CN102766444B - 一种钻井液用抑制剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钻井液用抑制剂及其制备方法，属油田化学钻井液处理剂技术领域。步骤如下：（1）将摩尔比是环氧氯丙烷:水:催化剂为1:（12～20）:（0.02～0.12）的原料在60～100℃下反应3～8h，得3-氯-1,2-丙二醇水溶液；（2）将摩尔比为1:（0.5～5）的烷基糖苷与3-氯-1,2-丙二醇在80～110℃下反应0.5～4.0h，得氯代醇糖苷水溶液；（3）将氯代醇糖苷水溶液调pH值至6～9，加入33.3%的二甲胺水溶液，氯代醇糖苷与二甲胺摩尔比为1:（0.2～2.2）；（4）交联剂加入量为二甲胺有效含量的2%～5%；在40～80℃下聚合反应1～5h后浓缩、烘干、粉碎，即得烷基糖苷基聚胺产品。该反应以水为溶剂，工艺操作简单环保，产品页岩抑制性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及一种钻井液用抑制剂及其制备方法，特别是涉及一种烷基糖苷基聚胺及其制备方法，属油田化学钻井液处理剂技术领域。
背景技术
目前，钻井液中常用的抑制剂主要有沥青类、无机盐类、合成聚合物类等，这些抑制剂均存在一些不足之处，如沥青类不利于环境保护；硅酸盐会使体系流变性难以调控；近年来开发的烷基糖苷类，加量大，成本高，抑制性能有待提高，不能有效解决泥页岩的钻井问题。胺基抑制剂与其他处理剂特别是阴离子钻井液处理剂配伍性不好，限制了其应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种钻井液用抑制剂，其页岩抑制性能优异。
同时，本发明还提供一种钻井液用抑制剂的制备方法，该反应采用水做溶剂、制备工艺简单环保。
一种钻井液用抑制剂，其结构通式为：
式中：m＝1,2,3；
n＝1,2,3,4；
a＝1,2,3；
-R为-CH3，-C2H5，-CH2CH2OH，-C3H7，-C4H9。
为实现上述目的，本发明采取以下制备方法：
(1)将摩尔比是环氧氯丙烷:水:催化剂为1:(12～20):(0.02～0.12)的原料投入到反应器中，在温度为60～100℃条件下，进行水解反应3～8h，得到3-氯-1,2-丙二醇的水溶液，为无色透明液体；
(2)将摩尔比为1:(0.5～5)的烷基糖苷与步骤(1)制备的3-氯-1,2-丙二醇在温度为80～110℃条件下，进行反应0.5～4.0h后，得到氯代醇糖苷的水溶液，为无色或淡黄色透明粘稠状液体；
(3)将步骤(2)制备的氯代醇糖苷的水溶液用中和剂中和到pH值为6～9；再将33.3％的二甲胺水溶液加入到氯代醇糖苷水溶液底部，氯代醇糖苷与二甲胺摩尔比为1:(0.2～2.2)；
(4)加入交联剂，交联剂用量为二甲胺有效含量的2％～5％，在温度为40～80℃，常压下聚合反应1～5h，得到淡黄色或橘黄色透明的烷基糖苷基聚胺水溶液；
(5)将烷基糖苷基聚胺水溶液浓缩、烘干、粉碎，即得烷基糖苷基聚胺产品。
所述的烷基糖苷为甲基糖苷、乙基糖苷、乙二醇糖苷、丙基糖苷、丁基糖苷中的一种。
所述的催化剂是无机酸、有机酸或无机酸与有机酸复配的混合酸中的一种。
所述的无机酸是硫酸、硝酸、磷酸中的一种；有机酸是对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、氨基磺酸中的一种。
所述的中和剂为NaOH、KOH、Na2CO3、MgO中的一种。
所述的交联剂为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种。
本发明的有益效果是以水为溶剂，工艺操作简单环保，制备的烷基糖苷聚胺是一类抑制性能优良、能与其他阴离子钻井液处理剂复配较好的钻井液处理剂，且不生成沉淀，烷基糖苷基聚胺水溶液可有效抑制页岩分散，防止井壁坍塌。
具体实施方式
实施例1
在装有温度计、冷凝管、搅拌器的500mL四口烧瓶中，加入环氧氯丙烷0.20mol、蒸馏水2.40mol和对甲苯磺酸0.004mol。在常压，温度60℃下反应3h，得到无色透明的3-氯-1,2-丙二醇的水溶液；降至室温，加入甲基糖苷0.40mol，在常压，温度80℃下反应0.5h，得到无色透明的氯代醇糖苷粘稠状液体；降至室温，用饱和氢氧化钠水溶液中和到pH≈7；然后将33.3％的二甲胺0.04mol加入到氯代醇糖苷水溶液底部，再加入交联剂乙二胺0.0009mol，在温度为40℃下，反应3h，得到淡黄色或橘黄色透明的甲基糖苷基聚胺水溶液。浓缩、烘干、粉碎，即得到烷基糖苷基聚胺产品，即本发明所述钻井液用页岩抑制剂。
实施例2～7步骤与实施例1相同，具体反应物质和反应条件如表1所示：
表1 反应物质用量及反应条件表
由表1可知，本发明采用烷基糖苷、3-氯-1,2-丙二醇与二甲胺在交联剂存在的条件下制备烷基糖苷基聚胺，因为反应过程中以水为溶剂，工艺操作简单且环保；本发明反应条件温和，操作时间短；本发明制备出的烷基糖苷基聚胺页岩抑制性能优异，是一种优良的钻井液用页岩抑制剂，浓度为1％的烷基糖苷基聚胺水溶液，在120℃下，页岩一次回收率83.55％，二次回收率82.00％，相对回收率达98.14％。
甲基糖苷基聚胺结构式如下所示：
乙基糖苷基聚胺结构式如下所示：
丁基糖苷基聚胺结构式如下所示：
式中：m＝1,2,3；
n＝1,2,3,4
a＝1,2,3；。
Claims (7)
1.一种钻井液用抑制剂，其特征是所述的抑制剂为烷基糖苷基聚胺，其结构通式为：
式中：m＝1,2,3；
n＝1,2,3,4；
a＝1,2,3；
-R为-CH3，-C2H5，-CH2CH2OH，-C3H7，-C4H9。
2.一种钻井液用抑制剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将摩尔比是环氧氯丙烷:水:催化剂为1:(12～20):(0.02～0.12)的原料投入到反应器中，在温度为60～100℃条件下，进行水解反应3～8h，得到3-氯-1,2-丙二醇的水溶液；
(2)将摩尔比为1:(0.5～5)的烷基糖苷与步骤(1)制备的3-氯-1,2-丙二醇在温度为80～110℃条件下，进行反应0.5～4.0h后，得到氯代醇糖苷的水溶液；
(3)将上述步骤(2)制备的氯代醇糖苷的水溶液用中和剂中和到pH值为6～9；再将33.3％的二甲胺水溶液加入到氯代醇糖苷水溶液底部，氯代醇糖苷与二甲胺摩尔比为1:(0.2～2.2)；
(4)加入交联剂，交联剂用量为二甲胺有效含量的2％～5％，在温度为40～80℃，常压下聚合反应1～5h，得到烷基糖苷基聚胺水溶液；
(5)将步骤(4)制备的烷基糖苷基聚胺水溶液浓缩、烘干、粉碎，即得烷基糖苷基聚胺产品。
3.如权利要求2所述的一种钻井液用抑制剂的制备方法，其特征在于所述的烷基糖苷为甲基糖苷、乙基糖苷、丙基糖苷、丁基糖苷中的一种。
4.如权利要求2所述的一种钻井液用抑制剂的制备方法，其特征在于所述的催化剂是无机酸、有机酸或无机酸与有机酸复配的混合酸中的一种。
5.如权利要求4所述的一种钻井液用抑制剂的制备方法，其特征在于所述的无机酸是硫酸、硝酸、磷酸中的一种；所述的有机酸是对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、氨基磺酸中的一种。
6.如权利要求2所述的一种钻井液用抑制剂的制备方法，其特征在于所述的中和剂为NaOH、KOH、Na2CO3、MgO中的一种。
7.如权利要求2所述的一种钻井液用抑制剂的制备方法，其特征在于所述的交联剂为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺中的一种。
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