[发明专利]一种季戊烷基β-环糊精羟丙基四醚及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种季戊烷基β‑环糊精羟丙基四醚及其制备方法和应用。本发明提供的季戊烷基β‑环糊精羟丙基四醚为四足型化合物，在其结构中含有四个β‑环糊精基团，β‑环糊精基团空腔占比高，能与钻井液中的聚合物或表面活性形成超分子包合物，并且该化合物抗高温性能好，抗盐性好，具有稳定的流变性能，可在井底的高温条件下表现出优异的降虑失效果，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及石油钻井的技术领域，特别涉及一种季戊烷基β-环糊精羟丙基四醚及其制备方法和应用。

背景技术

钻井液是指油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称，钻井液能保证钻头润滑、导出热量，防止井壁坍塌，但是在钻井过程中，由于存在压差，钻井液中的水会进入到地层中，钻井液中的粘土会附着在井壁上形成滤饼，尤其在高温条件下，失水将会大幅度增加，其直接后果是造成钻井液固化、表面膜分布不均、井壁稳定性变差。

加入降滤失剂可以阻止钻井液中的水进入到地层中，起到稳定井壁的作用，目前本领域中最常使用的降滤失剂为聚丙烯酰胺类化合物，该类降滤失剂具有技术成熟、价格低廉等优点，但是聚丙烯酰胺化合物降解后会产生丙烯酰胺，丙烯酰胺具有一定的毒性，会污染地层。其他可以使用的降滤失剂如腐殖酸和淀粉类物质等，虽然不会产生环境污染，但是降虑失效果较差，且在高温下容易降解，抗温性能差。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种季戊烷基β-环糊精羟丙基四醚及其制备方法和应用，将季戊烷基β-环糊精羟丙基四醚作为降滤失剂使用，具有很好的抗温性，降虑失效果好，且不会产生环境污染。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种季戊烷基β-环糊精羟丙基四醚，具有式I所示的结构：

式I中为

本发明还提供了上述方案所述季戊烷基β-环糊精羟丙基四醚的制备方法，包括以下步骤：

将季戊四醇和环氧氯丙烷在碱性条件下进行威尔逊反应，得到季戊四环氧丙烷醚；

将季戊四环氧丙烷醚和β-环糊精在碱性条件下进行开环反应，得到季戊烷基β-环糊精羟丙基四醚。

优选的，所述季戊四醇和环氧氯丙烷的摩尔比为1:4.0～4.4。

优选的，所述威尔逊反应的温度为3～8℃；所述威尔逊反应的时间为8～10h。

优选的，所述威尔逊反应的pH为9.3～14.0。

优选的，所述季戊四环氧丙烷醚和β-环糊精的摩尔比为1:4.0～4.4。

优选的，所述开环反应的温度为30～40℃；所述开环反应的时间为20～24h。

优选的，所述开环反应的pH为7.8～9.3。

本发明提供了上述方案所述季戊烷基β-环糊精羟丙基四醚或上述方案所述制备方法制备的季戊烷基β-环糊精羟丙基四醚作为钻井液降滤失剂的应用。

优选的，所述季戊烷基β-环糊精羟丙基四醚在钻井液中的添加量为钻井液质量的1.2～5％。

本发明提供了一种季戊烷基β-环糊精羟丙基四醚，本发明提供的季戊烷基β-环糊精羟丙基四醚为四足型化合物，在其结构中含有四个β-环糊精基团，β-环糊精基团空腔占比高，能与钻井液中的聚合物或表面活性形成超分子包合物，并且该化合物抗高温性能好，抗盐性好，具有稳定的流变性能，可在井底的高温条件下表现出优异的降虑失效果。

本发明提供了季戊烷基β-环糊精羟丙基四醚的制备方法，本发明提供的制备方法简单，步骤少，容易操作。