[发明专利]一种煤层气藏钻井用发泡剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种煤层气藏钻井用发泡剂及其制备方法和应用。以重量份计，该煤层气藏钻井用发泡剂的原料组分包括30‑50份的脂肪酸、0.5‑10份的亚硫酸钠、20‑40份的乙醇胺、10‑30份的甲酰胺、2‑9份的氢氧化钠、1‑10份的己内酰胺和250‑400份的水。本发明提供的发泡剂泡沫性能良好，将其应用于煤层气藏钻井中，能够循环重复使用，且能够保持较佳的发泡体积和半衰期，最大限度保护储层，具有良好的保持井壁清洁和上部地层防漏堵漏的作用。

技术领域

本发明属于煤层气藏钻井技术领域，涉及一种煤层气藏钻井用发泡剂及其制备方法和应用。

背景技术

能源的开发目标是多产出，获得更大收益，最大程度地获得产量。保护储层，最大限度保持储层的原有状态是化石能源高效开发的关键，然而当外来流体进入储层后，这些流体不可避免与储层岩石接触，而发生一系列物理-化学反应，造成储层损害，有时甚至延误对储层的正确认识。不同类型的储层，有着不同的储层特点，煤层气储层不同于常规油气储层的特点是，它是一种含有无机矿物、裂缝发育的孔隙性有机岩储层。有机岩特点，表明煤岩具有良好的疏水性；而孔隙性特点，表明具有吸附性。当外来流体进入储层，疏水性占主导地位时，对煤储层具有良好的保护作用，而吸附性占主导地位时，对煤储层造成损害，且吸附能力越强，对储层损害越严重。

欠平衡钻井是有效保护储层的方式之一，泡沫钻井属于欠平衡钻井，泡沫流体具有高粘度，低密度，有利于防漏堵漏、储层保护和保持井眼清洁。然而泡沫流体虽然是欠平衡流体，但它是一种水基流体，在对井眼反复冲刷过程中，会与井壁保持接触，煤岩孔隙的吸附性仍然在一定时间的条件下占主导地位，对储层造成损害。煤储层是以有机岩为主的孔隙性极为发育的油气储集层，煤层气吸附于这些孔隙中，且目前开发的煤层气储层埋深通常为1200m以浅。钻井流体是第一个进入地层的流体，对煤储层的损害往往是致命，因而要求煤层气开采过程中的钻井流体对煤储层损害最小。目前钻井用发泡剂均针对高温或抗油等不同地层环境，因而一种适合煤岩特点的发泡剂形成的泡沫流体更有利于煤储层保护，大幅度降低煤岩中的孔隙对流体的吸附，减少对煤储层的损害的发泡剂是煤层气高效开发所急需。目前常用的发泡剂均来自于日用化学工业，缺乏适合保护煤层气藏钻井专用发泡剂。

发明内容

为了解决上述技术问题，开发出一种适合煤层气藏钻井用的发泡剂，本发明的目的在于提供一种煤层气藏钻井用发泡剂及其制备方法和应用。该煤层气藏钻井用发泡剂应用于煤层气钻井中，保持钻井过程中的井眼清洁，可循环重复使用，最大限度保护储层。

本发明提供一种煤层气藏钻井用发泡剂，以重量份计，该发泡剂的原料组分包括：

上述煤层气藏钻井用发泡剂中，优选地，以重量份计，该煤层气藏钻井用发泡剂的原料组分包括：

上述煤层气藏钻井用发泡剂中，优选地，所述脂肪酸可以包括棕榈酸、月桂酸和油酸中的一种或多种的组合，但不限于此。

本发明还提供上述煤层气藏钻井用发泡剂的制备方法，其包括以下步骤：

步骤一，将脂肪酸、亚硫酸钠、乙醇胺、氢氧化钠和水加入到反应釜中，加热升温并搅拌均匀；

步骤二，然后加入甲酰胺和己内酰胺，继续加热搅拌，冷却后得到煤层气藏钻井用发泡剂。

上述制备方法中，优选地，在步骤一中，加热升温的温度为120-160℃；在步骤二中，加热的温度为120-160℃，搅拌时间为6h。

本发明还提供上述煤层气藏钻井用发泡剂在煤层气藏钻井中作为发泡剂的应用。

上述应用中，优选地，所述应用为将所述煤层气藏钻井用发泡剂形成稳定泡沫流体和/或硬胶泡沫流体应用于煤层气藏钻井中。

上述应用中，优选地，所述稳定泡沫流体的形成过程为：