[發明專利]一種鉆井液用兩性離子烷基糖苷的制備方法

在審

• 申請號: 201310523154.4
• 申請日: 2013-10-29
• 公開（公告）號: CN104140452A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 司西強;魏軍;王中華;甄劍武;萬龍;呂躍濱
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中石化中原石油工程有限公司鉆井工程技術研究院
• 主分類號: C07H15/04
• 分類號: C07H15/04;C07H1/00;C09K8/035
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡偉華

技術領域：

本發明涉及一種烷基糖苷衍生物的制備方法，特別是涉及一種兩性離子烷基糖苷的制備方法，屬油田化學鉆井液處理劑技術領域。

背景技術：

針對烷基糖苷抗溫性能和抑制性能有待提高的缺陷，申請號為201210273639.8的專利公開了一種鉆井液用陽離子烷基糖苷的制備方法，步驟如下：（1）將摩爾比是環氧氯丙烷：水：催化劑為1:12～20:0.02～0.12的原料在溫度60～100℃下反應3～8h，得到3-氯-1,2-丙二醇的水溶液；（2）將摩爾比是烷基糖苷：3-氯-1,2-丙二醇為1:0.5～5的原料在溫度80～110℃下反應0.5～4.0h后，得到氯代醇糖苷的水溶液；（3）將上述氯代醇糖苷的水溶液用中和劑中和到pH值為6～9，加入叔胺，氯代醇糖苷與叔胺摩爾比為1：0.2～1.2，在溫度40～80℃、常壓下反應3～10h，得到淡黃色透明的陽離子烷基糖苷水溶液。其頁巖抑制性能優異，濃度為1％的水溶液，在120℃下，頁巖一次回收率95.55％，二次回收率94.70％，相對回收率達99.11％。跟烷基糖苷相比，陽離子烷基糖苷抗溫能力較強，在鉆井液中與其它處理劑協同作用，使鉆井液抗溫可達150℃，陽離子烷基糖苷抑制性能顯著提高，頁巖一次回收率＞95％，可有效解決長水平段泥頁巖及砂泥巖地層的井壁失穩問題。

陽離子烷基糖苷雖然在鉆井液中抗溫性能和抑制性能較好，但是仍有較大的提升空間。為進一步提高陽離子烷基糖苷的抗溫性能和抑制性能，對陽離子烷基糖苷進行改性，研制兩性離子烷基糖苷是鉆井液新型處理劑發展的一個必然趨勢。

發明內容:

本發明的目的是針對鉆井液用陽離子烷基糖苷抗溫性能、抑制性能仍有較大提升空間的的問題，在陽離子烷基糖苷的基礎上，進一步提高抗溫性、抑制性，提供一種生產工藝簡單、操作簡便的鉆井液用兩性離子烷基糖苷的制備方法。

具體步驟如下：

（1）將質量分數為50％的陽離子烷基糖苷水溶液用中和劑調節pH值至8～10，得到堿性的陽離子烷基糖苷水溶液；

（2）在堿性的陽離子烷基糖苷水溶液中加入質量分數為30％的甲醛水溶液和亞硫酸氫鈉，得到陽離子烷基糖苷、甲醛與亞硫酸氫鈉的混合液，其中，陽離子烷基糖苷、甲醛與亞硫酸氫鈉摩爾比為1：0.5～2.0：0.5～2.0；

（3）將上述陽離子烷基糖苷、甲醛與亞硫酸氫鈉的混合液在溫度80～110℃、常壓下反應2～8h，得到紅褐色兩性離子烷基糖苷水溶液；

（4）將兩性離子烷基糖苷水溶液減壓蒸餾脫水，得到粘稠狀兩性離子烷基糖苷產品。

所述的陽離子烷基糖苷為陽離子甲基糖苷、陽離子乙基糖苷、陽離子乙二醇糖苷、陽離子丙基糖苷、陽離子丁基糖苷中的一種；

所述的中和劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉中的一種；

本發明的有益效果是：

本發明采用陽離子烷基糖苷、甲醛與亞硫酸氫鈉為原料在水溶液中制備陽離子烷基糖苷，工藝操作簡單環保，反應條件溫和，操作時間短，產品應用到鉆井液中，抗溫性能優良，頁巖抑制性能優異。

具體實施方式：

實施例1

將質量分數為50％的陽離子甲基糖苷水溶液用氫氧化鈉調pH值至8；在裝有溫度計、冷凝管、攪拌器的500mL四口燒瓶中，加入50％的陽離子甲基糖苷水溶液72.16g、甲醛水溶液4.50g和亞硫酸氫鈉5.15g，在常壓，溫度80℃下反應2h，得到紅褐色兩性離子甲基糖苷水溶液；將兩性離子甲基糖苷水溶液減壓蒸餾脫水，得到粘稠狀兩性離子甲基糖苷產品。

實施例2～5步驟與實施例1相同，具體反應物質和反應條件如表1所示：

表1?反應物質用量及反應條件表

實施例1～5所制備的兩性離子烷基糖苷產品在鉆井液中性能如表2所示：

表2?實施例的鉆井液性能指標對比

注：鉆井液配方為：水+2％土+0.2％Na₂CO₃+0.6％XC+0.4％HV-CMC+0.6％LV-CMC+3％無滲透+0.4％NaOH+24％工業鹽+3％兩性離子烷基糖苷。AV：表觀粘度，PV：塑性粘度，YP：動切力，G′/G″：靜切力，FL：中壓濾失量，HTHP：高溫高壓濾失量，R₁：巖心一次回收率，R：巖心相對回收率。

由表1可知，本發明反應條件溫和，反應時間較短，并且采用水做溶劑進行反應，避免采用有機溶劑，實際操作安全環保可行；本發明合成出的兩性離子烷基糖苷抗溫性能優良，頁巖抑制性能優異。兩性離子烷基糖苷在鉆井液中加量為3％時，160℃高溫老化16h，鉆井液流變性和降濾失性能較好；頁巖巖心在鉆井液中160℃高溫滾動16h，頁巖一次回收率＞98％，相對回收率＞99％。