[发明专利]一种钻井液用两性离子烷基糖苷的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种烷基糖苷衍生物的制备方法，特别是涉及一种两性离子烷基糖苷的制备方法，属油田化学钻井液处理剂技术领域。

背景技术：

针对烷基糖苷抗温性能和抑制性能有待提高的缺陷，申请号为201210273639.8的专利公开了一种钻井液用阳离子烷基糖苷的制备方法，步骤如下：（1）将摩尔比是环氧氯丙烷：水：催化剂为1:12～20:0.02～0.12的原料在温度60～100℃下反应3～8h，得到3-氯-1,2-丙二醇的水溶液；（2）将摩尔比是烷基糖苷：3-氯-1,2-丙二醇为1:0.5～5的原料在温度80～110℃下反应0.5～4.0h后，得到氯代醇糖苷的水溶液；（3）将上述氯代醇糖苷的水溶液用中和剂中和到pH值为6～9，加入叔胺，氯代醇糖苷与叔胺摩尔比为1：0.2～1.2，在温度40～80℃、常压下反应3～10h，得到淡黄色透明的阳离子烷基糖苷水溶液。其页岩抑制性能优异，浓度为1％的水溶液，在120℃下，页岩一次回收率95.55％，二次回收率94.70％，相对回收率达99.11％。跟烷基糖苷相比，阳离子烷基糖苷抗温能力较强，在钻井液中与其它处理剂协同作用，使钻井液抗温可达150℃，阳离子烷基糖苷抑制性能显著提高，页岩一次回收率＞95％，可有效解决长水平段泥页岩及砂泥岩地层的井壁失稳问题。

阳离子烷基糖苷虽然在钻井液中抗温性能和抑制性能较好，但是仍有较大的提升空间。为进一步提高阳离子烷基糖苷的抗温性能和抑制性能，对阳离子烷基糖苷进行改性，研制两性离子烷基糖苷是钻井液新型处理剂发展的一个必然趋势。

发明内容:

本发明的目的是针对钻井液用阳离子烷基糖苷抗温性能、抑制性能仍有较大提升空间的的问题，在阳离子烷基糖苷的基础上，进一步提高抗温性、抑制性，提供一种生产工艺简单、操作简便的钻井液用两性离子烷基糖苷的制备方法。

具体步骤如下：

（1）将质量分数为50％的阳离子烷基糖苷水溶液用中和剂调节pH值至8～10，得到碱性的阳离子烷基糖苷水溶液；

（2）在碱性的阳离子烷基糖苷水溶液中加入质量分数为30％的甲醛水溶液和亚硫酸氢钠，得到阳离子烷基糖苷、甲醛与亚硫酸氢钠的混合液，其中，阳离子烷基糖苷、甲醛与亚硫酸氢钠摩尔比为1：0.5～2.0：0.5～2.0；

（3）将上述阳离子烷基糖苷、甲醛与亚硫酸氢钠的混合液在温度80～110℃、常压下反应2～8h，得到红褐色两性离子烷基糖苷水溶液；

（4）将两性离子烷基糖苷水溶液减压蒸馏脱水，得到粘稠状两性离子烷基糖苷产品。

所述的阳离子烷基糖苷为阳离子甲基糖苷、阳离子乙基糖苷、阳离子乙二醇糖苷、阳离子丙基糖苷、阳离子丁基糖苷中的一种；

所述的中和剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠中的一种；

本发明的有益效果是：

本发明采用阳离子烷基糖苷、甲醛与亚硫酸氢钠为原料在水溶液中制备阳离子烷基糖苷，工艺操作简单环保，反应条件温和，操作时间短，产品应用到钻井液中，抗温性能优良，页岩抑制性能优异。

具体实施方式：

实施例1

将质量分数为50％的阳离子甲基糖苷水溶液用氢氧化钠调pH值至8；在装有温度计、冷凝管、搅拌器的500mL四口烧瓶中，加入50％的阳离子甲基糖苷水溶液72.16g、甲醛水溶液4.50g和亚硫酸氢钠5.15g，在常压，温度80℃下反应2h，得到红褐色两性离子甲基糖苷水溶液；将两性离子甲基糖苷水溶液减压蒸馏脱水，得到粘稠状两性离子甲基糖苷产品。

实施例2～5步骤与实施例1相同，具体反应物质和反应条件如表1所示：

表1 反应物质用量及反应条件表

实施例1～5所制备的两性离子烷基糖苷产品在钻井液中性能如表2所示：

表2 实施例的钻井液性能指标对比

注：钻井液配方为：水+2％土+0.2％Na₂CO₃+0.6％XC+0.4％HV-CMC+0.6％LV-CMC+3％无渗透+0.4％NaOH+24％工业盐+3％两性离子烷基糖苷。AV：表观粘度，PV：塑性粘度，YP：动切力，G′/G″：静切力，FL：中压滤失量，HTHP：高温高压滤失量，R₁：岩心一次回收率，R：岩心相对回收率。

由表1可知，本发明反应条件温和，反应时间较短，并且采用水做溶剂进行反应，避免采用有机溶剂，实际操作安全环保可行；本发明合成出的两性离子烷基糖苷抗温性能优良，页岩抑制性能优异。两性离子烷基糖苷在钻井液中加量为3％时，160℃高温老化16h，钻井液流变性和降滤失性能较好；页岩岩心在钻井液中160℃高温滚动16h，页岩一次回收率＞98％，相对回收率＞99％。