一种发泡剂体系及制备方法与应用

技术领域

本发明涉及油田钻井用化学助剂，具体涉及一种双子型季铵盐表面活性剂、发泡剂体系及制备方法与应用。

背景技术

气体钻井遇地层出水后，常根据出水量的不同采用相应的处理方式。然而在现场应用中，采用堵水或吸水作业往往不能取得满意的效果，因此，通常将气体钻井转换为泡沫钻井。泡沫钻井使用气体钻井流体，在保护油气层、防治地层漏失等方面具有独特优势，是解决地层出水问题，大幅度提高机械钻速的有效补充。

相较于纯气体钻井相比，泡沫钻井使用的泡沫流体的粘度和切力高，悬浮和携岩能力强，能够有效解决气体钻井钻遇地层出水时无法顺利施工的技术难题，是漏失量较大的裂缝储层、压力衰竭地层和低压低渗地层等油气藏勘探开发较为理想的钻井技术之一。但是，由于泡沫钻井过程中泡沫流体所形成的液柱压力不能平衡地层的坍塌压力，而空气泡沫流体又不能在井壁形成泥饼，在遇水膨胀、遇水坍塌等水敏性泥页岩地层钻进时极易造成井壁失稳，引起卡钻等复杂事故，导致钻井工程的失败，因此，对欠平衡钻井采用强抑制性泡沫钻井液体系尤为关键。

CN100535075C公开了一种强抑制性可循环微泡沫钻井液或完井液，包括：基浆和添加剂，其中，基浆的配方为：2-3重量份的膨润土、2-3重量份的抗盐粘土、0.2-0.3重量份的纯碱和100重量份的水；添加剂的配方为：1-5重量份的复合抑制剂SD-YZ、0.5-3重量份的低密度提粘剂SD-LVC、1-3重量份的低密度提粘降滤失剂SD-LAC、1-5重量份的低密度流型调节剂SD-LRC和1.5-2.5重量份的低密度调节剂组成SD-LDC。其中，复合抑制剂SD-YZ、低密度提粘剂SD-LVC、低密度提粘降滤失SD-LAC、低密度流型调节剂SD-LRC、低密度调节剂SD-LDC均由多种化学剂复配而成，该强抑制性可循环微泡沫钻井液或完井液体系非常复杂，对现场应用提出了严格的工艺控制要求。

综上，提供一种具有强发泡性能、抑制性能，并且组成简单、易于现场应用的发泡剂体系，对于解决欠平衡钻井中存在的井壁失稳问题具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有的欠平衡钻井用发泡剂体系存在发泡性能和抑制性能不足、组成复杂、组分之间配伍性不理想的问题，提供了一种双子型季铵盐表面活性剂、发泡剂体系及制备方法与应用。

为了实现上述目的，本发明在第一方面提供一种双子型季铵盐表面活性剂，该表面活性剂具有式(1)所示的结构式；

其中，R为C6-C12的烷基。

本发明第二方面提供前述第一方面所述的双子型季铵盐表面活性剂的制备方法，包括：

(1)在第一催化剂存在下，将烷基酚与多聚甲醛进行第一反应，得到第一中间产物；

(2)在第二催化剂存在下，将所述第一中间产物与环氧氯丙烷进行第二反应，得到第二中间产物；

(3)将所述第二中间产物与三乙醇胺进行第三反应，得到双子型季铵盐表面活性剂；

其中，所述烷基酚具有式(2)所示的结构式；所述第一中间产物具有式(3)所示的结构式；所述第二中间产物具有式(4)所示的结构式；在式(2)、式(3)和式(4)中，R为C6-C12的烷基。

本发明第三方面提供一种发泡剂体系，基于所发泡剂体系的总重，包括：表面活性剂5-35wt％、高分子聚合物0.5-3wt％和水62-94.5wt％；

其中，所述表面活性剂为前述第一方面所述的双子型季铵盐表面活性剂。

本发明第四方面提供前述第三方面所述的发泡剂体系的制备方法，包括：将水与高分子聚合物充分混合，得到的混合物与表面活性剂继续充分混合，得到发泡剂体系；

其中，所述高分子聚合物、表面活性剂和水的用量使得，基于所发泡剂体系的总重，所述发泡剂体系中，表面活性剂的含量为5-35wt％、高分子聚合物的含量为0.5-3wt％和水的含量为62-94.5wt％。

本发明第五方面提供前述第三方面所述的发泡剂体系或由前述第四方面所述的方法制备的发泡剂体系在欠平衡泡沫钻井中的应用。

通过上述技术方案，本发明的有益效果：

(1)采用特定的分子结构设计，将发泡性能与抑制性能集成在同一个双子型季铵盐表面活性剂的分子结构中，使其兼具较强的发泡性能和抑制性能；

(2)发泡剂体系中含有上述特定的双子型季铵盐表面活性剂，同时含有可生物降解的绿色环保聚合物，能够有效提高发泡剂体系的携岩能力，达到抑制防塌、悬浮携岩和快速钻进的效果；

(3)发泡剂体系的组分较少，避免多组分存在的配伍性问题，现场使用工艺简单。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明在第一方面提供一种双子型季铵盐表面活性剂，该表面活性剂具有式(1)所示的结构式；

其中，R为C6-C12的烷基。

根据本发明，如式(1)所示，所述双子型季铵盐表面活性剂具有对称的结构，其中，R可以是直链或含支链的烷基，在所述直链或含支链的烷基中不含有任何取代基，且碳原子的总数量为6-12。当R为含支链烷基时，应包括满足该烷基所含总碳原子数的各种同分异构体的情况。所述双子型季铵盐表面活性剂可以是满足式(1)所示结构式的单一物质(即R只选自其各种同分异构体中的一种)，也可以是满足式(1)所示结构式的各种同分异构体的混合物。

根据本发明，所述双子型季铵盐表面活性剂采用特定的分子结构设计，在其分子中同时含有苯环刚性结构、季铵盐结构和醚键，具有集成较强的发泡性能与抑制性能于一体的功效。

根据本发明，在具有式(1)所示结构式的基础上，优选地，当R为C8-C12的烷基时，可使得所述双子型季铵盐表面活性剂具有更好的发泡性能和抑制性能；更优选地，当R为C8-C12的直链烷基时，可获得更进一步的发泡性能和抑制性能优势。

本发明第二方面提供前述第一方面所述的双子型季铵盐表面活性剂的制备方法，包括：

(1)在第一催化剂存在下，将烷基酚与多聚甲醛进行第一反应，得到第一中间产物；

(2)在第二催化剂存在下，将所述第一中间产物与环氧氯丙烷进行第二反应，得到第二中间产物；

(3)将所述第二中间产物与三乙醇胺进行第三反应，得到双子型季铵盐表面活性剂；

其中，所述烷基酚具有式(2)所示的结构式；所述第一中间产物具有式(3)所示的结构式；所述第二中间产物具有式(4)所示的结构式；在式(2)、式(3)和式(4)中，R为C6-C12的烷基。

根据本发明，在步骤(1)中，所述烷基酚中的烷基R位于羟基的对位，R可以是直链或含支链的烷基，在所述直链或含支链的烷基中不含有任何取代基，且碳原子的总数量为6-12个。当R为含支链烷基时，应包括满足该烷基所含总碳原子数的各种同分异构体的情况。所述烷基酚可以是满足式(2)所示结构式的单一物质(即R只选自其各种同分异构体中的一种)，也可以是满足式(2)所示结构式的各种同分异构体的混合物。

根据本发明，优选地，R为C8-C12的烷基，更优选为C8-C12的直链烷基。

根据本发明，在步骤(1)中，所述多聚甲醛的分子式为(HCHO)

根据本发明，在步骤(1)中，所述第一反应的过程如下所示：

具体地，可以先将所述烷基酚和第一催化剂依次加入反应容器，共同加热，待升温至反应所需温度后加入多聚甲醛进行所述第一反应，反应结束后，过滤，得到第一中间产物。

根据本发明，在步骤(1)中，优选地，所述第一催化剂可以为固体酸催化剂，可通过商购获得，例如，江阴市南大合成化学有限公司的型号为HND-31、HND-32或HND-33固体超强酸催化剂。

根据本发明，在步骤(1)中，优选地，所述烷基酚：多聚甲醛：第一催化剂的重量比可以为2：(0.8-1)：(0.02-0.1)。

根据本发明，在步骤(1)中，优选地，所述第一反应的条件包括：温度可以为80-120℃，时间可以为4-7h。所述第一反应后得到的所述第一中间产物为甲基偶联双烷基酚。

根据本发明，在步骤(2)中，所述第二反应的过程如下所示：

具体地，可以先将所述第一中间产物与第二催化剂加入反应容器，共同加热，待升温至反应所需温度后加入环氧氯丙烷进行所述第二反应，得到所述第二中间产物。

根据本发明，在步骤(2)中，优选地，所述第二催化剂可以为三氟化硼乙醚络合物。

根据本发明，在步骤(2)中，优选地，所述第一中间产物：环氧氯丙烷：第二催化剂的重量比可以为1：(15-28)：(0.01-0.04)。

根据本发明，在步骤(2)中，优选的地，所述第二反应的条件包括：温度可以为65-90℃，时间可以为3-7h。

根据本发明，在步骤(3)中，所述第三反应的过程如下所示：

具体地，可以先将所述第二中间产物加入反应容器，并进行加热，优选加热至40-70℃，之后加入三乙醇胺，优选控制加入时间为0.5-2h，加入完毕后，升温至反应所需温度进行所述第三反应，反应结束后对产物用丙酮重结晶，得到双子型季铵盐表面活性剂。

根据本发明，在步骤(3)中，优选地，所述第二中间产物：三乙醇胺的重量比可以为0.5：(0.9-1.2)。

根据本发明，在步骤(3)中，优选地，所述第三反应的条件包括：温度可以为50-90℃，时间可以为3-6h。

本发明第三方面提供一种发泡剂体系，基于所发泡剂体系的总重，包括：表面活性剂5-35wt％、高分子聚合物0.5-3wt％和水62-94.5wt％；

其中，所述表面活性剂为前述第一方面所述的双子型季铵盐表面活性剂。

根据本发明，在所述发泡剂体系中，所述高分子聚合物为可生物降解的绿色高分子聚合物，可以选自田菁胶、瓜尔胶、胡麻胶、香豆胶和魔芋胶中的至少一种，具有提高泡沫体系粘度，增强泡沫强度和稳定性，提高发泡体系携岩能力的作用。

在本发明中，优选地，所述高分子聚合物可以选自羧甲基瓜尔胶、羟乙基瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶和阳离子瓜尔胶中的至少一种；更优选地，可以选自羟乙基瓜尔胶和/或羟丙基瓜尔胶。

根据本发明，所述发泡剂体系中含有本发明第一方面所述的双子型季铵盐表面活性剂，可兼具较强的发泡性能和抑制性能，并同时与可生物降解的绿色环保聚合物协同增效，进而能够有效提高发泡剂体系的悬浮携岩能力，抑制泥页岩水化坍塌，实现快速钻进。该发泡剂体系中的组分较少，因此可避免多组分情况下相互影响或难以共存所导致的配伍性问题，并且便于现场配制和应用。

本发明第四方面提供前述第三方面所述的发泡剂体系的制备方法，包括：将水与高分子聚合物充分混合，得到的混合物与表面活性剂继续充分混合，得到发泡剂体系；

其中，所述高分子聚合物、表面活性剂和水的用量使得，基于所发泡剂体系的总重，所述发泡剂体系中，表面活性剂的含量为5-35wt％、高分子聚合物的含量为0.5-3wt％和水的含量为62-94.5wt％。

根据本发明，在所述发泡剂体系的制备方法中，优选先将所述高分子聚合物分散并溶解于水中，并使所得到的混合物溶液中无高分子聚合物聚集而产生的“鱼眼”不溶物，之后加入表面活性剂，经充分混合后得到均匀的溶液体系，即发泡剂体系。

本发明第五方面提供前述第三方面所述的发泡剂体系或由前述第四方面所述的方法制备的发泡剂体系在欠平衡泡沫钻井中的应用。

以下将通过制备例和实施例对本发明进行详细描述。下述制备例和实施例中，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

以下制备例中，

已基酚、庚基酚、辛基酚、十二烷基酚均购自国药试剂公司；

固体催化剂HND-31、HND-32和HND-33购自江阴市南大合成化学有限公司。

制备例1

通过本制备例阐述双子型季铵盐表面活性剂的制备

(1)在干燥的四口烧瓶中加入十二烷基酚与HND-31催化剂，升温至反应温度后，缓慢加入多聚甲醛，并在90℃下进行第一反应4h，反应结束后，经过分离提纯得到第一中间产物；

其中，十二烷基酚：多聚甲醛：HND-31催化剂的重量比为2:1:0.04；

(2)在干燥的带有冷凝的四口瓶中加入第一中间产物与三氟化硼乙醚络合物，升温至反应温度后，缓慢加入环氧氯丙烷，并在70℃下进行第二反应3h，反应结束后对产物体系进行提纯，得到第二中间产物；

其中，第一中间产物：环氧氯丙烷：三氟化硼乙醚络合物的重量比为1:15:0.02；

(3)在干燥的四口烧瓶中加入第二中间产物，加热至40℃，之后缓慢加入三乙醇胺，加入时间为2h，加入完毕后(第二中间产物：三乙醇胺的重量比为0.5:1)，升温至80℃进行第三反应5h，反应结束后对产物用丙酮重结晶，得到双子型季铵盐表面活性剂，记为P1。

制备例2

通过本制备例阐述双子型季铵盐表面活性剂的制备

(1)在干燥的四口烧瓶中加入辛基酚与HND-31催化剂，升温至反应温度后，缓慢加入多聚甲醛，并在80℃下进行第一反应6h，反应结束后，经过分离提纯得到第一中间产物；

其中，辛基酚：多聚甲醛：HND-31催化剂的重量比为2:0.9:0.05；

(2)在干燥的带有冷凝的四口瓶中加入第一中间产物与三氟化硼乙醚络合物，升温至反应温度后，缓慢加入环氧氯丙烷，并在90℃下进行第二反应3h，反应结束后对产物体系进行提纯，得到第二中间产物；

其中，第一中间产物：环氧氯丙烷：三氟化硼乙醚络合物的重量比为1:20:0.02；

(3)在干燥的四口烧瓶中加入第二中间产物，加热至50℃，之后缓慢加入三乙醇胺，加入时间为1h，加入完毕后(第二中间产物：三乙醇胺的重量比为0.5：0.9)，升温至80℃进行第三反应5h，反应结束后对产物用丙酮重结晶，得到双子型季铵盐表面活性剂，记为P2。

制备例3

通过本制备例阐述双子型季铵盐表面活性剂的制备

(1)在干燥的四口烧瓶中加入己基酚与HND-33催化剂，升温至反应温度后，缓慢加入多聚甲醛，并在100℃下进行第一反应5h，反应结束后，经过分离提纯得到第一中间产物；

其中，己基酚：多聚甲醛：HND-33催化剂的重量比为2:0.8:0.08；

(2)在干燥的带有冷凝的四口瓶中加入第一中间产物与三氟化硼乙醚络合物，升温至反应温度后，缓慢加入环氧氯丙烷，并在90℃下进行第二反应5h，反应结束后对产物体系进行提纯，得到第二中间产物；

其中，第一中间产物：环氧氯丙烷：三氟化硼乙醚络合物的重量比为1:15:0.03；

(3)在干燥的四口烧瓶中加入第二中间产物，加热至70℃，之后缓慢加入三乙醇胺，加入时间为2h，加入完毕后(第二中间产物：三乙醇胺的重量比为0.5:1.1)，升温至90℃进行第三反应3h，反应结束后对产物用丙酮重结晶，得到双子型季铵盐表面活性剂，记为P3。

制备例4

通过本制备例阐述双子型季铵盐表面活性剂的制备

(1)在干燥的四口烧瓶中加入辛基酚与HND-32催化剂，升温至反应温度后，缓慢加入多聚甲醛，并在120℃下进行第一反应4h，反应结束后，经过分离提纯得到第一中间产物；

其中，辛基酚：多聚甲醛：HND-32催化剂的重量比为2:1:0.02；

(2)在干燥的带有冷凝的四口瓶中加入第一中间产物与三氟化硼乙醚络合物，升温至反应温度后，缓慢加入环氧氯丙烷，并在80℃下进行第二反应5h，反应结束后对产物体系进行提纯，得到第二中间产物；

其中，第一中间产物：环氧氯丙烷：三氟化硼乙醚络合物的重量比为1:28:0.04；

(3)在干燥的四口烧瓶中加入第二中间产物，加热至60℃，之后缓慢加入三乙醇胺，加入时间为1.5h，加入完毕后(第二中间产物：三乙醇胺的重量比为0.5:0.9)，升温至80℃进行第三反应6h，反应结束后对产物用丙酮重结晶，得到双子型季铵盐表面活性剂，记为P4。

制备例5

通过本制备例阐述双子型季铵盐表面活性剂的制备

(1)在干燥的四口烧瓶中加入十二烷基酚与HND-33催化剂，升温至反应温度后，缓慢加入多聚甲醛，并在90℃下进行第一反应5h，反应结束后，经过分离提纯得到第一中间产物；

其中，十二烷基酚：多聚甲醛：HND-33催化剂的重量比为2:0.9:0.05；

(2)在干燥的带有冷凝的四口瓶中加入第一中间产物与三氟化硼乙醚络合物，升温至反应温度后，缓慢加入环氧氯丙烷，并在80℃下进行第二反应4h，反应结束后对产物体系进行提纯，得到第二中间产物；

其中，第一中间产物：环氧氯丙烷：三氟化硼乙醚络合物的重量比为1:18:0.04；

(3)在干燥的四口烧瓶中加入第二中间产物，加热至40℃，之后缓慢加入三乙醇胺，加入时间为2h，加入完毕后(第二中间产物：三乙醇胺的重量比为0.5:1)，升温至50℃进行第三反应6h，反应结束后对产物用丙酮重结晶，得到双子型季铵盐表面活性剂，记为P5。

制备例6

通过本制备例阐述双子型季铵盐表面活性剂的制备

(1)在干燥的四口烧瓶中加入庚基酚与HND-32催化剂，升温至反应温度后，缓慢加入多聚甲醛，并在120℃下进行第一反应4h，反应结束后，经过分离提纯得到第一中间产物；

其中，庚基酚：多聚甲醛：HND-32催化剂的重量比为2:0.8:0.04；

(2)在干燥的带有冷凝的四口瓶中加入第一中间产物与三氟化硼乙醚络合物，升温至反应温度后，缓慢加入环氧氯丙烷，并在90℃下进行第二反应4h，反应结束后对产物体系进行提纯，得到第二中间产物；

其中，第一中间产物：环氧氯丙烷：三氟化硼乙醚络合物的重量比为1:20:0.03；

(3)在干燥的四口烧瓶中加入第二中间产物，加热至50℃，之后缓慢加入三乙醇胺，加入时间为0.5h，加入完毕后(第二中间产物：三乙醇胺的重量比为0.5:1.2)，升温至90℃进行第三反应4h，反应结束后对产物用丙酮重结晶，得到双子型季铵盐表面活性剂，记为P6。

制备例7

通过本制备例阐述双子型季铵盐表面活性剂的制备

(1)在干燥的四口烧瓶中加入十二烷基酚与HND-3催化剂，升温至反应温度后，缓慢加入多聚甲醛，并在80℃下进行第一反应7h，反应结束后，经过分离提纯得到第一中间产物；

其中，十二烷基酚：多聚甲醛：HND-3催化剂的重量比为2:1:0.1；

(2)在干燥的带有冷凝的四口瓶中加入第一中间产物与三氟化硼乙醚络合物，升温至反应温度后，缓慢加入环氧氯丙烷，并在65℃下进行第二反应6h，反应结束后对产物体系进行提纯，得到第二中间产物；

其中，第一中间产物：环氧氯丙烷：三氟化硼乙醚络合物的重量比为1:22:0.03；

(3)在干燥的四口烧瓶中加入第二中间产物，加热至60℃，之后缓慢加入三乙醇胺，加入时间为1h，加入完毕后(第二中间产物：三乙醇胺的重量比为0.5:1.2)，升温至80℃进行第三反应5h，反应结束后对产物用丙酮重结晶，得到双子型季铵盐表面活性剂，记为P7。

制备例8

通过本制备例阐述双子型季铵盐表面活性剂的制备

(1)在干燥的四口烧瓶中加入己基酚与HND-32催化剂，升温至反应温度后，缓慢加入多聚甲醛，并在100℃下进行第一反应6h，反应结束后，经过分离提纯得到第一中间产物；

其中，己基酚：多聚甲醛：HND-32催化剂的重量比为2:1:0.05；

(2)在干燥的带有冷凝的四口瓶中加入第一中间产物与三氟化硼乙醚络合物，升温至反应温度后，缓慢加入环氧氯丙烷，并在65℃下进行第二反应6h，反应结束后对产物体系进行提纯，得到第二中间产物；

其中，第一中间产物：环氧氯丙烷：三氟化硼乙醚络合物的重量比为1:15:0.04；

(3)在干燥的四口烧瓶中加入第二中间产物，加热至70℃，之后缓慢加入三乙醇胺，加入时间为2h，加入完毕后(第二中间产物：三乙醇胺的重量比为0.5:0.9)，升温至90℃进行第三反应4h，反应结束后对产物用丙酮重结晶，得到双子型季铵盐表面活性剂，记为P8。

制备例9

通过本制备例阐述双子型季铵盐表面活性剂的制备

(1)在干燥的四口烧瓶中加入庚基酚与HND-33催化剂，升温至反应温度后，缓慢加入多聚甲醛，并在120℃下进行第一反应5h，反应结束后，经过分离提纯得到第一中间产物；

其中，庚基酚：多聚甲醛：HND-33催化剂的重量比为2:0.9:0.1；

(2)在干燥的带有冷凝的四口瓶中加入第一中间产物与三氟化硼乙醚络合物，升温至反应温度后，缓慢加入环氧氯丙烷，并在90℃下进行第二反应4h，反应结束后对产物体系进行提纯，得到第二中间产物；

其中，第一中间产物：环氧氯丙烷：三氟化硼乙醚络合物的重量比为1:28:0.02；

(3)在干燥的四口烧瓶中加入第二中间产物，加热至60℃，之后缓慢加入三乙醇胺，加入时间为0.5h，加入完毕后(第二中间产物：三乙醇胺的重量比为0.5:1)，升温至90℃进行第三反应5h，反应结束后对产物用丙酮重结晶，得到双子型季铵盐表面活性剂，记为P9。

制备例10

通过本制备例阐述双子型季铵盐表面活性剂的制备

(1)在干燥的四口烧瓶中加入十二烷基酚与HND-33催化剂，升温至反应温度后，缓慢加入多聚甲醛，并在90℃下进行第一反应7h，反应结束后，经过分离提纯得到第一中间产物；

其中，十二烷基酚：多聚甲醛：HND-33催化剂的重量比为2:0.9:0.02；

(2)在干燥的带有冷凝的四口瓶中加入第一中间产物与三氟化硼乙醚络合物，升温至反应温度后，缓慢加入环氧氯丙烷，并在65℃下进行第二反应5h，反应结束后对产物体系进行提纯，得到第二中间产物；

其中，第一中间产物：环氧氯丙烷：三氟化硼乙醚络合物的重量比为1:26:0.03；

(3)在干燥的四口烧瓶中加入第二中间产物，加热至60℃，之后缓慢加入三乙醇胺，加入时间为1.5h，加入完毕后(第二中间产物：三乙醇胺的重量比为0.5:1)，升温至90℃进行第三反应5h，反应结束后对产物用丙酮重结晶，得到双子型季铵盐表面活性剂，记为P10。

实施例1

通过本实施例阐述发泡剂体系的制备

在室温条件下，先将0.5g羟乙基瓜尔胶缓慢加入到盛有94.5g水的烧杯中，边搅拌边加入，搅拌1h至聚合物完全溶解，再缓慢加入5g制备例1制得的双子型季铵盐类表面活性剂P1，继续搅拌1h，得到发泡剂体系，记为S1。

实施例2

通过本实施例阐述发泡剂体系的制备

在室温条件下，先将0.5g羧甲基瓜尔胶缓慢加入到盛有89.5g水的烧杯中，边搅拌边加入，搅拌1h至聚合物完全溶解，再缓慢加入10g制备例2制得的双子型季铵盐类表面活性剂P2，继续搅拌1h，得到发泡剂体系，记为S2。

实施例3

通过本实施例阐述发泡剂体系的制备

在室温条件下，先将0.5g羟乙基瓜尔胶缓慢加入到盛有64.5g水的烧杯中，边搅拌边加入，搅拌1h至聚合物完全溶解，再缓慢加入35g制备例3制得的双子型季铵盐类表面活性剂P3，继续搅拌1h，得到发泡剂体系，记为S3。

实施例4

通过本实施例阐述发泡剂体系的制备

在室温条件下，先将2g羧甲基瓜尔胶缓慢加入到盛有68g水的烧杯中，边搅拌边加入，搅拌1h至聚合物完全溶解，再缓慢加入30g制备例4制得的双子型季铵盐类表面活性剂P4，继续搅拌1h，得到发泡剂体系，记为S4。

实施例5

通过本实施例阐述发泡剂体系的制备

在室温条件下，先将3g羟丙基瓜尔胶缓慢加入到盛有92g水的烧杯中，边搅拌边加入，搅拌1h至聚合物完全溶解，再缓慢加入5g制备例5制得的双子型季铵盐类表面活性剂P5，继续搅拌1h，得到发泡剂体系，记为S5。

实施例6

通过本实施例阐述发泡剂体系的制备

在室温条件下，先将3g羟乙基瓜尔胶缓慢加入到盛有62g水的烧杯中，边搅拌边加入，搅拌1h至聚合物完全溶解，再缓慢加入35g制备例6制得的双子型季铵盐类表面活性剂P6，继续搅拌1h，得到发泡剂体系，记为S6。

实施例7

通过本实施例阐述发泡剂体系的制备

在室温条件下，先将1g阳离子瓜尔胶缓慢加入到盛有79g水的烧杯中，边搅拌边加入，搅拌1h至聚合物完全溶解，再缓慢加入20g制备例7制得的双子型季铵盐类表面活性剂P7，继续搅拌1h，得到发泡剂体系，记为S7。

实施例8

通过本实施例阐述发泡剂体系的制备

在室温条件下，先将2g羟丙基瓜尔胶缓慢加入到盛有78g水的烧杯中，边搅拌边加入，搅拌1h至聚合物完全溶解，再缓慢加入20g制备例8制得的双子型季铵盐类表面活性剂P8，继续搅拌1h，得到发泡剂体系，记为S8。

实施例9

通过本实施例阐述发泡剂体系的制备

在室温条件下，先将4g羟丙基瓜尔胶缓慢加入到盛有86g水的烧杯中，边搅拌边加入，搅拌1h至聚合物完全溶解，再缓慢加入10g制备例9制得的双子型季铵盐类表面活性剂P9，继续搅拌1h，得到发泡剂体系，记为S9。

实施例10

通过本实施例阐述发泡剂体系的制备

在室温条件下，先将3g羧甲基瓜尔胶缓慢加入到盛有72g水的烧杯中，边搅拌边加入，搅拌1h至聚合物完全溶解，再缓慢加入25g制备例10制得的双子型季铵盐类表面活性剂P10，继续搅拌1h，得到发泡剂体系，记为S10。

对比例1

按照实施例1的方法，不同的是，将制备例1制得的双子型季铵盐类表面活性剂P1替换为十六烷基三甲基氯化铵(购自国药试剂公司)，其他条件同实施例1，制得发泡剂体系，记为D1。

测试例

对实施例1-10、对比例1制得的发泡剂体系S1-S10、D1以及现有的油田现场应用的发泡剂(十六烷基三甲基氯化铵，购自国药试剂公司)分别进行发泡性能测试和抑制性能测试。

1、发泡性能评价

取2.0g发泡剂产品(即S1-S10、D1及现有的油田现场应用的发泡剂十六烷基三甲基氯化铵)，加入到198.0g去离子水中配置成发泡剂溶液；取100mL上述发泡剂溶液倒入到搅拌杯中，在11000转/分下搅拌1min；搅拌停止后开始计时，将产生的泡沫倒入量筒中，测量泡沫体积(mL)，并记录析出50mL液体所用时间(析液半衰期，min)和泡沫消至初始体积的一半所用时间(泡沫半衰期，min)。结果见表1。

2、抑制性能评价

按照标准《SY-T5613-2000泥页岩理化性能试验方法》，测试泥页岩在清水以及发泡剂水溶液(发泡剂为S1-S10、D1及现有的油田现场应用的发泡剂十六烷基三甲基氯化铵)中的岩心滚动回收率。

具体步骤：称取4-8目的初始岩心20.0g，置于高温老化釜中，之后将350mL清水或等体积的浓度为1.0wt％的发泡剂水溶液加入上述老化釜，120℃热滚16h后取出，将取出的岩心过100目筛，将筛留物(岩屑)在105℃下干燥4h，冷却至室温后对回收岩屑进行称重。回收岩屑的重量(g)与初始岩心的重量(g)之比即为岩心滚动回收率。结果见表1。

表1

注：空白样指不含任何发泡剂或抑制剂的清水

由表1可见，本发明提供的发泡剂体系S1-S10在发泡性能测试中所产生的泡沫体积均明显大于现有的油田现场应用的发泡剂十六烷基三甲基氯化铵，并且析液半衰期和泡沫半衰期也均长于后者，这表明S1-S10具有更强的发泡性能。比较上述评价方法中不同发泡剂对应的岩心滚动回收率，本发明提供的发泡剂体系S1-S10明显具有更强的抑制岩心水化分散的效果，表现为岩心滚动回收率大幅高于现有的油田现场应用的发泡剂十六烷基三甲基氯化铵，在1.0wt％加量下，120℃热滚16h的岩心滚动回收率大于75％，最高可接近90％。

特别地，发泡剂D1组分配方中未使用本发明提供的双子型季铵盐表面活性剂，发泡性能和抑制性能与S1-S10存在显著差距。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。