[发明专利]一种钻井液处理剂及其制备方法和钻井液

说明书

本发明提供了一种钻井液处理剂，包括式I所示的结构；式I中，a为1200～3100，q为1～10，p为2～10，m为1～16，n为1～5，o为0～4，M为碱金属元素。本发明提供了一种上述技术方案所述的钻井液处理剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将壳聚糖、碱性化合物和醇类化合物进行反应，得到第一中间产物；(2)将第一中间产物和氯代羧酸进行反应，得到第二中间产物；(3)将第二中间产物和氯代一元醇类化合物、二元醇类化合物和氯代烷基环氧化物进行反应，得到第三中间产物；(4)将第三中间产物和有机胺进行反应，得到钻井液处理剂。本发明提供的钻井液处理剂具有良好的抑制性能、提切性能以及降滤失性能。

技术领域

本发明涉及钻井技术领域，尤其涉及一种钻井液处理剂及其制备方法和钻井液。

背景技术

壳聚糖是甲壳素脱去乙酰基后生成的衍生物，是一种含有胺基的碱性多糖，无毒性、具有良好的生物相容性和可生物降解性，得到了不同领域研究者的广泛关注。研究表明，壳聚糖分子链上含有大量的羟基、胺基等活性基团，这些活性基团的存在使其很容易进行衍生改性，因此，基于壳聚糖及其衍生物制备的生物功能材料受到人们的关注。目前，壳聚糖的改性研究主要集中在向壳聚糖分子中引入亲水基团来增加其溶解性，壳聚糖分子中的2位胺基和6为羟基是化学反应的主要活性位，可根据需要引入不同的基团获得不同性能的壳聚糖衍生物。

壳聚糖及其衍生物用于钻井液领域的报道较少，如申请号为2014100449237专利提供了一种壳聚糖接枝共聚物絮凝-杀菌剂，这种壳聚糖接枝共聚物絮凝-杀菌剂可用于循环冷却水、造纸污水、生活污水、钻井液中的杀菌处理，能够杀灭水体中的病毒、细菌、藻类浮游物并随水体中的胶体、悬浮颗粒凝聚沉降下来。现有技术提供的壳聚糖衍生物主要用于处理钻井废水，而应用于钻井液体系中的壳聚糖衍生物还未见报道。壳聚糖衍生物无生物毒性、绿色环保，具有明显的性能优势。因此，目前市场上急需一种抑制性能、提切性能和降滤失性能好的壳聚糖衍生物以应用于钻井液中。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钻井液处理剂及其制备方法和钻井液，本发明提供的钻井液处理剂具有较好的抑制性能、降滤失性能以及提切性能。

本发明提供了一种钻井液处理剂，包括式I所示的结构：

式I中，a为1200～3100，q为1～10，p为2～10，m为1～16，n为1～5，o为0～4，M为碱金属元素。

优选的，所述q为1～5，p为2～5。

优选的，所述m为9～15，M为Na或K。

与现有技术相比，本发明提供的钻井液处理剂为一种特定结构的壳聚糖衍生物，这种钻井液处理剂具有良好的抑制性能、提切性能以及降滤失性能，适用于对钻井液的抑制防塌、携岩带砂以及降失水性能要求较高的地区的钻井施工。

本发明提供了一种上述技术方案所述的钻井液处理剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将壳聚糖、碱性化合物和醇类化合物进行反应，得到第一中间产物；所述碱性化合物为碱金属碳酸盐或碱金属氢氧化物；

(2)将第一中间产物和氯代羧酸进行反应，得到第二中间产物；所述氯代羧酸的碳原子数为2～11；

(3)将第二中间产物和氯代一元醇类化合物、二元醇类化合物和氯代烷基环氧化物进行反应，得到第三中间产物；所述氯代一元醇类化合物的碳原子数为2～11；所述二元醇类化合物的碳原子数为2～17；所述氯代烷基环氧化物的碳原子数为3～12；

(4)将第三中间产物和有机胺进行反应，得到钻井液处理剂；所述有机胺的碳原子数为2～12。

优选的，所述壳聚糖的数均分子量为200000～500000。