一种钻井液用两性离子烷基糖苷的制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310523154.4

申请日:

2013.10.29

公开号:

CN104140452A

公开日:

2014.11.12

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C07H 15/04申请日:20131029|||公开

IPC分类号:

C07H15/04; C07H1/00; C09K8/035

主分类号:

C07H15/04

申请人:

中国石油化工股份有限公司; 中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院

发明人:

司西强; 魏军; 王中华; 甄剑武; 万龙; 吕跃滨

地址:

100728 北京市朝阳区朝阳门北大街22号

优先权:

专利代理机构:

郑州睿信知识产权代理有限公司 41119

代理人:

胡伟华

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内容摘要

本发明公开了一种钻井液用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。步骤如下:(1)将阳离子烷基糖苷水溶液用中和剂调节pH值至8~10;(2)在(1)所述的水溶液中加入甲醛水溶液和亚硫酸氢钠,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。其抗温性能优良,页岩抑制性能优异。在钻井液中加量为3%时,160℃老化16h,钻井液流变性和降滤失性能较好;页岩一次回收率>98%,相对回收率>99%。

权利要求书

1.  一种钻井液用两性离子烷基糖苷的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(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。

2.
  如权利要求1所述的钻井液用两性离子烷基糖苷的制备方法,其特征在于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。

3.
  如权利要求1所述的钻井液用两性离子烷基糖苷的制备方法,其特征在于所述的中和剂可以是氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠中的一种。

说明书

一种钻井液用两性离子烷基糖苷的制备方法
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%。

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资源描述

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1、10申请公布号CN104140452A43申请公布日20141112CN104140452A21申请号201310523154422申请日20131029C07H15/04200601C07H1/00200601C09K8/03520060171申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院72发明人司西强魏军王中华甄剑武万龙吕跃滨74专利代理机构郑州睿信知识产权代理有限公司41119代理人胡伟华54发明名称一种钻井液用两性离子烷基糖苷的制备方法57摘要本发明公开了一种钻井液用两性离子烷基糖苷的制备方法,属油田化学。

2、钻井液处理剂技术领域。步骤如下(1)将阳离子烷基糖苷水溶液用中和剂调节PH值至810;(2)在(1)所述的水溶液中加入甲醛水溶液和亚硫酸氢钠,阳离子烷基糖苷、甲醛与亚硫酸氢钠摩尔比为105200520;(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80110、常压下反应28H,得到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。其抗温性能优良,页岩抑制性能优异。在钻井液中加量为3时,160老化16H,钻井液流变性和降滤失性能较好;页岩一次回收率98,相对回收率99。51INTCL权利要求书1页说明书3页19中华人民共和国国家知识产。

3、权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页10申请公布号CN104140452ACN104140452A1/1页21一种钻井液用两性离子烷基糖苷的制备方法,其特征在于包括以下步骤(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810,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105200520;(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80110、常压下反应28H,得到红褐色两性离子烷基糖苷水溶液;(。

4、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。2如权利要求1所述的钻井液用两性离子烷基糖苷的制备方法,其特征在于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。3如权利要求1所述的钻井液用两性离子烷基糖苷的制备方法,其特征在于所述的中和剂可以是氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠中的一种。权利要求书CN104140452A1/3页3一种钻井液用两性离子烷基糖苷的制备方法技术领域0001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0002。

5、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2012102736398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11220002012的原料在温度60100下反应38H,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1055的原料在温度80110下反应0540H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69,加入叔胺,氯代醇糖苷与叔胺摩尔比为10212,在温度4080、常压下反应310H,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12。

6、0下,页岩一次回收率9555,二次回收率9470,相对回收率达9911。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。0003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0004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。

7、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。0005具体步骤如下0006(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810,得到碱性的阳离子烷基糖苷水溶液;0007(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105200520;0008(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80110、常压下反应28H,得到红褐色两性离子烷基糖苷水溶液;0009(4)将两性离子烷。

8、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。0010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、说明书CN104140452A2/3页4阳离子丙基糖苷、阳离子丁基糖苷中的一种;0011所述的中和剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠中的一种;0012本发明的有益效果是0013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0014实施例10015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。

9、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7216G、甲醛水溶液450G和亚硫酸氢钠515G,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。0016实施例25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0017表1反应物质用量及反应条件表00180019实施例15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0020表2实施例的钻井液性能指标对比0021说明书CN104140452A3/3页50022注钻井液配方为水2土02NA2CO306XC04HVCMC06LVCMC3无渗透04NAOH24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。0023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。说明书CN104140452A。

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