一种多胺基烷基糖苷及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种多胺基烷基糖苷，具有式I所示的结构；式I中，R1选自碳原子数为1～10的烷基；R2选自碳原子数为1～5的烷基，m为1～3，n为0～4。本发明专利技术提供了一种上述技术方案所述多胺基烷基糖苷的制备方法，包括：将烷基糖苷、环氧烷类化合物、氯化剂和酸性催化剂进行反应，得到中间产物；将所述中间产物和水、有机胺进行反应，得到多胺基烷基糖苷。本发明专利技术提供的多胺基烷基糖苷具有较好的页岩抑制性以及抗高温性能。此外，本发明专利技术提供的多胺基烷基糖苷与钻井液具有较好的配伍性。本发明专利技术提供的多胺基烷基糖苷可应用于钻井液，适用于强水敏性泥页岩、含泥岩等易坍塌地层及页岩气水平井钻井施工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及烷基糖苷
，尤其涉及一种多胺基烷基糖苷及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来，随着石油钻探领域中深井、超深井、大斜度井、水平井的日益增多，深井、超深井中的地层温度高的深层强水敏性泥页岩、含泥岩等易坍塌地层钻井过程中的井壁失稳问题不能很好地解决。采用油基钻井液能够在一定程度上解决井壁失稳的问题，但是油基钻井液存在配制成本高、环保性能差的问题；采用胺基强抑制剂作为核心主剂，配合其它处理剂，配制成抑制性能较好的水基钻井液，这种水基钻井液具有油基钻井液的性能，但是胺基抑制剂与其它处理剂的配伍性较差，使这种水基钻井液在稳定性方面的控制存在较大的难度，限制了其推广和使用。20世纪90年代国外提出了一种烷基糖苷类油基钻井液，这种类油基钻井液具有较好的环保性能，但是由于烷基糖苷的抑制性能以及抗高温性能较差，使烷基糖苷类油基钻井液中需要添加＞35％的烷基糖苷才能充分发挥抑制性能，增加了钻井液的生产成本，限制了其推广和应用。为了克服烷基糖苷抑制性和抗高温性能不足的缺陷，可以对烷基糖苷进行结构改性或优化，引入具有特定性能的功能基团，制备强抑制性和抗高温性能较好的烷基糖苷衍生物成为研究的热点。目前，关于多胺基烷基糖苷的化合物还未见报道。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种多胺基烷基糖苷及其制备方法和应用，本专利技术提供的多胺基烷基糖苷具有较好的页岩抑制性和抗高温性能。本专利技术提供了一种多胺基烷基糖苷，具有式I所示的结构：式I中，R1选自碳原子数为1～10的烷基；R2选自碳原子数为1～5的烷基；m为1～3；n为0～4。优选的，所述式I中，R1为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基；R2为甲基、乙基或丙基。本专利技术提供的多胺基烷基糖苷在烷基糖苷中引入有机多胺，这种多胺基烷基糖苷具有较好的页岩抑制性能和抗高温性能。实验结果表明，质量浓度为1％的本专利技术提供的多胺基烷基糖苷水溶液在180℃下滚动16小时，页岩一次回收率＞95％，相对页岩回收率＞98％；在300℃下滚动16小时，页岩一次回收率＞93％，相对页岩回收率＞99％。此外，本专利技术提供的多胺基烷基糖苷和钻井液具有较好的配伍性。实验结果表明，在多种钻井液中加入3％的本专利技术提供的多胺基烷基糖苷，不会破坏钻井液的性能，还可改善钻井液的流动性，降粘提切，降低滤液侵入地层的量。本专利技术提供了一种上述技术方案所述多胺基烷基糖苷的制备方法，包括：将烷基糖苷、环氧烷类化合物、氯化剂和酸性催化剂进行反应，得到中间产物，所述烷基糖苷具有式II所示的结构：式II中，R1选自碳原子数为1～10的烷基；所述环氧烷类化合物具有式III所示的结构：式III中，R2为碳原子数为1～5的烷基；将所述中间产物和水、有机胺进行反应，得到多胺基烷基糖苷，所述有机胺具有式IV所示的结构：式IV中，n为0～4。优选的，所述烷基糖苷、环氧烷类化合物、水、酸性催化剂、氯化剂和有机胺的质量比为(10～15):(8～12):(50～90):(0.8～1.6):(9～11):(10～12)。优选的，所述烷基糖苷为甲基糖苷、乙基糖苷、丙基糖苷、丁基糖苷、戊基糖苷或己基糖苷。优选的，所述环氧烷类化合物为环氧丙烷、环氧丁烷或环氧戊烷。优选的，所述酸性催化剂为氢氟酸、盐酸、硫酸、磷酸、酒石酸、草酸、对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸或氨基磺酸。优选的，所述氯化剂为氯化亚砜、硫酰氯、三氯化磷或五氯化磷。优选的，所述有机胺包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或五乙烯六胺。本专利技术提供的方法制备得到的多胺基烷基糖苷具有较好的页岩抑制性能和抗高温性能。此外，本专利技术提供的方法制备得到的多胺基烷基糖苷和钻井液具有较好的配伍性。另外，本专利技术提供的多胺基烷基糖苷的制备方法以天然可再生物质为原料，制得的产品安全环保；而且制备过程中反应条件温和，制备工艺简单，以水作为溶剂，生产过程无废水、废气、废渣排放。本专利技术提供了一种多胺基烷基糖苷在钻井液中的应用，所述多胺基烷基糖苷为上述技术方案所述的多胺基烷基糖苷，或上述技术方案所述的方法制备得到的多胺基烷基糖苷。在本专利技术中，所述多胺基烷基糖苷具有较好的页岩抑制性和抗高温性能，而且所述多胺基烷基糖苷和钻井液还具有较好的配伍性，这种多胺基烷基糖苷能够应用于钻井液中，在钻井液中添加这种多胺基烷基糖苷能够提高钻井液的页岩抑制性和抗高温性能，使钻井液适用于强水敏性泥页岩、含泥岩等易坍塌地层及页岩气水平井钻井施工。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种多胺基烷基糖苷，具有式I所示的结构：式I中，R1选自碳原子数为1～10的烷基；R2选自碳原子数为1～5的烷基；m为1～3；n为0～4。在本专利技术的实施例中，所述式I中的R1为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基。在本专利技术的实施例中，所述式I中的R2为甲基、乙基或丙基。在本专利技术的实施例中，所述多胺基烷基糖苷的数均分子量为300～600；在其他的实施例中，所述多胺基烷基糖苷的数均分子量为350～550；在另外的实施例中，所述多胺基烷基糖苷的数均分子量为400～500。本专利技术提供的多胺基烷基糖苷中在烷基糖苷中引入有机多胺，这种多胺基烷基糖苷具有较好的页岩抑制性和抗高温性能。此外，而且本专利技术提供的多胺基烷基糖苷和钻井液具有较好的配伍性。本专利技术提供了一种上述技术方案所述多胺基烷基糖苷的制备方法，包括：将烷基糖苷、环氧烷类化合物、氯化剂和酸性催化剂进行反应，得到中间产物，所述烷基糖苷具有式II所示的结构：式II中，R1选自碳原子数为1～10的烷基；所述环氧烷类化合物具有式III所示的结构：式III中，R2为碳原子数为1～5的烷基；将所述中间产物和水、有机胺进行反应，得到多胺基烷基糖苷，所述有机胺具有式IV所示的结构：式IV中，n为0～4。在本专利技术的实施例中，所述烷基糖苷、环氧烷类化合物、氯化剂和酸性催化剂反应的温度为40℃～80℃；在其他的实施例中，所述烷基糖苷、环氧烷类化合物、氯化剂和酸性催化剂反应的温度为50℃～70℃。在本专利技术的实施例中，所述烷基糖苷、环氧烷类化合物、氯化剂和酸性催化剂反应的时间为0.5小时～3小时；在其他的实施例中，所述烷基糖苷、环氧烷类化合物、氯化剂和酸性催化剂反应的时间为1小时～2小时。在本专利技术的实施例中，所述烷基糖苷、环氧烷类化合物、氯化剂和酸性催化剂反应的压力为1MPa～5MPa；在其他的实施例中，所述烷基糖苷、环氧烷类化合物、氯化剂和酸性催化剂反应的压力为2MPa～4MPa。在本专利技术的实施例中，可以在搅拌的条件下将烷基糖苷、环氧烷类化合物、氯化剂和酸性催化剂进行反应。得到中间产物后，本专利技术将所述中间产物和水、有机胺进行反应，得到多胺基烷基糖苷。在本专利技术的实施例中，所述中间产物和水、有机胺反应的温度为180℃～240℃；在其他的实施例中，所述中间产物和水、有机胺反应的温度为200℃～220℃。在本专利技术的实施例中，所述中间产物和水、有机胺反应的时间为2小时～4小时；在其他的实施例中，所述中间产物和水、有机胺反应的时间为2.5小时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多胺基烷基糖苷，具有式I所示的结构：式I中，R1选自碳原子数为1～10的烷基；R2选自碳原子数为1～5的烷基；m为1～3；n为0～4。

【技术特征摘要】
1.一种多胺基烷基糖苷，具有式I所示的结构：式I中，R1选自碳原子数为1～10的烷基；R2选自碳原子数为1～5的烷基；m为1～3；n为0～4。2.根据权利要求1所述的多胺基烷基糖苷，其特征在于，所述式I中，R1为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基；R2为甲基、乙基或丙基。3.一种权利要求1或2所述的多胺基烷基糖苷的制备方法，包括：将烷基糖苷、环氧烷类化合物、氯化剂和酸性催化剂进行反应，得到中间产物，所述烷基糖苷具有式II所示的结构：式II中，R1选自碳原子数为1～10的烷基；所述环氧烷类化合物具有式III所示的结构：式III中，R2为碳原子数为1～5的烷基；将所述中间产物和水、有机胺进行反应，得到多胺基烷基糖苷，所述有机胺具有式IV所示的结构：式IV中，n为0～4。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述烷基糖苷、环氧烷类化合物、水、酸性催化剂、氯化剂和有机胺的质量比为(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：司西强，王中华，吕跃滨，谢俊，雷祖猛，赵虎，王忠瑾，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11