本发明属于钻井液用处理剂技术领域，涉及一种适用于天然气井转向压裂暂堵作业的微泡封堵流体用处理剂，具体涉及一种天然气井转向压裂微泡暂堵液用架桥剂及其应用。
背景技术：
天然气井转向压裂微泡暂堵液指天然气井重复压裂作业中用于暂堵初始裂缝的工作流体。
天然气井重复压裂作业过程中，如何避免压裂液进入地层已有老裂缝，生成新裂缝沿着老裂缝方向延伸，导致重复压裂增产效果不理想。
利用暂堵材料封堵地层已有老裂缝，促使二次压裂作业时，生成新裂缝与老裂缝形成一定的方向，扩大地层有效供气面积，实现转向压裂，这是目前提高天然气井重复压裂增产效果的可行途径。
现有重复压裂封堵材料包括水泥、硅酸盐等固相惰性堵剂，进入地层后能够有效封堵已有旧裂缝，但固相惰性堵剂残留地层裂缝后无法返排，导致旧裂缝原有气体产能无法恢复，损害重复压裂后增产效果。后续发展出凝胶、纤维等封堵材料，虽然相比较于惰性堵剂具有一定的溶解性和降解性，但固相含量较高，进入地层暂堵后同样难以解除，伤害重复压裂增产效果。
在封堵效果不理想的情况下，以泡沫为代表的气液两相封堵流体得益于其无固相、地层残留量低等优势，逐渐被引入重复压裂暂堵作业中，但传统泡沫、微泡封堵液存在暂堵结构强度低、抗盐、抗温能力差等缺陷，导致暂堵结构稳定性较差，极大的限制了相似体系在深井、中深井中的应用。
为此，通过优化泡沫类流体中具备发泡、稳泡效果的处理剂类型，提高气核外部膜结构强度，并赋予其具有良好抗盐、抗温能力的化学基团，实现气核结构相互独立且自身具备良好的结构稳定性，是吸收气液两相封堵流体优势的同时，规避其稳定性差、耐盐耐温效果低的有效途径。
在配制转向酸化微泡暂堵液时，架桥剂能够降低气液表面张力，使空气随搅拌进入液相，自然膨胀，形成气泡结构。石油工业常用的表面活性剂架桥剂，以表面活性剂的离子性看，主要是阴离子型或是非离子型，各类型架桥剂均有各自的优缺点。阴离子型架桥剂发泡能力强，但抗盐、钙能力差，而且发泡量大影响工作液泵吸效果；非离子型架桥剂抗盐、钙能力强，但发泡能力差，影响气泡形成速率。因此，一般应控制泡沫质量在20％左右为宜。
研发新的天然气井转向压裂微泡暂堵液用架桥剂，能在微泡暂堵液中有效形成气核结构，并提高微泡暂堵液抗盐抗钙污染的能力，对于天然气井转向压裂微泡暂堵液的研发与应用具有重要意义。
技术实现要素：
针对天然气井转向压裂暂堵需求，本发明的目的在于研究一种无固相微泡暂堵液用架桥剂，以降低气液表面张力，有效在体系中形成气泡结构，调节工作液密度，同时达到具有抗盐、抗钙污染效果，并适用于天然气井转向压裂暂堵作业环境，为此，本发明公开了一种天然气井转向压裂微泡暂堵液用架桥剂及其应用。
本发明的技术方案如下：
一种天然气井转向压裂微泡暂堵液用架桥剂，由阴离子型表面活性剂、甜菜碱和弱碱复配而成，所述阴离子型表面活性剂、甜菜碱和弱碱的质量比为(2～4)：(5～7)：(1～2)。
所述阴离子型表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
所述甜菜碱为烷基甜菜碱。
所述烷基甜菜碱为十二烷基二甲基甜菜碱、十四烷基二甲基甜菜碱、十八烷基二甲基甜菜碱、十二烷基二羟乙基甜菜碱、十八烷基二羟乙基甜菜碱中的一种。
所述弱碱为碳酸氢钠、氢氧化钠、碳酸钠中的一种。
一种天然气井转向压裂微泡暂堵液用架桥剂，由十二烷基苯磺酸钠、甜菜碱和碳酸氢钠配制而成，所述十二烷基苯磺酸钠、甜菜碱和碳酸氢钠的质量比为4：6：1。
一种利用上述天然气井转向压裂微泡暂堵液用架桥剂配制微泡暂堵液的方法，包括如下步骤：首先在搅拌条件下，向水中加入填充剂，配制成测试基液，然后在测试基液中加入架桥剂，搅拌即得微泡暂堵液；其中所述水：填充剂：架桥剂的质量比为(90～110)：(2～4)：(0.5～1.5)。
所述填充剂由羧乙基纤维素、羧甲基淀粉、聚丙烯酰胺按质量比(9～11)：(1～3)：(2～3)配制而成。
本发明的有益效果：
本发明所述天然气井转向压裂微泡暂堵液用架桥剂，能够降低气液表面张力，包裹随机械搅拌作用进入液相内气体，有效在微泡体系中充分形成气核结构，调节工作液密度，同时达到具有抗盐、抗钙污染效果，对于天然气井转向压裂微泡暂堵液的研发与应用具有重要意义；
与现有技术中其它具有类似作用的处理剂相比，本发明所述架桥剂具有形成气核结构、用量低、发泡效果稳定的特点，能够调节微泡暂堵液中气泡强度，适用于超低温(温度≤130℃)环境，同时该天然气井转向压裂暂堵用架桥剂无毒、无害，是一种环境可接受型处理剂。
具体实施方式
实施例1
本发明提供了一种天然气井转向压裂微泡暂堵液用架桥剂，由阴离子型表面活性剂、甜菜碱和弱碱复配而成，所述阴离子型表面活性剂、甜菜碱和弱碱的质量比为(2～4)：(5～7)：(1～2)。
本发明的天然气井转向压裂用微泡暂堵液用架桥剂是针对微泡暂堵液体系特点而专门设计，是一种无固相微泡暂堵液用架桥剂，以降低气液表面张力，包裹随机械搅拌作用进入液相内气体，有效在微泡体系中形成气泡结构，调节工作液密度，同时达到具有抗盐、抗钙污染效果，适用于天然气井转向压裂暂堵作业环境。
实施例2
在实施例1的基础上，所述阴离子型表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
所述甜菜碱为烷基甜菜碱，所述烷基甜菜碱优选十二烷基二甲基甜菜碱、十四烷基二甲基甜菜碱、十八烷基二甲基甜菜碱、十二烷基二羟乙基甜菜碱、十八烷基二羟乙基甜菜碱中的一种。
所述弱碱为碳酸氢钠、氢氧化钠、碳酸钠中的一种。
所述十二烷基苯磺酸钠、甜菜碱、弱碱均可商购获得，可选用普通工业产品。
实施例3
本发明还提供了一种利用上述天然气井转向压裂微泡暂堵液用架桥剂配制微泡暂堵液的方法，包括如下步骤：首先在搅拌条件下，向水中加入填充剂，配制成测试基液，然后在测试基液中加入架桥剂，搅拌即得微泡暂堵液；其中所述水：填充剂：架桥剂的质量比为(90～110)：(2～4)：(0.5～1.5)。
所述填充剂由羧乙基纤维素、羧甲基淀粉、聚丙烯酰胺按质量比(9～11)：(1～3)：(2～3)配制而成。
实施例4
一种天然气井转向压裂微泡暂堵液用架桥剂，由十二烷基苯磺酸钠、十二烷基二甲基甜菜碱和碳酸氢钠按质量比为2：5：2配制而成。
应用天然气井转向压裂微泡暂堵液用架桥剂配制微泡暂堵液的配方为，水：填充剂：架桥剂的质量比为90：2：0.5。
所述填充剂由羧甲基淀粉、羧乙基淀粉、羧丙基淀粉按质量比9：1：2配制而成
按照上述配方，在搅拌条件下，向配方量的水中依次加入配方量的填充剂，配制成基液，再在基液中加入配方量的架桥剂，搅拌即得微泡暂堵液。
实施例5
一种天然气井转向压裂微泡暂堵液用架桥剂，由十二烷基苯磺酸钠、十四烷基二甲基甜菜碱和氢氧化钠按质量比为4：7：1配制而成。
应用天然气井转向压裂微泡暂堵液用架桥剂配制微泡暂堵液的配方为，水：填充剂：架桥剂的质量比为110：4：1.5。
所述填充剂由羧甲基淀粉、羧乙基淀粉、羧丙基淀粉按质量比10：2：2配制而成
按照上述配方，在搅拌条件下，向配方量的水中依次加入配方量的填充剂，配制成基液，再在基液中加入配方量的架桥剂，搅拌即得微泡暂堵液。
实施例6
一种天然气井转向压裂微泡暂堵液用架桥剂，由十二烷基苯磺酸钠、十二烷基二羟乙基甜菜碱和碳酸钠按质量比为3：6：2配制而成。
应用天然气井转向压裂微泡暂堵液用架桥剂配制微泡暂堵液的配方为，水：填充剂：架桥剂的质量比为100：3：1。
所述填充剂由羧甲基淀粉、羧乙基淀粉、羧丙基淀粉按质量比11：2：2配制而成
按照上述配方，在搅拌条件下，向配方量的水中依次加入配方量的填充剂，配制成基液，再在基液中加入配方量的架桥剂，搅拌即得微泡暂堵液。
实施例7
本发明的优选实施方案为所述天然气井转向压裂微泡暂堵液用架桥剂由十二烷基苯磺酸钠、甜菜碱和碳酸氢钠按质量比4：6：1复配而成。
利用上述天然气井转向压裂微泡暂堵液用架桥剂配制微泡暂堵液的方法，包括如下步骤：首先在搅拌条件下，向水中加入填充剂，配制成测试基液，然后在测试基液中加入架桥剂，搅拌即得微泡暂堵液；其中所述水：填充剂：架桥剂的质量比为100：3：1。
所述填充剂由羧乙基纤维素、羧甲基淀粉、聚丙烯酰胺按质量比10：2：3配制而成。
实施例8
所述天然气井转向压裂微泡暂堵液用架桥剂的性能测试：
1.ph值
所述天然气井转向压裂微泡暂堵液用架桥剂以质量分数0.8％～1.0％与清水(即0.8～1.0g架桥剂/100ml水)混合后配制成架桥剂基液，用玻璃棒蘸取微泡暂堵液架桥剂试样，滴于广泛ph试纸上，测量ph值，精确至个位。
2.密度
室温下，用量程为0.8～2.0g/cm3液体密度计称量上述架桥剂基液密度值。
3.微泡暂堵液架桥剂基液泡沫质量及泡沫半衰期
3.1.微泡暂堵液架桥剂泡沫质量
3.1.1.配制泡沫流体设备
高速变频无极调速搅拌器，转速0～12000r/min。
3.1.2.测试微泡暂堵液用架桥剂泡沫质量基液配制
水400g、微泡暂堵液用填充剂12.00g、微泡暂堵液用架桥剂4.00g；其中所述微泡暂堵液用填充剂由羧乙基纤维素、羧甲基淀粉、聚丙烯酰胺按质量比10：2：3配制而成；所述微泡暂堵液用架桥剂由十二烷基苯磺酸钠、甜菜碱、碳酸氢钠按质量比4：6：1配制而成。
按照上述配方，在搅拌条件下，向水中依次加入填充剂，配制成测试基液，再在测试基液中加入架桥剂，配制成微泡暂堵液测试工作流体，整个配制过程搅拌速度可以控制在6000rpm左右。
将配制好的微泡暂堵液测试流体全部转移入1000ml刻度量筒内，记录下暂堵液总体积vz(ml)，按照式(i)计算泡沫质量；并开始计时，测定泡沫体积降至1/2vzml所需时间，即半衰期t1/2(min)。
3.1.3.泡沫质量计算
泡沫质量，是天然气井转向压裂微泡暂堵液用架桥剂在测试基液中，在搅拌速度5000rpm左右下，充分搅拌后，泡沫总体积减去测试液中水的体积与泡沫总体积的百分比，计算泡沫质量如式(i)。
式中，s为泡沫质量，％；v1为搅拌后量筒中总体积，ml；(v1-v2)为泡沫中所含气体体积，ml。
3.2.微泡暂堵液处理剂盐水泡沫质量测定
3.2.1.配制泡沫流体设备
8010s型waring搅拌器，转速22000/18000高/低两档。
3.2.2.取10g氯化钠，倒入100ml蒸馏水中，搅拌至充分溶解后装入高速搅拌器，在高档位下充分搅拌至泡沫均匀，无明显分层后，立即取下专用量杯，同时将量杯里的流体全部转移入1000ml刻度量筒内，记录下泡沫总体积v1(ml)，按照式(i)计算泡沫质量；测量本发明在10％氯化钠溶液中的泡沫质量。
3.2.3.取5g氯化钙，倒入100ml蒸馏水中，搅拌至溶解均匀后装入高速搅拌器，在高档位下充分搅拌至泡沫均匀，无明显分层后，立即取下专用量杯，同时将量杯里的流体全部转移入1000ml刻度量筒内，记录下泡沫总体积v1(ml)，按照式(i)计算泡沫质量；测量本发明在5％氯化钙溶液中的泡沫质量。
所得测试结果参见表1：
表1一种天然气井转向压裂微泡暂堵液用架桥剂性能测试表
从以上实验结果可以看出，本实施例的微泡暂堵液架桥剂的各项性能指标均达到设计要求，ph值为7.0～10.0，密度为0.50～0.90g/cm3，基液泡沫质量≥20％，基液半衰期≥120.0min；同时，20％以上的泡沫质量，保证了微泡暂堵液能够实现较低的密度；120min的半衰期保证了形成微泡中气核结构后，微泡暂堵液的稳定性；50％以上的10％氯化钠溶液、5％氯化钙溶液泡沫质量保证了微泡暂堵液在遇到地下流体的情况下，体系稳定。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。