一种煤层气藏钻井用发泡剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

Foaming agent for drilling coal seam gas reservoir and preparation method and application thereof

The invention provides a foaming agent for drilling in a coalbed gas reservoir, a preparation method and an application thereof. By weight, the seam gas drilling with foaming agent composition of raw materials including 30 50 fatty acids, 0.5 10 copies, 40 copies of the 20 sodium sulfite ethanolamine, 10 formamide, 30 copies of the 2 9 sodium hydroxide and 1 10 copies of caprolactam and 250 400 water. The invention provides a foam with good performance, its application in coalbed gas drilling can be used repeatedly, and can maintain better foam volume and half-life, to maximize the protection of the reservoir, has good wellbore cleaning and upper formation plugging effect.

【技术实现步骤摘要】
一种煤层气藏钻井用发泡剂及其制备方法和应用
本专利技术属于煤层气藏钻井
，涉及一种煤层气藏钻井用发泡剂及其制备方法和应用。
技术介绍
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。
技术实现思路
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，本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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：通过泡沫泵将所述煤层气藏钻井用发泡剂与基液在钻柱内混合，于钻头井眼出形成稳定泡沫流体；其中所述煤层气藏钻井用发泡剂与所述基液质量比为(1％-3％)：1。上述所提到基液主要由水、泥页岩抑制剂、缓蚀剂和增稠剂等配制而成，根据不同地层情况合理选择，所采用的泥页岩抑制剂、缓蚀剂和增稠剂等均为本领域常规处理剂。上述应用中，优选地，所述硬胶泡沫流体的形成过程为：在钻井液基础上加入上述煤层气藏钻井用发泡剂，形成硬胶泡沫流体；其中，所述煤层气藏钻井用发泡剂的添加量保证控制钻井液的密度大于0.7g/cm3。上述所提到的钻井液为本领域常规钻井液，其主要是由钠基膨润土、增粘剂、降滤失剂、泥页岩抑制剂、降粘剂、润滑剂、杀菌剂、无机盐和加重材料等中几种或全部与水配制而成，根据不同地层情况合理选择，所采用的钠基膨润土、增粘剂、降滤失剂、泥页岩抑制剂、降粘剂、润滑剂、杀菌剂、无机盐、加重材料等均为本领域常规处理剂。本专利技术煤层气藏钻井中的煤层气主要为煤层甲烷，即瓦斯。富集于高瓦斯煤矿，在煤炭开采过程中，如果提前将这些富集的瓦斯通过地面开采，从能源利用角度，它是一种绿色能源，是能源大家庭中的一员；从安全角度，煤层气的地面高效开采，将大大有利于煤炭安全生产，更有利于煤矿工作人员的生命安全。然而煤层气吸附于有机煤岩的孔隙中，有机岩具有一定的疏水性，孔隙性又具有一定的吸附性，当疏水性占主导地位时，对煤储层具有良好的保护作用，而当吸附性占主导地位时，就会对煤储层造成煤储层的损害。当水基外来流体进入储层中，通常是疏水先占主导地位，随着水基流体与孔隙性煤层接触时间的增加，孔隙性会逐渐占主导地位，因而通过本专利技术煤层气藏发泡剂形成的泡沫钻井流体，从而提高钻井速度和减少流体对煤层气损害层面，能够大大提高煤层气的开采效率。本专利技术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。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本专利技术的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本专利技术的可实施范围的限定。实施例1本实施例提供一种煤层气藏钻井用发泡剂中，以重量份计，该煤层气藏钻井用发泡剂的原料组分包括：本实施例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，按照上述原料添加量，将月桂酸、亚硫酸钠、乙醇胺、氢氧化钠和水加入到搪瓷衬底的反应釜中，在不断搅拌的条件下升温至130℃；步骤二，然后按照上述原料添加了加入甲酰胺和己内酰胺，继续于130℃加热搅拌6h，冷却至90℃时，停止搅拌，自然冷却至室温，得到黄色或淡黄色液体，即为煤层气藏钻井用发泡剂。本实施例还提供上述煤层气藏钻井用发泡剂在煤层气藏钻井中的应用。在本领域常规钻井液基础上加入上述煤层气藏钻井用发泡剂，形成硬胶泡沫流体；其中，所述煤层气藏钻井用发泡剂的添加量保证控制常规钻井液的密度为0.78g/cm3。将该硬胶泡沫流体用于某地煤层气现场的某一平台的5口井。实验表明该平台上部地层的漏失减少率、下钻遇阻和卡钻等事故发生率平均低于该区块其它平台53％以上，增产率高于该区块其它平台32％以上。同一区块对比，漏失发生率降低67.3％，未遇下钻遇阻和卡钻事故。实施例2本实施例提供一种煤层气藏钻井用发泡剂中，以重量份计，该煤层气藏钻井用发泡剂的原料组分包括：本实施例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，按照上述原料添加量，将月桂酸、亚硫酸钠、乙醇胺、氢氧化钠和水加入到搪瓷衬底的反应釜中，在不断搅拌的条件下升温至130℃；步骤二，然后按照上述原料添加了加入甲酰胺和己内酰胺，继续于130℃加热搅拌6h，冷却至90℃时，停止搅拌，自然冷却至室温，得到黄色或淡黄色液体，即为煤层气藏钻井用发泡剂。实施例3本实施例提供一种煤层气藏钻井用发泡剂中，以重量份计，该煤层气藏钻井用发泡剂的原料组分包括：本实施例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，按照上述原料添加量，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤层气藏钻井用发泡剂，以重量份计，该煤层气藏钻井用发泡剂的原料组分包括：

【技术特征摘要】
1.一种煤层气藏钻井用发泡剂，以重量份计，该煤层气藏钻井用发泡剂的原料组分包括：2.根据权利要求1所述的煤层气藏钻井用发泡剂，其特征在于，以重量份计，该煤层气藏钻井用发泡剂的原料组分包括：3.根据权利要求1或2所述的煤层气藏钻井用发泡剂，其特征在于：所述脂肪酸包括棕榈酸、月桂酸和油酸中的一种或多种的组合。4.权利要求1-3任一项所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。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：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...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖晓晴，鲜保安，康晓娜，田毅，李彦琴，陈华兵，王金宏，杨峥，孙月明，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团钻井工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11