钻井液用阳离子甲基葡萄糖苷

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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