有机胺改性植物多酚钻井液添加剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及石油化工技术领域，具体为一种有机胺改性植物多酚钻井液添加剂及其制备方法和应用，采用有机胺对氧化后的植物多酚进行改性反应，得到有机胺改性植物多酚钻井液添加剂

【技术实现步骤摘要】
有机胺改性植物多酚钻井液添加剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及石油化工
，尤其涉及一种有机胺改性植物多酚钻井液添加剂及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]植物多酚在我国是产量仅次于半纤维素
、
纤维素和木质素的林副产品，是天然具有酚羟基基团结构的大分子化合物，广泛存在于植物中
。
植物多酚作为一类储量丰富
、
可再生的绿色资源，随着其他一次性资源的逐渐消耗以及环保要求的提高，必将成为人类利用的重要资源宝库之一
。
植物多酚结构复杂多样，大多含有酚羟基
、
酯基
、
醚基等活性基团，可以和多种物质结合从而具有抗氧化
、
离子吸附等作用
。
这使得植物多酚这一功能材料，在医药加工
、
食品生产
、
污水处理等领域应用广泛
。
然而植物多酚也存在着其结构上的不足之处，为使其能更加充分地用于工业生产中，需对其结构进行改性，例如植物多酚经氧化后形成醌基结构，该结构可与有机胺反应进而引入碳氮键，从而增加了其整体结构的稳定性
。
[0003]随着石油资源的日益减少和大量难降解的合成高分子给环境造成的污染，用天然多元酚制备钻井液添加剂的研究已引起广泛的关注
。
钻井液的密度对于地层的压力控制至关重要，而流变性和沉降稳定性控制是高密度钻井液技术存在的主要技术难点之一
。
由于重力等因素的影响，重的颗粒物质容易从悬浮体中沉降下来，这种由大斜度井中的重晶石或其他加重物质的沉降引起的钻井液密度的显著变化，即被指定为钻井行业中的“沉降”。
沉降可能导致各种钻完井问题，例如：在钻井过程中，加重材料沉降导致用于控制地层压力的钻井液密度不足，造成井控困难等问题；此外，沉降的加重材料可能妨碍套管的正常运行或在固井作业期间造成不完全位移
。
由此可见，保证高温高密度钻井液的悬浮性非常重要
。
[0004]李子钰等人为解决高温深井中使用的高温高密度钻井液流变性和稳定性难以控制的问题，使用聚醚胺
D
‑
2000、
癸二酸与多元醇进行反应，产生了目的官能团酰胺基及酯基，利用分子中的极性基团及长链形成网格结构
。
在密度
2.2g/cm3及优选加量为1％，
150℃
的条件下，钻井液表观粘度
37mPa
·
s
，动切力
10.5Pa
，破乳电压
>700V
，静沉降系数
SF
＝
0.504
，动沉降系数
VSST
＝
0.081g/cm3，钻井液拥有良好的流变性及悬浮稳定性，电稳定性良好
(
李子钰，于培志
.
油基钻井液提切剂的合成与评价
[J].
应用化工，
2022
，
(05)
：
1252
‑
1255.)。
但该制备方法和原料组成较复杂，不利于降低成本，且原料生物降解性差，不利于推广应用
。
[0005]因此，有必要提供一种有机胺改性植物多酚钻井液添加剂及其制备方法，以解决上述问题
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种有机胺改性植物多酚钻井液添加剂及其制备方法和应用，以植物多酚为原料，使用有机胺对植物多酚进行改性，合成一种有机胺改性植物多酚钻井液添加剂，来达到改善钻井液流变性及沉降稳定性的目的
。
[0007]为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供本专利技术提供一种有机胺改性植物多酚钻井液添加剂的制备方法，采用有机胺对氧化后的植物多酚进行改性反应，得到有机胺改性植物多酚钻井液添加剂
。
[0008]随着勘探开发的不断深入，在井底的高温高压作用下，油基钻井液处理剂会发生降解
、
固化等，导致体系分层堆积沉降和流变性能难以控制，从而引起井筒失稳
、
井漏
、
井控等问题，采用本专利技术得到的钻井液添加剂，能够确保高温高压井的钻井安全，防止钻井液发送沉降，有效改善钻井液的高温高压流变稳定性和沉降稳定性
。
[0009]进一步的，所述有机胺包括
12
‑
20
个碳的单胺或4‑
16
个碳的二胺中的一种或多种
。
所述单胺选自十二胺
、
十五胺
、
十六胺
、
十八胺
、
二十胺中的一种或多种，优选为十八胺；所述二胺选自丁二胺
、
戊二胺
、
己二胺
、
辛二胺
、
十二烷二胺
、
十六烷二胺中的一种或多种，优选为
1,6
‑
己二胺
。
[0010]进一步的，所述植物多酚包括没食子酸
、
单宁酸和栲胶中的一种或多种
。
[0011]本专利技术以没食子酸
、
单宁酸和栲胶等具有邻苯三酚结构的植物多酚为基础，将其在碱性条件下氧化为邻醌型结构，醌羰基结构与有机胺进行曼尼希反应，含羧酸的植物多酚中羧酸易与有机胺反应，生成含有羰基
、
胺基等结构的化合物，如此得到的钻井液用添加剂，能够有效改善钻井液的高温高压流变稳定性和沉降稳定性
。
当改变植物多酚和胺的种类及含量时，还能得到高温老化后，流变稳定性更优的钻井液添加剂
。
[0012]进一步的，所述改性反应的温度为室温
‑
75℃
，时间为1‑
8h
；优选温度为
45
‑
75℃
，时间为2‑
4h。
该温度区间更有利于反应的发生
。
[0013]进一步的，所述植物多酚的氧化在碱性条件下进行，优选采用
NaOH
溶液调节
pH
值至碱性
。
[0014]进一步的，当所述有机胺为单胺时，所述有机胺与所述植物多酚的摩尔比为
(1
‑
10):1
；当所述有机胺为二胺时，所述有机胺与所述植物多酚的摩尔比为
(0.5
‑
5):1。
[0015]进一步的，包括以下步骤：
[0016]S1、
将所述植物多酚溶于溶剂中，将
pH
值调节为8‑
10
；
[0017]S2、
将有机胺加入到步骤
S1
得到的溶液中，于室温
‑
75℃
下，反应1‑
8h<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种有机胺改性植物多酚钻井液添加剂的制备方法，其特征在于，采用有机胺对氧化后的植物多酚进行改性反应，得到有机胺改性植物多酚钻井液添加剂
。2.
根据权利要求1所述的有机胺改性植物多酚钻井液添加剂的制备方法，其特征在于，所述有机胺包括
12
‑
20
个碳的单胺或4‑
16
个碳的二胺中的一种或多种
。3.
根据权利要求1所述的有机胺改性植物多酚钻井液添加剂的制备方法，其特征在于，所述植物多酚包括没食子酸
、
单宁酸和栲胶中的一种或多种
。4.
根据权利要求1‑3中任一项所述的有机胺改性植物多酚钻井液添加剂的制备方法，其特征在于，所述改性反应的温度为室温
‑
75℃
，时间为1‑
8h
；和
/
或，所述植物多酚的氧化在碱性条件下进行，优选采用
NaOH
溶液调节
pH
值至碱性
。5.
根据权利要求1‑4中任一项所述的有机胺改性植物多酚钻井液添加剂的制备方法，其特征在于，当所述有机胺为单胺时，所述有机胺与所述植物多酚的摩尔比为
(1
‑
10):1
；当所述有机胺为二胺时，所述有机胺与所述植物多酚的摩尔比为
(0.5
‑
5):1。6.
根据权利要求1‑5中任一项所述的有机胺改性植物多酚钻井液添加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩春蕊，梁凤倩，杨小芳，晏刘新，郭绪英，张世锋，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：