[发明专利]一种合成基钻井液用流型调节剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种合成基钻井液用流型调节剂及其制备方法，该流型调节剂是由脂肪酸或脂肪酸甲酯与葡萄糖甲胺反应生成的具有两条或多条葡萄糖链段的烷基葡萄糖酰胺，具体通过将葡萄糖甲胺和二元或多元脂肪酸/酸酯加至极性溶剂中，在醇钠催化剂的作用下，加热至140～150℃回流反应4～5h，而后蒸除极性溶剂至不再有液体滴出，冷却后得到蜡状固体，干燥粉碎得到；该合成基钻井液用流型调节剂不仅低毒、易降解，且其分子链上有大量的羟基和酰胺基的极性基团，使其在油包水乳液中易缔合形成弱凝胶形态，低流速状态下有效增粘，悬浮固相颗粒；而在泵送等外力作用下，凝胶态容易被破坏，钻井液恢复良好的流动性，有利于提高机械钻速和提升对井壁的冲刷能力。

技术领域

本发明涉及油田化学品技术领域，特别涉及一种合成基钻井液用流型调节剂及其制备方法。

背景技术

油基钻井液是以油为连续相，水为分散相，配合乳化剂、提切剂、封堵剂、降滤失剂、碱以及其他化学剂组成的钻井液体系。其与水基钻井液相比，具有良润滑、抗污染、抗高温、强抑制、保护油气层等优点，因此，被越来越广泛的用于深井超深井、复杂结构井、特殊地层井、大位移水平井等难度井中。

但随着复杂井的日益增多和环保法规的日益严格，对钻井液的性能提出了更高的要求。合成基钻井液是在水基钻井液不能满足井下复杂情况的性能要求，传统矿物油基(柴油、白油)钻井液不能满足环境保护要求的情况下应运而生的。合成基钻井液在拥有传统的矿物油钻井液抗温优良、抑制性强及润滑性好等优点的基础上，同时又具备毒性低、可生物降解、无荧光等优点，在海洋深水和环境敏感地区被广泛使用。

合成基础油粘度较低，例如气制油的粘度仅有白油一半左右；且合成基础油中不含苯类物质，因此其对传统矿物油中使用的增粘性物质溶解性较差，造成合成基础油对重晶石等固相颗粒的悬浮性较差，尤其是在井底高温环境下基础油粘度进一步下降的情况下，会导致形成岩屑床，造成事故复杂。

目前在油基钻井液中常用有机土来改善流型，提高悬浮能力。但有机土会减小油基钻井液的固相容量，污染低渗透储层，且在高温下易增稠，导致泥浆性能发生恶化。丁基橡胶、异氰酸酯与多元醇或醛的反应产物等产品虽然也是目前油基钻井液体系中常见的增粘剂，但这些产品存在具有毒性和不易降解等缺点，不适宜继续用作合成基钻井液的流型调节剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于合成基钻井液中的兼具低毒性、易生物降解并能够起到提高增粘和乳化稳定性效果的合成基钻井液用流型调节剂。

本发明的另一目的是提供一种制备上述合成基钻井液用流型调节剂的制备方法。

为此，本发明技术方案如下：

一种合成基钻井液用流型调节剂，其为由脂肪酸或脂肪酸甲酯与葡萄糖甲胺反应生成的具有两条或多条葡萄糖链段的烷基葡萄糖酰胺；其中，所述脂肪酸或脂肪酸甲酯为碳链长度为6～18的二元脂肪酸及其甲酯，或碳链长度为10～18的多元脂肪酸及其甲酯；所述脂肪酸或脂肪酸甲酯与葡萄糖甲胺的投料比例满足：葡萄糖甲胺的氨基与所述脂肪酸的羧基的摩尔比为1:1.2～1.6；葡萄糖甲胺的氨基与所述脂肪酸甲酯的酯基的摩尔比为1:1.2～1.6。

该合成基钻井液用流型调节剂利用葡萄糖甲胺与二元脂肪酸及其甲酯或多元脂肪酸及其甲酯反应，形成具有多个酰胺基团和多个葡萄糖链端结构的产物。由于该产物的分子链上有大量的羟基和酰胺基这样的极性基团，在油包水乳液中易缔合形成弱凝胶形态，低流速状态下可有效增粘，悬浮固相颗粒；而在泵送等外力作用下，凝胶态容易被破坏，钻井液恢复良好的流动性，有利于提高机械钻速和提升对井壁的冲刷能力。同时葡萄糖链段使产品具有毒性低和易生物降解的特点，更适宜作为合成基环保型钻井液的流型调节剂来使用。

优选，所述二元脂肪酸为己二酸、辛二酸、癸二酸、十二烷二酸、十四烷二酸、十六烷二酸或十八烷二酸；所述多元脂肪酸为十碳三元脂肪酸、十四碳三元脂肪酸或十八碳三元脂肪酸。

一种合成基钻井液用流型调节剂的制备方法，步骤如下：