一种酰胺化合物、黏土稳定剂、其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种酰胺化合物、黏土稳定剂、其制备方法和应用，本发明专利技术提供的黏土稳定剂由包括式I所示酰胺化合物的物料制成，其同时含有酰胺基、羟基和胺基等多种基团。在本发明专利技术中，所述黏土稳定剂具有较好的抑制黏土水化分散作用，在能有效地控制黏土分散的同时，不影响钻井液性能。并且，该产品也可以与K

【技术实现步骤摘要】
一种酰胺化合物、黏土稳定剂、其制备方法和应用
本专利技术涉及石油钻井用油田化学品
，尤其涉及一种酰胺化合物、黏土稳定剂、其制备方法和应用。
技术介绍
随着石油工程技术的发展，深井、大位移井和水平井等钻井作业越来越多，钻遇地层越来越复杂，部分高难度井具有井眼大、位移大、水平井段长、井眼轨迹变化较大等特点，导致泥页岩地层存在严重垮塌和膨胀缩径以及严重造浆等问题，这便对水基钻井液的抑制能力提出了更高的要求。高效黏土稳定剂是确保井壁稳定和钻井液抑制性的关键，其中，无机盐和有机盐是目前应用得最多的钻井液抑制剂或黏土稳定剂。无机盐对粘土矿物膨胀和分散性的抑制作用已经非常清楚，对于不同的矿物组成，不同无机盐如KCl、NH4C1、NaCl和CaCl2的抑制作用又略有差别。由于K+和NH4+能够进入到粘土和页岩的晶层间，促使粘土颗粒连接在一起，从而降低页岩在水中的分散作用，故KCl、NH4C1比NaCl、CaCl2更能有效地抑制页岩分散，起到抑制黏土分散作用。从抑制页岩分散作用的机理上讲，CaCl2和NaCl主要是通过阻止水进入页岩颗粒而起作用；K+和NH4+离子的水化能低，水化后的K+和NH4+的离子半径仍小于伊利石的层间间隙，因而能进入伊利石的层间，且K+和NH4+可通过与页岩中的粘土发生离子交换而起作用。除上述无机盐外，硫酸钾也可以作为抑制剂。对于有机盐类抑制剂，低碳原子(C1～C6)碱金属有机酸盐(甲酸铯、乙酸钾、柠檬酸钾、酒石酸钾)、有机酸铵盐(乙酸铵、柠檬酸铵、酒石酸铵)等具有防塌抑制性能好、保护油气层、腐蚀性低、环保及可回收再利用的特点。在实际应用中，上述无机盐和有机盐虽然具有较强的抑制性，但其需要在很大的加量情况下才能起作用，这样容易对钻井液性能产生不良影响，也会增加钻井液的成本，从而限制了其应用范围。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种酰胺化合物、黏土稳定剂、其制备方法和应用，采用本申请提供的酰胺化合物制成的黏土稳定剂，具有较好的抑制黏土水化分散作用，同时不影响钻井液性能，利于应用。本专利技术提供一种酰胺化合物，其具有式I结构：其中，n选自1～5之间的整数。本专利技术提供一种黏土稳定剂，其由包括酰胺化合物的物料制成；所述酰胺化合物具有式I结构：其中，n选自1～5之间的整数。优选地，所述物料包括酸，所述酸选自盐酸、硫酸、甲酸和乙酸中的一种或多种。优选地，所述黏土稳定剂的pH值为6.5～8.0。本专利技术提供一种黏土稳定剂的制备方法，包括以下步骤：将柠檬酸和多乙烯多胺进行反应，得到酰胺化合物；所述多乙烯多胺选自二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺或六乙烯七胺；所述酰胺化合物具有式I结构：其中，n选自1～5之间的整数；将包括所述酰胺化合物的物料出料，得到黏土稳定剂。优选地，所述反应在催化剂存在的条件下进行，所述催化剂选自偏硼酸、氧化硼、苯硼酸、3,4,5-三氟苯硼酸，胺基苯硼酸和邻卤代苯硼酸中的一种或多种。优选地，所述反应的温度为150～170℃。优选地，得到酰胺化合物后，用酸调节pH值至6.5～8.0，出料得到黏土稳定剂。本专利技术提供一种钻井液，包括处理剂，所述处理剂包括上文所述的黏土稳定剂。优选地，所述黏土稳定剂的加量小于等于1％。与现有技术相比，本专利技术提供的黏土稳定剂由包括式I所示酰胺化合物的物料制成，其同时含有酰胺基、羟基和胺基等多种基团。在本专利技术中，所述黏土稳定剂具有较好的抑制黏土水化分散作用，在能有效地控制黏土分散的同时，不影响钻井液性能。并且，该产品也可以与K+，NH4+等无机阳离子防塌剂一起用于钻井液中作防塌、抑制剂，有效地起到抑制粘土水化分散、絮凝钻屑、控制地层造浆的作用，同时也可以作为压裂、酸化和采油注水的黏土稳定剂，利于应用。此外，本专利技术产品生产成本低，生产效率高，产品质量稳定。具体实施方式下面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酰胺化合物，其具有式I结构：其中，n选自1～5之间的整数。在本专利技术中，式I所示的酰胺化合物具有酰胺基、羟基和胺基等多种基团；n为1、2、3、4或5。采用本申请提供的酰胺化合物，可制成性能较好的黏土稳定剂，利于应用。本专利技术提供了一种黏土稳定剂，其由包括酰胺化合物的物料制成，所述酰胺化合物具有式I结构：其中，n选自1～5之间的整数。本专利技术提供的黏土稳定剂可以发挥较好的抑制黏土水化分散(即黏土稳定)作用，同时对钻井液性能不产生不良影响，且不会因为加量增加而影响钻井液的胶体稳定性，从而达到有效地控制钻井液中黏土及钻屑的水化分散，保持钻井液清洁。在本专利技术中，所述黏土稳定剂由包括式I所示的酰胺化合物的物料制成。所述黏土稳定剂具有酰胺基、羟基、伯胺基和仲胺基等多种基团；式I中的n为1、2、3、4或5。在本专利技术的一些实施例中，所述黏土稳定剂为棕褐色黏稠液体，pH值可为6.5～8.0，具有较好的性能。本专利技术实施例制成黏土稳定剂的物料包括酸，可调节pH值至6.5～8.0。其中，所述酸优选自盐酸(HCl)、硫酸(H2SO4)、甲酸(HCOOH)和乙酸(CH3COOH)中的一种或多种。在本专利技术的实施例中，所述黏土稳定剂的结构式可如式II所示：式II中，n＝1～5；A＝HCl、H2SO4、HCOOH、CH3COOH。本专利技术提供了一种黏土稳定剂的制备方法，包括以下步骤：将柠檬酸和多乙烯多胺进行反应，得到酰胺化合物；所述多乙烯多胺选自二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺或六乙烯七胺；所述酰胺化合物具有式I结构：其中，n选自1～5之间的整数；将包括所述酰胺化合物的物料出料，得到黏土稳定剂。本专利技术通过酰胺化反应，合成具有酰胺基等基团的黏土稳定剂，其具有较好的抑制黏土水化分散作用，同时不影响钻井液性能，利于应用。本专利技术按照一定的物质定量比例，将柠檬酸和多乙烯多胺加入反应瓶中，进行反应，得到式I所示的酰胺化合物。其中，所述反应瓶可为带搅拌器和冷凝的反应容器。本专利技术以柠檬酸和多乙烯多胺为原料；在本专利技术中，所述多乙烯多胺选自二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺或六乙烯七胺，优选为四乙烯五胺或三乙烯四胺。其中，二乙烯三胺的结构如下：本专利技术将柠檬酸和多乙烯多胺进行酰胺化反应，得到式I所示的酰胺化合物。本专利技术对各原料的来源没有特殊限制；所述柠檬酸和多乙烯多胺的摩尔比优选为1：(2.50～3.05)。并且，所述反应优选在催化剂存在的条件下进行。所述催化剂可以是偏硼酸、氧化硼、苯硼酸、3,4,5-三氟苯硼酸，胺基苯硼酸和邻卤代苯硼酸中的一种或多种；在本专利技术的实施例中，加入原料后，优选升温至150℃，加入占反应原料质量的0.5％～2％的催化剂，反应得到酰胺化合物。所述反应的温度优选为150～170℃；所述反应的时间优选为2h～10h，更优选为3h～9h。得到式I所示的酰胺化合物后，本专利技术实施例优选用酸调节pH值至6.5～8.0，出料，得到呈棕褐色黏稠液体的黏土稳定剂。在本专利技术的一些实施例中，反应时间达到后，优选降温至60℃。本专利技术实施例可用质量分数为18％的稀酸溶液调节pH值，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种酰胺化合物，其特征在于，具有式I结构：

【技术特征摘要】
1.一种酰胺化合物，其特征在于，具有式I结构：其中，n选自1～5之间的整数。2.一种黏土稳定剂，其特征在于，由包括酰胺化合物的物料制成；所述酰胺化合物具有式I结构：其中，n选自1～5之间的整数。3.根据权利要求2所述的黏土稳定剂，其特征在于，所述物料包括酸，所述酸选自盐酸、硫酸、甲酸和乙酸中的一种或多种。4.根据权利要求2或3所述的黏土稳定剂，其特征在于，所述黏土稳定剂的pH值为6.5～8.0。5.一种黏土稳定剂的制备方法，包括以下步骤：将柠檬酸和多乙烯多胺进行反应，得到酰胺化合物；所述多乙烯多胺选自二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺或六乙烯七胺；所述酰胺化合物具有式I结构：其中，n选自1～5之间的整数；将包括所述酰胺化合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：王中华，
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