專利名稱：地?zé)徙@井中抗高溫泡沫流體保護(hù)劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地?zé)衢_(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及開(kāi)發(fā)地?zé)徙@井技術(shù)領(lǐng)域，是一種地?zé)徙@
井中使用的抗高溫泡沫流體的保護(hù)劑。
背景技術(shù)：
地球的深部蘊(yùn)藏著巨大的熱能。在地質(zhì)條件的控制下，通過(guò)一定介質(zhì)以熱蒸汽、 熱水、干熱巖等形式向地殼的某一范圍聚集，形成地?zé)豳Y源。預(yù)計(jì)地球蘊(yùn)藏的地?zé)崮芗s為 14. 5X1(^J，折合4948萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。這么豐富的地?zé)豳Y源通過(guò)科學(xué)、合理的開(kāi)發(fā)利用，使 之成為可供人類利用的一種新型能源已成為當(dāng)務(wù)之急。地?zé)豳Y源作為替代傳統(tǒng)化石燃料， 是解決能源短缺及環(huán)境污染問(wèn)題的新能源之一；它還是一種廉價(jià)、清潔、可再生、可持續(xù)使 用的能源，在環(huán)保意識(shí)逐漸深入人心的今天，日益受到人們廣泛的關(guān)注。
高溫地?zé)豳Y源的地?zé)釡囟韧ǔＴ?50°C以上。地?zé)豳Y源一般儲(chǔ)藏于裂縫性、高孔隙 的地層中。在地?zé)徙@井過(guò)程中，地?zé)峋o水液柱壓力低壓儲(chǔ)層，因此地層漏失給地?zé)徙@井技 術(shù)帶來(lái)了很多困難。而泡沫流體鉆井是解決地層漏失這一問(wèn)題的最佳方式之一。原有的石 油鉆井泡沫流體只能在溫度較低的情況下使用，對(duì)于地?zé)峋@井不能使用。當(dāng)?shù)貙訙囟冗_(dá) 到15(TC以上的情況下，發(fā)泡劑失去起泡能力，不能形成泡沫，在鉆井過(guò)程中反映出來(lái)的是 井口斷流，沒(méi)有或只有少量流體返出。更談不上抗鹽、抗鈣和抗污染能力，因而必須改用其 它的鉆井方式完成地?zé)峋@探。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種地?zé)徙@井中抗高溫泡沫流體保護(hù)劑，應(yīng)用于地?zé)徙@井 中，在原有泡沫流體的基礎(chǔ)上加入本發(fā)明的抗高溫保護(hù)劑，使泡沫流體提高抗高溫能力，在 井底溫度150 30(TC的情況下，泡沫流體仍然具有良好的攜屑和堵漏作用，不影響原泡沫 流體的抗鹽、抗鈣和抗污染能力。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是地?zé)徙@井中抗高溫泡沫流體保護(hù)劑，其特征是 —、組成地?zé)徙@井中抗高溫泡沫流體保護(hù)劑包括 硅酸鈉、偏硅酸鈉、氫氧化鈉、甲酰胺、乙酰胺、醋酸鉀和水。
其中 偏硅酸鈉是硅酸的一種鹽，分子式為Na2Si03 nH20。偏硅酸鈉是普通泡化堿與燒 堿水熱反應(yīng)而制得的低分子晶體。偏硅酸鈉包括無(wú)水偏硅酸鈉、五水偏硅酸鈉或九水偏硅 酸鈉。 甲酰胺是甲酸衍生出的酰胺，分子式為HCOMV無(wú)色液體，與水混溶，有與氨類似 的氣味。 乙酰胺，分子式為C具NO，無(wú)色、透明、針狀結(jié)晶體，溶于水。 醋酸鉀，分子式為CH3C00K，白色結(jié)晶，呈細(xì)顆?；蚍勰瓲?，易溶于水。 各組分的重量份為
硅酸鈉(工業(yè)品)10 50份； 偏硅酸鈉(工業(yè)品)0. 5 10份； 氫氧化鈉(工業(yè)品)0. 1 3份； 甲酰胺(工業(yè)品)3 50份； 乙酰胺(工業(yè)品)30 80份； 醋酸鉀(工業(yè)品)1 20份； 水:200 300份。 各組分都屬于工業(yè)產(chǎn)品，市場(chǎng)有銷售。 抗溫能力比較好的地?zé)徙@井中抗高溫泡沫流體保護(hù)劑，各組分的重量份為 硅酸鈉10 30份； 偏硅酸鈉0. 5 4份； 氫氧化鈉1 3份； 甲酰胺5 30份； 乙酰胺50 80份； 醋酸鉀1 10份； 水:200 250份。 二、制備 主要設(shè)備 具有攪拌、加熱、冷卻系統(tǒng)的常壓不銹鋼反應(yīng)釜。 地?zé)徙@井的抗高溫泡沫流體保護(hù)劑的制備方法 首先將硅酸鈉、偏硅酸鈉、氫氧化鈉和水四種組分按比例加入到常壓不銹鋼反應(yīng) 釜中，不斷攪拌，并升溫至60 65°C ; 當(dāng)溫度升至60 65t:時(shí)，按比例加入甲酰胺和乙酰胺，按比例緩慢均勻加入醋酸
鉀(在實(shí)驗(yàn)室采取滴定)；攪拌，當(dāng)溫度升至8o士rc時(shí)，保持8o士rc恒溫加熱4小時(shí)，然
后停止加熱； 邊攪拌邊冷卻，至室溫后出料，得到地?zé)峋@井中抗高溫泡沫流體保護(hù)劑。
三、使用 將地?zé)徙@井的抗高溫泡沫流體保護(hù)劑均勻溶于地?zé)岚l(fā)泡鉆井液中，地?zé)徙@井的抗 高溫泡沫流體保護(hù)劑與地?zé)岚l(fā)泡鉆井液的重量比為0. 5 4%?？垢邷乇Ｗo(hù)劑和含有發(fā)泡 劑的地?zé)徙@井液混合均勻，注入到地?zé)徙@井井筒中，當(dāng)混合液體通過(guò)鉆頭水眼后形成抗高 溫的泡沫流體。 本發(fā)明的有益效果本發(fā)明地?zé)徙@井中抗高溫泡沫流體保護(hù)劑，通過(guò)損失抗高溫 保護(hù)劑的辦法使泡沫流體保持其發(fā)泡力，通過(guò)提高泡沫液膜的強(qiáng)度和含水量保持泡沫液膜 的粘彈性，明顯地提高了泡沫流體的抗溫能力。在原有泡沫流體抗溫能力基礎(chǔ)上，加入高 溫泡沫流體保護(hù)劑能進(jìn)一步提高泡沫流體抗溫性?？箿啬芰脑瓉?lái)泡沫流體的極限溫度 150°C ，提高到300°C 。通過(guò)使用抗高溫保護(hù)劑能顯著提高泡沫流體的抗溫能力，泡沫流體具 有良好的泡沫性能，并不影響原泡沫流體的抗鹽、抗鈣等抗污染能力；并能提高泡沫流體的 攜砂能力，保持井眼清潔，從而為正常鉆進(jìn)提供保障。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例1 : 地?zé)徙@井中抗高溫泡沫流體保護(hù)劑是由硅酸鈉、五水偏硅酸納、氫氧化鈉、甲酰 胺、乙酰胺、醋酸鉀和水組成。各組分的重量份為 硅酸鈉20份；五水偏硅酸納1份；氫氧化鈉0. 5份；甲酰胺25份；乙酰胺50 份；醋酸鉀3份；水250份。
制備方法 首先將硅酸鈉、五水偏硅酸鈉、氫氧化鈉和水四種組分按比例加入到常壓不銹鋼 反應(yīng)釜中，不斷攪拌，并開(kāi)始升溫； 當(dāng)溫度升至6(TC時(shí)，按比例加入甲酰胺和乙酰胺，按比例緩慢均勻加入醋酸鉀；
攪拌，當(dāng)溫度升至so ± rc時(shí)，保持so ± rc恒溫加熱4小時(shí)，停止加熱；邊攪拌邊冷卻，至室
溫后出料，得到地?zé)峋@井中抗高溫泡沫流體保護(hù)劑。 在某地?zé)峋褂?。井口的井口返出溫度升高超過(guò)是7(TC，即鉆遇了 28(TC高溫層。 高溫可使泡沫鉆井液的物理特性改變，降低發(fā)泡能力，導(dǎo)致返出流體攜砂能力下降，井口返 出鉆屑很少；扭矩增加，鉆速明顯降低，鉆進(jìn)非常困難，容易造成下鉆遇阻、或卡鉆等后果。 在此種情況下，需要立即使用抗高溫泡沫流體鉆進(jìn)，在原有鉆井流體內(nèi)加入地?zé)徙@井中抗 高溫泡沫流體保護(hù)劑。 用實(shí)施例1的地?zé)徙@井中抗高溫泡沫流體保護(hù)劑，在該井地?zé)崤菽@井液中加入 地?zé)岚l(fā)泡鉆井液總重量2%的地?zé)徙@井中抗高溫泡沫流體保護(hù)劑。顯著提高泡沫流體的泡 沫性能，建立了井下泡沫流體的循環(huán)，井口處有連續(xù)不斷的泡沫流體返出，攜帶巖屑能力提 高。加入地?zé)徙@井中抗高溫泡沫流體保護(hù)劑前后泡沫流體性能對(duì)比相當(dāng)明顯。
發(fā)泡體積(ml) 半衰期(min)
入口流體的室內(nèi)實(shí)驗(yàn) ^ 15
返出流體的室內(nèi)實(shí)驗(yàn) 570 11 實(shí)施例2 5的各組分重量份如下表
材料名稱 例2 例3 例4 例5
硅酸鈉18351245
無(wú)水偏硅酸五水偏硅酸九水偏硅酸五水偏硅酸
偏硅酸鈉鈉鈉鈉納
1541
氫氧化鈉1. 5280. 5
甲酰胺2540155
乙酰胺65356070
醋酸鉀5105. 518
水250300250200 實(shí)施例2 5的制備方法與實(shí)施例1相同。 加量2 %的抗高溫泡沫流體保護(hù)劑在高溫地?zé)峋F(xiàn)場(chǎng)使用情況表
實(shí)施例例2例3例4例5
井口溫度('c)80707070
出口返出流體有有有有
入口流體的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)泡體積(ml)580540540500
入口流體的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)半衰期(min)1210118
返出流體的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)泡體積(ml)560500520450
返出流體的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)半衰期(min)10786 實(shí)施例2為最佳實(shí)施例。
權(quán)利要求
一種地?zé)徙@井中抗高溫泡沫流體保護(hù)劑，其特征是各組分重量份為硅酸鈉10～50份；偏硅酸鈉0.5～10份；氫氧化鈉0.1～3份；甲酰胺3～50份；乙酰胺30～80份；醋酸鉀1～20份；水200～300份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地?zé)徙@井中抗高溫泡沫流體保護(hù)劑，其特征是各組分的重 量份為硅酸鈉:10 30份； 偏硅酸鈉0. 5 4份； 氫氧化鈉0. 5 3份； 甲酰胺5 40份； 乙酰胺50 80份； 醋酸鉀1 IO份；水200 250份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地?zé)徙@井中抗高溫泡沫流體保護(hù)劑，其特征是所述的偏硅 酸鈉是無(wú)水偏硅酸鈉、五水偏硅酸鈉或九水偏硅酸鈉。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地?zé)徙@井中抗高溫泡沫流體保護(hù)劑，其特征是制備方法是A、 將10 50份硅酸鈉、0. 5 10份偏硅酸鈉、0. 1 3氫氧化鈉加入到常壓不銹鋼反 應(yīng)釜中，加200 300份水，在不斷攪拌情況下，升溫至60 65°C ;B、 溫度升至60 65。C時(shí)，加入5 30份甲酰胺和50 80份乙酰胺，并用1 20份醋酸鉀緩慢均勻加入反應(yīng)釜中，攪拌同時(shí)升溫至8o±rc ;8o士rc恒溫加熱4小時(shí)，停止加熱；C、 邊攪拌邊冷卻至室溫，得到淡黃色液體地?zé)徙@井中抗高溫泡沫流體保護(hù)劑。
全文摘要
地?zé)徙@井中抗高溫泡沫流體保護(hù)劑，應(yīng)用于高溫地?zé)峋目諝馀菽@井施工，用于提高泡沫流體的抗溫性。特征是各組分的重量份為10～50份硅酸鈉、0.5～10份偏硅酸鈉、0.1～3份氫氧化鈉、3～50份甲酰胺、30～80份乙酰胺、1～20份醋酸鉀和200～300份的水。效果是能將發(fā)泡劑的抗溫能力由150℃提高到300℃，即泡沫流在井底溫度150～300℃的情況下，泡沫流體仍然具有良好的攜屑和堵漏作用。
文檔編號(hào)C09K8/42GK101693826SQ200910236169
公開(kāi)日2010年4月14日 申請(qǐng)日期2009年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月22日
發(fā)明者劉科斌, 單正明, 孫金聲, 屈沅治, 張樹(shù)佳, 王奎才, 賴曉晴, 鄧發(fā)兵, 陳香凱, 魯立強(qiáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)長(zhǎng)城鉆探工程有限公司;中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院;