[发明专利]一种聚胺基磺化烷基糖苷及其制备方法和钻井液

说明书

本发明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。本发明还提供了一种聚胺基磺化烷基糖苷和钻井液。

技术领域

本发明属于钻井液处理剂技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种聚胺基磺化烷基糖苷，本发明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。

本发明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。

在本发明中，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。

在本发明中，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。

本发明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，如本发明中的烷基糖苷为河南道纯石油化工有限公司提供的。

在本发明中，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。

在本发明中，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。

在本发明中，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。