油基泡沫钻井流体稳定机理研究

第 2 9 卷 第 5 期 2 0 1 2年 9月 钻 井 液 与 完 井 液 DRI L LI N G F L UI D & COM P LET I ON F L UI D V _ o 1 ． 2 9 No ． 5 S e p t ． 2 0 1 2 【 理论研究与应用技术 】 油基泡沫钻 井流体稳定机理研究 何秀娟 ， 李应成， 高磊， 沈之芹， 沙鸥 ( 中国石化集 团公 司三采用表面活性剂重点实验室 · 中国石油化工股份有 限公 司上海石油化工研究院 ，上海 ) 何秀娟等 ． 油基 泡沫钻 井流体稳定机理研 究 [ J ] ． 钻 井液 与完井液 ， 2 0 1 2 ， 2 9( 5 ) ： 1 - 5 ． 摘要 采用表 面张力 、黏度 、 界 面膜 流变性能、分子模拟等方法研 究了不 同类型表 面活性剂在 空气 ／ 白油表面 的吸附行 为和界面层 的性质 ，通过对泡沫表观性 能、液膜流变性质、微观分子模拟等研究结果的关联分 析，讨论 了 油基 泡沫的稳定机理。研究结果表 明，椰油二乙醇酰胺 、司盘 8 0 、长链烷基苯磺酸 ( C 2 0 ． 2 4 )以 反 胶束 的形 式吸附 在界面下层，很难有效 降低表面张力，只能在外力的作用 下形成瞬态泡沫 ； 氟表面活性剂和 自 制 的 S H — O F ． 1 在泡沫 形成时可以吸附到表面定 向排列，降低表 面张力 ，形成相对稳定 的泡沫 ； 氟表面活性剂泡沫液膜呈现 出较高 的弹性 性质，表面黏性不够 ， 使 得其抗扰动能力稍差，而 S H — O F 一 1 由于 同时具有黏弹性能 ，因而表现 出更好 的泡沫稳定性。 关键词 油基泡 沫 ； 稳定机理 ； 表面张力 ； 界面流变 ； 分子动力学模拟 中图分类号 ： T E 2 5 4 _ 3 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 1 ． 5 6 2 0( 2 0 1 2) 0 5 ． 0 0 0 1 ． 0 5 目前常规 的泡沫钻井 液 [ 1 - 3 ] 大多是 以水相 为连 续介质 ，依靠 发泡剂的作用 ， 通过与空气混合来形 成泡沫 ，由于基液密度高 ，体系密度的降低程度受 客观条件的限制 ，特别是在一些低压深井地区，钻 井液稳定性受到较大 的影 响，而且在水敏性强的低 压储层容易造成泥页岩水化膨胀 ，在油层使用水基 泡沫钻井流体 ，易造成储层损害 ，限制了该技术的 应用。针对上述问题 ，国外开展 了油基泡沫钻井流 体技术 现场试 验研究 [ 4 - 5 1 ，取得 了良好的效果 ，而 中国 目 前这......