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泡沫流体钻井作为欠平衡钻井技术的一种重要辅助手段,已经具备了低密度的特性,还需具备良好的泡沫性能和可循环性。泡沫性能需满足快速起泡、消泡,抗污染性能强,悬浮携带性能好及对储层伤害小等特性,才能保证施工过程经济、高效。而常规泡沫流体时常不能面面俱到。本文选取的脒基CO2/N2开关表面活性剂作为泡沫钻井液用发泡剂,其起泡消泡可以通过CO2/N2开关人为控制,可以循环使用,同时,CO2/N2是一种绿色环保型开关。以脒基CO2/N2开关表面活性剂为研究对象,探讨了开关灵敏性和开关激发条件、构建了泡沫钻井液体系和体系的泡沫性能评价。本文合成了系列N’-长链烷基-N,N-二甲基乙脒及对应的碳酸氢盐。第一阶段是N’-十二烷基-N,N-二甲基乙脒的合成,因反应需在无水的条件下进行,实验前,试剂均有除水操作。反应条件：选择氯仿为溶剂,n(伯胺)：n(N,N-二甲基乙酰胺)=1：2.5,12～14小时后调pH值为弱酸性,继续反应10-12h,反应温度60～65℃。第二阶段探究了N’-十二烷基-N,N-二甲基乙脒基碳酸氢盐的形成影响因素,其中应该注意需在适量水的条件下可进行。因素分析结果：N’-长链烷基-N,N-二甲基乙脒取量为0.02mo1,原料用量比=N’-长链烷基-N,N-二甲基乙脒：H20=0.04(摩尔质量比),反应时间2小时,反应温度45～65℃,反应溶剂为乙醚,用量为20mL根据开关特性建立了CO2/N2开关评判方法,主要运用电导率法测试了开关的灵敏性,考察了温度、酸、碱、盐对开关的影响。建立了充气起泡实验装置,确定了开关激发条件,对产物进行自循环实验测试和CO2/N2开关条件下泡沫性能的影响因素分析。在此基础上,通过对处理剂浓度的优选、稳定剂种类和加量的优选、粘土加量的优选得到：不稳定泡沫(质量分数为0.474%DMAAB-12,以下配方物理量皆为质量分数)、稳定泡沫(0.474%DMAAB-12+0.1～0.3%HEC)口硬胶泡沫(0.474%DMAAB-12+0.1-0.3%HEC+0.5～1.0%膨润土+5%Na2CO3)。发泡体系起泡消泡循环测试结果显示：初始泡沫体积均可达到840mL,半衰期在500s左右。循环6次以后泡沫体积稍微下降,但泡沫稳定性基本维持。泡沫体系悬浮性实验显示：沉降速度是清水中的50～90倍。抗污染实验结果：体系抗NaCl、CaCl2能力较强；温度在40～100℃,体系具有较好的泡沫性能,40～80℃,泡沫性能较强；煤油加量超过2.00%,体系的抗油性能不强。