[发明专利]一种欠平衡钻井用泡沫钻井液及其应用方法

说明书

本发明属于钻井领域，涉及一种欠平衡钻井用泡沫钻井液及其应用方法。该泡沫钻井液由糖苷类两性离子发泡剂、聚合物助剂和水组成，具体比例为：糖苷类两性离子发泡剂1‑10份、聚合物助剂0.05‑1.00份、水100份。本泡沫钻井液的应用方法包括发泡剂溶液、聚合物助剂溶液的配置及混合，泡沫钻井液中固相的分离及循环基液的回收等步骤。本发明兼具较好的起泡能力和抑制性能，体系简单，易于配制。

技术领域

本发明涉及钻井领域，具体涉及一种欠平衡钻井用泡沫钻井液及其应用方法。

背景技术

泡沫钻井是利用空气或氮气等气体与发泡剂基液混合形成的蜂窝状泡沫流体作为钻井液的钻井方式，泡沫流体较常规泥浆钻井液密度低，井底压持效应小，不仅能够有效控制钻井液循环漏失、提高机械钻速，而且能够减轻储层伤害，保护低压油气藏。

与纯气体钻井相比，泡沫流体粘度和切力高，悬浮和携岩能力强，能够有效解决气体钻井钻遇地层出水时无法顺利施工的技术难题，是漏失量较大的裂缝储层、压力衰竭地层和低压低渗地层等油气藏勘探开发较为理想的钻井技术之一。

但在钻遇水敏性泥页岩地层时，由于泥页岩在泡沫钻进过程中的水化，泡沫循环基液的粘度极易快速增加，进而影响基液的起泡性能，现场施工时为解决这种问题，一般都在基液中加入大量的清水进行稀释，同时补加助剂来维持基本性能，导致钻井结束时产生大量的废水，一般千米以内的一开井段采用泡沫钻的方式废水可达到500-2000立方甚至更多，在目前的环保态势下，严重制约了泡沫钻井方式的应用。

为了解决泡沫钻井过程中由于泥页岩水化导致泡沫基液粘度快速上升产生大量废水等问题，众多研究集中于提高泡沫钻井液体系的抑制性能。

中国专利CN101798499B公开了一种钻井用强抑制性防塌泡沫液，其配方为0.1份稳泡剂（0.05g高粘羧甲基纤维素+0.05g黄原胶）+0.4份发泡剂（0.15份十二烷基硫酸钠K-12 + 0.15份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES + 0.05份聚乙二醇辛基苯基醚OP-10 +0.05份商品发泡剂SW-1）+2.6份防塌剂（0.3份次生有机阳离子形成剂CSJ-1 + 0.3份泥页岩抑制剂阳离子I + 2份氯化钾）+3份降滤失剂（2份羧甲基淀粉 + 1份碳酸钙）。

中国专利CN104232038A公开了一种无固相强抑制泡沫钻井液，具体组成为水100份+纯碱0.25-0.35份+泡沫稳定剂0.5-1.5份+抑制剂1-2份+降滤失剂1-2份，高效发泡剂0.5-1份。

中国专利CN102796498B公开了一种泡沫钻井液，由发泡剂0.5-2.0%+稳泡剂0.2-0.5%+泥页岩抑制剂2-10%+泥页岩稳定剂0.2-1.0%+水组成。

由于发泡剂的起泡性能受体系的组成变化影响较大，上述已公开的体系存在组成相对复杂，性能调控窗口窄等问题，给现场使用带来了潜在的风险。

发明内容

为克服目前技术存在的不足，本发明为应对泡沫钻井过程中抑制性和起泡能力的双重要求，提供一种具有较强抑制性能的泡沫钻井液。

本发明提供的钻井液体系利用糖苷类两性离子发泡剂同时兼具的起泡、润滑和抑制性能，辅以聚合物助剂来调节泡沫稳定性和提供包被抑制性能，本体系组成简单，调控和使用相对方便。

本发明所采用的技术方案为，欠平衡钻井用泡沫钻井液包括如下组份：

糖苷类两性离子发泡剂：1-10份

聚合物助剂：0.05-1.00份

水：100份。

本发明所述糖苷类两性离子发泡剂具有如下结构式：

。