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1、学兔兔www.xuetutu.com第29卷第2期钻井液与完井液V01.29No.22012年3月DRILLINGFLUID&C0MPLETIONFLUIDMat.20l2【理论研究与应用技术】钻井液用阳离子甲基葡萄糖苷司西强,王中华,魏军,甄剑武,雷祖猛,邱正松(1.中原石油勘探局钻井工程技术研究院,河南濮阳;2.中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛)司西强等.钻井液用阳离子甲基葡萄糖苷[J1.钻井液与完井液,2012,29(2):21-23.摘要针对甲基葡萄糖苷在钻井液中加量大、抗温性较差、抑制性有待提高等缺陷,在甲基葡萄糖苷分子上引入季铵盐的结构,合成了阳离子
2、甲基葡萄糖苷CMEG。实验结果表明,合成出的CMEG具有很好的表面活性和润滑性,5%CMEG水溶液的表面张力为30.9mN/m,摩阻系数仅为0.16(与油基钻井液相当),有助于提高采收率和加快钻井速度;具有优异的抑制页岩水化膨胀(相对回收率高达99.01%)和抗高温(150℃)的能力,且配伍性较好,能与其他处理剂产生协同作用。CMEG性能都优于甲基葡萄糖苷,预计在钻井液中具有极好的应用前景。关键词钻井液添加剂;阳离子;甲基葡萄糖苷;季铵;抑制剂中图分类号:TE254.4文献标识码:A文章编号:目前,甲基葡萄糖苷钻井液已经形成比较成熟烧瓶,烘箱,冷凝装置,高温滚子加热炉,老
3、化罐,的体系,乙基葡萄糖苷钻井液和丙基葡萄糖苷钻井极压润滑仪,QBZY全自动表面张力仪,中压失水液正处于室内研究阶段。烷基糖苷应用到钻井液中仪,高速搅拌机,天平等。虽然性能优良,但其加量大、抗温性相对较差,抑1.2合成方法制性有待提高。因此,针对烷基糖苷的缺陷,通过以环氧氯丙烷、甲基葡萄糖苷MEG(无水葡分子设计,合成出了性能优于烷基糖苷的阳离子烷萄糖)、烷基叔胺为原料合成了阳离子甲基葡萄糖基糖苷,通过引人季铵阳离子基团来弥补烷基糖苷苷CMEG(阳离子葡萄糖CGo目前,其合成方法的不足[1-20]o通过对阳离子甲基葡萄糖苷合成原料主要有以下3种。及合成路线的优选,确定了阳
4、离子甲基葡萄糖苷的1)一步法直接合成。直接把原料混合在一起,合成方法;并对阳离子甲基葡萄糖苷的表面活性、并在一定的条件下进行反应。抑制性、抗温性、润滑性等性能进行了初步测定。2)先用甲基葡萄糖苷和环氧氯丙烷合成氯代1实验部分醇甲基葡萄糖苷(氯代醇葡萄糖),然后再用氯代醇甲基葡萄糖苷(氯代醇葡萄糖)与烷基叔胺反应1.1实验药品及仪器合成阳离子甲基葡萄糖苷(阳离子葡萄糖)。环氧氯丙烷,无水葡萄糖,甲基葡萄糖苷,三3)以叔胺与环氧氯丙烷为原料,合成阳离子甲胺,N,N.二甲基十二烷基胺,对甲苯磺酸,浓醚化剂3.氯一2.羟丙基三烷基季铵盐;阳离子醚化盐酸,分析纯;30%氢氧化钠溶液
5、,去离子水,膨剂再和甲基葡萄糖苷(无水葡萄糖)反应制得阳离润土,岩屑等。子甲基葡萄糖苷(阳离子葡萄糖)。六速旋转黏度计,智能磁力恒温搅拌器,三口目前主要采用方法(2)进行合成,方法(1)基金项目:中原石油勘探局科技攻关项目“钻井液用阳离子烷基糖苷的研究”(2011231);中国博士后科学基金“钻井液用糖苷基季铵盐的合成及其抑制机理研究”(2011M501194)资助。第一作者简介:司西强,工程师,1982年生,2010年毕业于中国石油大学(华东)化学工程与技术专业,现在从事精细化工及油田化学研究工作。地址:河南省濮阳市中原石油勘探局钻井工程技术研究院;邮政编码457001
6、,电话15039316302;E—mail:sixiqiang@163.corn。学兔兔www.xuetutu.com22钻井液与完并液2012年3月和方法(3)还未进行深入研究。到积极的作用。1.3合成实验步骤2.2抑制性1)环氧氯丙烷水解。将环氧氯丙烷、去离子对浓度为5%的产品水溶液进行岩屑高温滚动水和对甲苯磺酸按1:16:0.01的物质的量比加入(150't2、16h)回收率实验,用孔径为0.42InlTl的到装有回流冷凝管、温度计和搅拌装置的三口烧瓶筛回收岩屑,结果见表l。由表1可知,加入5%MEG中,搅拌升温至95~100℃,保持回流时间为4~后,与清水相比,页
7、岩回收率有所提高,但提高幅5h,停止反应,得到的是无色透明的3.氯.1,2.度较小,其抑制效果远低于阳离子葡萄糖和阳离子丙二醇水溶液。甲基葡萄糖苷。这是因为MEG分子中的碳链太短,2)氯代醇甲基葡萄糖苷(氯代醇葡萄糖)的疏水性较弱,故MEG不能有效地把井壁岩石和钻合成。将环氧氯丙烷水解得到的3一氯.1,2.丙二井液隔离,而CG和CMEG则因为在分子结构上引醇水溶液加入装有回流冷凝管、温度计、滴液漏斗入了季铵盐的结构,增强了分子的吸附能力,有效和搅拌装置的三口烧瓶中,搅拌升温至9O~95地隔离了钻井液对井壁的水化作用,抑制效果较
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