一种聚胺基磺化烷基糖苷及其制备方法和钻井液技术

本发明专利技术提供了一种聚胺基磺化烷基糖苷的制备方法，包括以下步骤：1)在酸性催化剂的作用下，将烷基糖苷、环氧烷类化合物、环氧氯代烷类化合物和氯化剂在水中进行反应，得到第一中间产物；2)将所述第一中间产物和有机胺进行反应，得到第二中间产物；3)在催化剂的作用下，将所述第二中间产物和氯化剂、磺化剂进行反应，得到聚胺基磺化烷基糖苷。本发明专利技术在烷基糖苷中引入聚醚基团、磺化基团、胺基基团等功能基团，使其具有良好的抗高温强抑制性，尤其适用于高活性泥页岩易坍塌地层。本发明专利技术还提供了一种聚胺基磺化烷基糖苷和钻井液。

A kind of sulfated polyalkylglucoside and its preparation method and drilling fluid

【技术实现步骤摘要】
一种聚胺基磺化烷基糖苷及其制备方法和钻井液
本专利技术属于钻井液处理剂
，尤其涉及一种聚胺基磺化烷基糖苷及其制备方法和钻井液。
技术介绍
油气钻探过程中的井壁失稳问题一直是影响钻井施工顺利进行的主要因素，特备是在深井、超深井、水平井和大斜度井日益增多的情况下，上述问题尤为突出。据统计，90％以上的井壁失稳发生在泥页岩及含泥页岩地层。影响井壁稳定的主要因素为物理化学因素和力学因素。从物理化学角度上看，如果钻井液抑制性不足，泥岩及含泥页岩地层的粘土矿物在于水基钻井液相互作用的过程中极易吸水膨胀分散，导致地层强度降低，地层应力分布发生变化，造成井壁失稳。井壁失稳与粘土矿物的水化膨胀分散作用密切相关，当钻遇泥页岩等易坍塌地层时，在钻井液中加入抑制剂是解决井壁失稳的有效途径之一。因此，研制高性能泥页岩强抑制剂，抑制粘土矿物水化膨胀分散，对有效提高井壁稳定剂、降低钻井成本、增加经济效益，促进安全钻进意义重大。钻井液抑制剂主要集中在聚胺类、烷基糖苷类、聚合醇、甲酸盐等种类，部分解决了钻井现场出现的井壁失稳问题，但在钻遇深井(＞4572m)、超深井(＞6000m)，地层温度较高(＞200℃)时，对钻井液体系中各组分的抗高温稳定性要求就更高。目前现有技术的抑制剂尚不能满足高温地层的抑制防塌技术需求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种聚胺基磺化烷基糖苷，本专利技术提供的聚胺基磺化烷基糖苷具有良好的抗高温强抑制性能。本专利技术提供了一种聚胺基磺化烷基糖苷的制备方法，包括以下步骤：1)在酸性催化剂的作用下，将烷基糖苷、环氧烷类化合物、环氧氯代烷类化合物和氯化剂在水中进行反应，得到第一中间产物；2)将所述第一中间产物和有机胺进行反应，得到第二中间产物；3)在催化剂的作用下，将所述第二中间产物和氯化剂、磺化剂进行反应，得到聚胺基磺化烷基糖苷。本专利技术在烷基糖苷中引入聚醚基团、磺化基团、胺基基团等功能基团，使这种聚胺基磺化烷基糖苷具有良好的抗高温强抑制性；适用于地层温度较高的高活性泥页岩、含泥岩、砂泥岩互层等易坍塌地层及页岩气水平井长水平段钻井施工，避免井下钻井时出现的井壁坍塌失稳基托压卡钻等井下复杂问题，实现绿色、安全、高速钻进。在本专利技术中，所述酸性催化剂优选选自氢氟酸、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。在本专利技术中，所述烷基糖苷优选选自甲基糖苷、乙基糖苷、丙基糖苷、丁基糖苷、己基糖苷、辛基糖苷、癸基糖苷、十二烷基糖苷或十四烷基糖苷。本专利技术对所述烷基糖苷的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的烷基糖苷或制备方法制备得到即可，也可由市场购买获得，如本专利技术中的烷基糖苷为河南道纯石油化工有限公司提供的。在本专利技术中，所述环氧烷类化合物优选选自环氧丙烷、环氧丁烷或环氧戊烷。在本专利技术中，所述环氧氯代烷类化合物优选选自环氧氯丙烷、环氧氯丁烷或环氧氯戊烷。在本专利技术中，所述氯化剂优选选自氯化亚砜、硫酰氯、三氯化磷、三氯氧磷或五氯化磷。在本专利技术中，所述环氧氯代烷类化合物、烷基糖苷、环氧烷类化合物、氯化剂、酸性催化剂和水的质量比优选为37：(60～90)：(20～40)：(45～60)：(4～8)：(5～100)，更优选为37：(65～85)：(25～35)：(50～55)：(5～7)：(10～80)，最优选为37：(70～80)：30：(52～53)：6：(30～50)。在本专利技术中，所述步骤1)中的反应优选在搅拌的条件下进行；所述搅拌的速度优选为600～1200r/min，更优选为700～1100r/min，最优选为800～1000r/min。在本专利技术中，所述步骤1)中的反应温度优选为130～200℃，更优选为140～190℃，最优选为150～180℃；所述步骤1)中的反应时间优选为0.5～3小时，更优选为1～2.5小时，最优选为1.5～2小时。在本专利技术中，所述步骤1)中反应的压力优选为5～15MPa，更优选为8～12MPa，最优选为10MPa。在本专利技术中，所述有机胺优选选自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或五乙烯六胺。在本专利技术中，所述环氧氯代烷类化合物和有机胺的质量比优选为37：(60～90)，更优选为37：(70～80)，最优选为37:15。在本专利技术中，所述步骤2)中的反应温度优选为60～120℃，更优选为70～110℃，最优选为80～100℃；所述步骤2)中的反应优选在常压下进行；所述步骤2)中的反应时间优选为3～10小时，更优选为4～9小时，最优选为5～8小时。在本专利技术中，所述步骤3)的氯化剂的选择种类与上述技术方案一致，在此不再赘述。在本专利技术中，所述步骤1)和步骤3)中的氯化剂可以相同，也可以不同。在本专利技术中，所述磺化剂优选选自发烟硫酸、氯磺酸、三氧化硫、氨基磺酸或亚硫酸氢钠。在本专利技术中，所述步骤3)中的催化剂优选选自尿素、乙基脲或硫脲。在本专利技术中，所述环氧氯代烷类化合物和步骤3)中的氯化剂、磺化剂、步骤3)中的催化剂的质量比优选为37：(30～50)：(20～60)：(5～25)，更优选为37：(35～45)：(30～50)：(10～20)，最优选为37：40:40:15。在本专利技术中，所述步骤3)中反应的温度优选为66～85℃，更优选为70～80℃，最优选为74～76℃；所述步骤3)中的反应优选在常压下进行；所述步骤3)中的反应时间优选为3～10小时，更优选为4～9小时，最优选为5～8小时。在本专利技术中，所述步骤3)中反应完成后优选还包括将得到的反应产物进行除水处理，得到聚胺基磺化烷基糖苷。本专利技术提供的聚胺基磺化烷基糖苷制备方法反应条件温和、工艺操作简单，以水为溶剂，无废水、废气、废渣的排放。本专利技术提供了一种聚胺基磺化烷基糖苷，具有式I结构：式I中，R1选自碳原子数为1～14的烷基；R2选自碳原子数为1～3的烷基；R3选自碳原子数为1～3的烷基；m为0～3；n为0～3；o为0～4；p为1～3。在本专利技术中，所述R1优选为甲基、乙基、丙基、丁基、己基、辛基、癸基、十二烷基或十四烷基；所述R2优选为甲基、乙基或丙基；所述R3优选为甲基、乙基或丙基；所述m优选为1～2，所述n优选为1～2；所述o优选为1～3，更优选为2；所述p优选为2。在本专利技术中，所述聚胺基磺化烷基糖苷的数均分子量优选为435～3344，更优选为500～3000，更优选为1000～2500，最优选为1500～2000。在本专利技术中，所述聚胺基磺化烷基糖苷的制备方法与上述技术方案所述方法一致，在此不再赘述。本专利技术提供了一种钻井液，包括上述技术方案所述的聚胺基磺化烷基糖苷或上述技术方案所述的方法制备得到的聚胺基磺化烷基糖苷。本专利技术对所述钻井液的成分没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的钻井液成分在其中加入上述技术方案所述的聚胺基磺化烷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚胺基磺化烷基糖苷的制备方法，包括以下步骤：/n1)在酸性催化剂的作用下，将烷基糖苷、环氧烷类化合物、环氧氯代烷类化合物和氯化剂在水中进行反应，得到第一中间产物；/n2)将所述第一中间产物和有机胺进行反应，得到第二中间产物；/n3)在催化剂的作用下，将所述第二中间产物和氯化剂、磺化剂进行反应，得到聚胺基磺化烷基糖苷。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚胺基磺化烷基糖苷的制备方法，包括以下步骤：
1)在酸性催化剂的作用下，将烷基糖苷、环氧烷类化合物、环氧氯代烷类化合物和氯化剂在水中进行反应，得到第一中间产物；
2)将所述第一中间产物和有机胺进行反应，得到第二中间产物；
3)在催化剂的作用下，将所述第二中间产物和氯化剂、磺化剂进行反应，得到聚胺基磺化烷基糖苷。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烷基糖苷选自甲基糖苷、乙基糖苷、丙基糖苷、丁基糖苷、己基糖苷、辛基糖苷、癸基糖苷、十二烷基糖苷或十四烷基糖苷。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环氧氯代烷类化合物选自环氧氯丙烷、环氧氯丁烷或环氧氯戊烷。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸性催化剂选自氢氟酸、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。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机胺选...

【专利技术属性】
技术研发人员：司西强，王中华，李伟廷，吕跃滨，王忠瑾，李荣府，
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，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