[发明专利]一种钻井液处理剂及其制备方法和钻井液

说明书

本发明提供了一种钻井液处理剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将壳聚糖、水、碱性化合物和醇类化合物进行反应，得到第一中间产物；(2)将第一中间产物和氯代羧酸进行反应，得到第二中间产物；(3)将第二中间产物、质子酸和2,3‑环氧丙基三烷基氯化铵进行反应，得到钻井液处理剂。本发明提供的方法制备得到具有特定结构的钻井液处理剂，这种特定结构的钻井液处理剂具有较好的抑制性能、润滑性能、降滤失性能和抗盐污染性能，可应用于钻井液中。此外，本发明提供的钻井液处理剂的制备方法反应条件温和，操作步骤简单，产品收率高。本发明还提供了一种钻井液处理剂以及钻井液。

技术领域

本发明涉及钻井技术领域，尤其涉及一种钻井液处理剂及其制备方法和钻井液。

背景技术

壳聚糖是甲壳素脱去乙酰基后生成的衍生物，是一种含有胺基的碱性多糖，具有无毒性、生物相容性和可生物降解性的优点，得到了不同领域研究者的广泛关注。壳聚糖分子链上含有大量的羟基、胺基等活性基团，这些活性基团使其易于进行衍生改性，因此，基于壳聚糖的改性衍生物功能材料越来越受到人们的关注。壳聚糖分子中的2位胺基和6位羟基是进行化学反应的主要活性位，可通过在其上引入特定的基团获得特定性能的壳聚糖衍生物。

目前，关于壳聚糖衍生物应用于钻井领域的相关报道较少，如申请号为2014100449237的中国专利公开了一种壳聚糖接枝共聚物絮凝-杀菌剂，这种壳聚糖糖衍生物可应用于循环冷却水、造纸污水、生活污水和钻井液中的杀菌处理，能够消灭水体中的病毒、细菌、藻类浮游物。现有技术中的这种壳聚糖衍生物主要作为絮凝剂用于处理钻井废水。目前，可应用于钻井液中的壳聚糖衍生物还未见报道。由于壳聚糖物及其衍生物无生物毒性、可生物降解、绿色环保，应用于钻井液中具有明显的优势。因此，目前市场上急需一种具有较好的抑制性能、润滑性能、降滤失性能和抗盐污染性能的壳聚糖衍生物应用于钻井液中。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钻井液处理剂及其制备方法和钻井液，本发明提供的钻井液处理剂具有较好的抑制性能、润滑性能、降滤失性能和抗盐污染性能。

本发明提供了一种钻井液处理剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将壳聚糖、水、碱性化合物和醇类化合物进行反应，得到第一中间产物；

(2)将第一中间产物和氯代羧酸进行反应，得到第二中间产物；

(3)将第二中间产物、质子酸和2,3-环氧丙基三烷基氯化铵进行反应，得到钻井液处理剂；

所述壳聚糖具有式I所示的结构：

式I；式I中，m为1200～3100；

所述碱性化合物为碱金属氢氧化物或碱金属碳酸盐；

所述氯代羧酸具有式II所示的结构：

式II，式II中，n为1～10；

所述2,3-环氧丙基三烷基氯化铵具有式III所示的结构：

式III，式III中，R为碳原子数为1～10的烷基。

优选的，所述碱性化合物为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾或碳酸钾。

优选的，所述醇类化合物为碳原子数为1～10的醇类化合物。

优选的，所述步骤(1)中的反应温度为50～80℃。

优选的，所述式II中，n为1～5。

优选的，所述步骤(2)中的反应温度为55～80℃。

优选的，所述式III中，R为碳原子数为1～5的烷基。

优选的，所述步骤(3)中反应的温度为60～110℃。