率和较高的膨胀性黏土矿物含量，使储层易发生黏土膨胀、分散、运移而产生水锁、水敏损害[1-3]，且钻井过程中易发生钻井液漏失。为开发好“三低”油藏，常采用欠平衡钻井方式钻井，欠平衡油基钻井液高成本、高污染；欠平衡雾化、泡沫钻井液成本高，易发生井下复杂；欠平衡玻璃微珠钻井液成本也居高不下，且玻璃微珠不易回收，而微泡沫钻井液又存在发泡能力差、半衰期短等技术难题[1-3]。因此，以合成的两种发泡剂为基础，最终形成一套适合大庆“三低”油藏的新型微泡沫钻井液技术。1实验部分1.1试剂及仪器主要试剂：含胺基化合物（工业品）、去离子水、烷基酰胺（工业品）、氢氧化钠（分析纯）、表面活性剂等。主要仪器：高温高压反应釜、高温滚子炉、六速旋转黏度计、堵漏评价模拟装置、量筒、秒表等。1.2实验方法1.2.1实验原料及合成工艺

将一定的胺基化合物加入到微型高温高压反应釜中，并添加去离子水稀释至制定浓度。称取一定量的含有长链的烷基酰胺单体，与NaOH配制成1:1的混合溶液。缓慢将反应釜温度升高至50~

60℃，在开动搅拌桨的情况下，将混合溶液通过加

料装置缓慢加到反应釜中。加料完毕后，继续反应2~3h，即可得到乳白色的表面活性剂QF-1。通过

改变单体浓度和反应工艺可合成出表面活性剂QF-2。1.2.2发泡剂性能评价

在室内采用半衰期法对合成的两种发泡剂和其他种发泡剂进行对比。实验过程如下：将0.25%的发泡剂加入到100mL自来水中，在10000r/min条件下高速搅拌5min，然后将搅拌杯中的泡沫液转移到带刻度的量筒中测量发泡体积、出液时间（第一滴液体析出时间）和半衰期（从泡沫液中分离出

2019年4月第35卷第4期石油工业技术监督TechnologySupervisioninPetroleumIndustryApr.2019Vol.35No.450mL液体时间）。2结果与讨论2.1发泡剂性能评价依据1.2.2实验方法，对合成的表面活性剂QF-1、QF-2进行发泡性能评价，实验结果如表1所示。由表

1可知，与其他种类发泡剂相比，合成的发泡剂QF-1

和QF-2具有较强的发泡能力，出液时间较长，且半衰期长，因此选择QF-1和QF-2作为该体系的发泡剂。

综合考虑发泡剂的发泡性能、成本等因素，将合成的QF-1和QF-2两种发泡剂进行复配使用，对发泡量和半衰期进行测量，实验结果如表2所示。从表2可以得知，将两种发泡剂按照各自50%的比例复配比较合理，所生成泡沫细密均匀，发泡体积、出液时间和半衰期均有增加，而且体系较稳定，所以选择发泡剂的复配比例：50%QF-1+50%QF-2。由于合成的两种发泡剂含有的亲水亲油基团数量平衡，首先具有较强的发泡能力；其次由于液膜具有一定的黏弹性和强度，这在形成泡沫承压能力强，不易破裂；形成气泡的粒径范围多在20~100μm，形成的微泡沫外观为圆形，由较厚的液膜包裹

空气内核，气泡均独立悬浮在基液中，由于液膜厚度较大，所以稳定性较好[4-6]。在地下钻井过程中，形成的微泡沫具有更强的承压能力和抗污染能力，不会因为泡沫破裂而增加发泡剂和稳泡剂的加量。

2.2微泡沫钻井液体系研究与性能评价2.2.1稳泡剂优选

在室内评价了生物聚合物XC、聚阴离子纤维素PAC-LV、羧甲基纤维素CMC和改性淀粉这几种稳

泡剂的稳泡能力，实验结果如表3所示。从表3可知，PAC-LV和XC具有较强的泡沫稳定能力，同时与发泡剂具有较好的协同作用，可以实现对半衰期的控制，实现微泡沫钻井工艺，所以选用PAC-LV和XC作为稳泡剂。

XC、PAC-LV同属于增黏性稳泡剂，XC能抗温至80℃，PAC-LV能抗温至160℃，为了获得更好的稳泡效果，所以将XC和PAC-LV进行复配使用，复配后的发泡效果如表4所示。从表4可知，复配的稳泡剂中70%XC和30%PAC-LV组合，稳泡效果最好，泡沫均匀细小，其他复配组合稳泡效果较差。这是因为单一稳泡剂在泡沫表面形成的水化膜厚度较低，容易破裂，将两种稳泡剂复配使用，能使泡沫在较高温度环境条件下具有一定的厚度，提高高温高压条件下的稳定性[7-10]。因此稳泡剂复配比例70%XC+30%PAC-LV。

2.2.2微泡沫钻井液配方在优选出两种发泡剂和两种稳泡剂的基础上，通过室内配伍性研究和对配方优化，形成微泡沫钻井液配方如下：4%膨润土浆+0.2%~0.3%PAC-HV+0.1%~0.2%包被抑制剂+1.0%~1.5%降滤失剂+

0.02%~0.04%QF-1+0.02%~0.04%QF-2+0.01%~0.03%XC+0.005%~0.01%PAC-LV。2.2.3微泡沫钻井液性能评价

按照该配方在室内配制了微泡沫钻井液，对其泡沫稳定性、抑制性、抗温性和抗污染等相关性能进行了评价。2.2.3.1常规性能评价对微泡沫体系的常规性能的测量在一定程度上

发泡剂QF-1QF-21821MATKAESNAEO-9发泡体积/mL630750150100460750出液时间/s58706003030半衰期/s308

4782400252145

表1不同发泡剂的发泡性能对比

编号12345QF-1/%3040506070QF-2/%7060504030发泡量/mL650700750600570出液时间/s7284786965半衰期/s256295330136125

表2发泡剂复配性能数据表

名称XCPAC-LVCMC改性淀粉发泡量/mL600640530420半衰期/min329312200105发泡效果泡沫细腻、均匀泡沫小、均匀泡沫较大、较均匀泡沫较大、不均匀

表3稳泡剂稳泡性能数据表

编号12345XC/%3040506070PAC-LV/%7060504030发泡量/mL

590535505520610半衰期/min6569105180240

发泡效果泡沫较均匀，含部分小泡泡沫较均匀，含部分小泡泡沫较均匀，含部分小泡泡沫较均匀，含部分小泡泡沫非常均匀

表4稳泡剂复配结果

王亮：新型微泡沫钻井液在大庆“三低”油藏中的应用··55