[发明专利]一种胺基烷基糖苷接枝共聚物及其制备方法和钻井液

说明书

技术领域

本发明涉及钻井技术领域，尤其涉及一种胺基烷基糖苷接枝共聚物及其制备方法和钻井液。

背景技术

近年来，随着石油钻探领域中深井、超深井、大斜度井、水平井的日益增多，深井、超深井中的地层温度高的深层强水敏性泥页岩、含泥岩等易坍塌地层在钻井过程中的井壁失稳问题不能很好的解决。采用油基钻井液能够在一定程度上解决井壁失稳的问题，但是油基钻井液存在配制成本高、环保性能差的问题。通常采用胺基强抑制剂作为钻井液的核心主剂，配合使用其他处理剂，配制成抑制性能较好的水基钻井液，这种水基钻井液具有油基钻井液的性能，但是胺基抑制剂与其他处理剂的配伍性能较差，使水基钻井液在稳定性方面的控制存在较大的难度，限制了其推广和应用。

在胺基强抑制剂改性方面，20世纪90年代国外提出了一种烷基糖苷类油基钻井液，这种类油基钻井液具有较好的环保性能，但是由于烷基糖苷的抑制性能以及抗高温性能较差，在钻井液中需要添加大于35％的用量才能充分发挥其抑制性能，增加了钻井液的生产成本。

为了克服烷基糖苷抑制性能不足的缺陷，可以对烷基糖苷进行结构上的改性或者优化，通过引入不同的功能基团，提高烷基糖苷的性能。目前，市场上急需一种具有较好的抑制性能、润滑性能、降滤失性能、抗饱和盐以及复合盐污染性能的烷基糖苷衍生物应用于钻井液中。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种胺基烷基糖苷接枝共聚物及其制备方法和钻井液，本发明提供的胺基烷基糖苷接枝共聚物具有较好的抑制性能、润滑性能、降滤失性能、抗盐以及复合盐污染性能。

本发明提供了一种胺基烷基糖苷接枝共聚物的制备方法，包括以下步骤：

(1)将烷基糖苷、环氧化物、氯化物和酸性催化剂进行反应，得到第一中间产物；

(2)将第一中间产物和脂肪胺进行反应，得到第二中间产物；

(3)在引发剂的作用下，将第二中间产物、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸反应，得到胺基烷基糖苷接枝共聚物；

所述烷基糖苷具有式I所示结构：

式I中，R₁为碳原子数为1～10的烷基；m为1～3；

所述环氧化物具有式II所示的结构：

式II中，R₂为碳原子数为1～5的烷基；

所述脂肪胺具有式III所示的结构：

式III中，o为0～4；

所述丙烯酰胺具有式IV所示的结构：

所述2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸具有式V所示的结构：

优选的，所述R₁为碳原子数为1～6的烷基。

优选的，所述R₂为碳原子数为1～5的烷基。

优选的，所述氯化物为氯化亚砜、硫酰氯、三氯化磷或五氯化磷。

优选的，所述酸性催化剂为氢氟酸、酒石酸、草酸、对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸或氨基磺酸。

优选的，所述步骤(1)中的反应温度为40～80℃。

优选的，所述步骤(2)中的反应温度为180～240℃。

优选的，所述步骤(3)中的反应温度为40～60℃。

优选的，所述引发剂为硫酸铵、高锰酸钾、硝酸铈铵、叔丁基过氧化氢或偶氮二异丁腈。

本发明提供的方法通过对烷基糖苷依次进行环氧化物改性、脂肪胺改性、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸改性，获得了特定结构的胺基烷基糖苷接枝共聚物，这种具有特定结构的胺基烷基糖苷接枝共聚物具有较好的抑制性能、润滑性能、降滤失性能、抗饱和盐以及复合盐污染性能。此外，这种胺基烷基糖苷接枝共聚物无生物毒性。另外，本发明提供的这种胺基烷基糖苷接枝共聚物的制备方法反应条件温和、操作步骤简单，合成产品绿色环保，产品的接枝率高。

本发明提供了一种胺基烷基糖苷接枝共聚物，包括式A所示的结构：

式A中，n为1～3，o为0～4，m为1～3，p为2～20，q为2～15；

R₁为碳原子数为1～10的烷基；

R₂为碳原子数为1～5的烷基。