[發(fā)明專利]一種鉆井液用聚醚胺基烷基糖苷及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310523186.4
• 申請日: 2013-10-29
• 公開（公告）號: CN104140454B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 司西強(qiáng);王中華;魏軍;甄劍武;賈啟高;呂躍濱
• 申請（專利權(quán)）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(shù)研究院
• 主分類號: C07H15/08
• 分類號: C07H15/08;C07H1/00;C09K8/035
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司41119
• 代理人: 胡偉華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種烷基糖苷衍生物及其制備方法，特別是涉及一種聚醚胺基烷基糖苷及其制備方法，屬油田化學(xué)鉆井液處理劑技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

聚醚胺是一類環(huán)氧樹脂的韌性固化劑及制備聚胺酯脲和聚脲材料的主要原料，近年來作為一種強(qiáng)抑制劑開始應(yīng)用于鉆井液中。其應(yīng)用于鉆井液中表現(xiàn)出以下優(yōu)點(diǎn)：（1）可以抑制大多數(shù)活性頁巖，提供良好的井壁穩(wěn)定性；（2）低的剪切稀釋率，有利于提高動塑比，以提高懸浮鉆屑能力，防止巖屑沉積，避免井下各種事故的發(fā)生；（3）防泥包能力強(qiáng)，潤滑性好，有利于提高鉆速，利于井眼清潔；（4）流變性好，固相含量低，抗污染能力強(qiáng)；（5）可生物降解性強(qiáng)，有利于環(huán)保；（6）抗鹽性強(qiáng)，可以用于不同濃度的鹽水配方，在深海作業(yè)中可以防止鉆井液產(chǎn)生氣泡。但其也存在加量大，抗溫性能相對較差，成本高的缺點(diǎn)。申請?zhí)枮?01210052388.0的專利公開了一種聚醚胺的制備方法，主鏈為聚環(huán)氧丙烷、聚環(huán)氧乙烷、聚四氫呋喃或者三者的共聚物，主鏈的一端為羥基，主鏈的另一端為具有NH₂-R-OH結(jié)構(gòu)的醇胺類化合物封端。利用叔丁氧羰基（BOC）保護(hù)醇胺類化合物的胺基，羥基保留，得到BOC-NH-R-OH；BOC-NH-R-OH在強(qiáng)堿或者雙金屬氰化物催化下，引發(fā)環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、四氫呋喃或者三者的混合物反應(yīng)，進(jìn)行開環(huán)聚合；在酸性條件下，進(jìn)行BOC的脫保護(hù)反應(yīng)，得到聚醚胺。該發(fā)明通過調(diào)節(jié)聚醚鏈中環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷與四氫呋喃的比例，可得不同親水性的聚醚主鏈，聚醚鏈的一端含有胺基，酸化之后可提供較強(qiáng)的親水性，可應(yīng)用于表面活性劑、絮凝劑、染整助劑以及電泳漆等領(lǐng)域。申請?zhí)枮?01310095868.X的專利公開了一種聚醚胺及其制備方法，該發(fā)明首次利用酮類或醛類或酸酐與伯胺基反應(yīng)生成酮亞胺或醛亞胺或酰基保護(hù)的胺類化合物，以仲胺或活潑羥基與環(huán)氧烷類單體進(jìn)行陰離子聚合，合成含伯胺基的聚醚胺。該發(fā)明克服了傳統(tǒng)方法羥基直接胺化對設(shè)備及工藝的嚴(yán)苛條件要求，胺類化合物與聚醚鏈相連時(shí)易發(fā)生副反應(yīng)等缺陷，成功合成了反應(yīng)條件溫和、結(jié)構(gòu)規(guī)整的聚醚胺。

烷基糖苷主要應(yīng)用于日化產(chǎn)品、紡織、皮革助劑、造紙助劑等多個(gè)行業(yè)，20世紀(jì)90年代開始應(yīng)用于鉆井液。最早將其應(yīng)用于鉆井液的報(bào)道出現(xiàn)在1994年在美國達(dá)拉斯召開的IADC/SPE鉆井工程會議上，研究成果引起了與會者的廣泛關(guān)注。之后，國內(nèi)石油大學(xué)（北京）和石油大學(xué)（華東）及其它研究機(jī)構(gòu)相繼開展了相關(guān)研究，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，取得了較大進(jìn)展。目前甲基葡萄糖苷鉆井液已經(jīng)形成比較成熟的體系，有許多成功應(yīng)用于現(xiàn)場的報(bào)道，但存在加量大、抑制性能及抗溫性能有待提高的缺陷，上述不足限制了其在鉆井液中進(jìn)一步應(yīng)用推廣。專利CN 200910112354.4公開了一種甲基葡萄糖苷的制備方法，以纖維素和甲醇為原料，以甲醇為反應(yīng)介質(zhì)，在酸性催化劑存在下，纖維素和甲醇催化反應(yīng)直接制備甲基葡萄糖苷。整個(gè)工藝過程簡單，甲基葡萄糖苷最高收率可達(dá)到65%。

聚醚胺應(yīng)用于鉆井液中雖有諸多優(yōu)點(diǎn)，但存在存在加量大，抗溫性能相對較差，成本高的缺點(diǎn)。烷基糖苷應(yīng)用于鉆井液中存在加量大、抑制性能及抗溫性能有待提高的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的聚醚胺和烷基糖苷應(yīng)用于鉆井液中存在加量大、抗溫性能相對較差等缺陷,提供一種在烷基糖苷上引入聚醚胺基合成的頁巖抑制劑聚醚胺基烷基糖苷。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種反應(yīng)條件溫和、工藝操作簡單的鉆井液用聚醚胺基烷基糖苷制備方法。

一種鉆井液用聚醚胺基烷基糖苷，其結(jié)構(gòu)通式為：

式中：m=0,1,2,3,4,5；n=0,1,2,3,4,5；o=0,1,2,3；R=-CH3,-C2H5,-C3H6,-C4H8。分子量范圍為：252.18～934.44。

本發(fā)明具體步驟如下：

（1）將環(huán)氧化物、烷基糖苷、水、催化劑按摩爾比為1:0.5～1：4～8:0.01～0.10加入高壓釜，開動攪拌，在3～10MPa、溫度50～110℃下反應(yīng)0.5～4.0h，得到烷基糖苷聚醚的水溶液；

（2）將上述烷基糖苷聚醚的水溶液用中和劑中和到pH值為6～9，加入有機(jī)胺，烷基糖苷聚醚與有機(jī)胺按摩爾比為1：0.8～1.2混合，在溫度40～90℃、常壓反應(yīng)3～10h，得到橘紅色透明粘稠的聚醚胺基烷基糖苷水溶液，除水即得聚醚胺基烷基糖苷產(chǎn)品。

所述的環(huán)氧化物為環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷中的一種或兩種；

所述的催化劑是無機(jī)酸、有機(jī)酸或無機(jī)酸和有機(jī)酸的復(fù)配的混合物；

所述的無機(jī)酸為硫酸、硝酸、磷酸、磷鎢酸中的一種；