一种聚醚胺基烷基糖苷及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种聚醚胺基烷基糖苷，具有式I所示的结构；式I中，m为1～16，n为1～3，R1为碳原子数为1～10的烷基，R2为甲基或乙基。本发明专利技术提供了一种上述技术方案所述聚醚胺基烷基糖苷的制备方法：将氯代环氧化物、二元醇类化合物、水和酸性催化剂进行反应，得到反应产物；将所述反应产物和有机胺进行反应，得到中间产物；将所述中间产物和烷基糖苷进行反应，得到聚醚胺基烷基糖苷。本发明专利技术提供的聚醚胺基烷基糖苷具有较好的抑制性能和润滑性能，可应用于钻井液中，在钻井液中添加这种聚醚胺基烷基糖苷能使钻井液能解决强水敏性泥页岩、砂岩泥岩互层及玄武岩泥岩互层等易坍塌地层的问题，适于页岩气水平井钻井施工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及烷基糖苷
，尤其涉及一种聚醚胺基烷基糖苷及其制备方法和应用。
技术介绍
烷基糖苷主要应用于日化产品、纺织、皮革助剂、造纸助剂等多个行业，20世纪90年代开始应用于钻井液；最早将烷基糖苷应用于钻井液的报道出现在1994年在美国达拉斯召开的IADC\\SPE钻井工程会议上，烷基糖苷钻井液的研究成果引起了与会者的广泛关注；随后，中国的北京石油大学和华东石油大学及其它研究机构相继对烷基糖苷钻井液展开了研究，经过十几年的发展，烷基糖苷钻井液取得了较大进展；目前甲基葡萄糖苷钻井液已经形成比较成熟的体系，如申请号为201310522827.4的中国专利公开了一种钻井液用甲基葡萄糖苷的制备方法，包括以下步骤：(1)将葡萄糖与甲醇按摩尔比1:3～12加入反应瓶，负载质子酸的负载型催化剂按葡萄糖质量的10％～50％的质量加入，在温度为60℃～100℃下搅拌反应3小时～10小时，过滤出负载型催化剂，得到无色透明的反应液，反应完成，得到未处理的甲基葡萄苷反应液；(2)将未处理的甲基葡萄苷反应液温度降至40℃～50℃，用中和剂调节pH值至8～10，趁热过滤，分离出未反应的葡萄糖，得到脱除葡萄糖的滤液；(3)将脱除葡萄糖的滤液移入单口烧瓶，减压蒸馏除去过量的甲醇，按1:1的体积比加入水，即得到含量为50％的钻井液用甲基葡萄糖苷水溶液。现有技术提供的这种甲基葡萄糖苷的制备方法采用负载型催化剂进行催化，反应时间短，催化剂可回收再利用，生产成本低；但是这种甲基葡萄糖苷的抑制性能和润滑性能较差，这种甲基葡萄糖苷在钻井液中使用存在加量大，抑制性能有待提高的缺陷，限制了其在钻井液中的进一步应用推广。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种聚醚胺基烷基糖苷及其制备方法和应用，本专利技术提供的聚醚胺基烷基糖苷具有较好的抑制性能和润滑性能。本专利技术提供了一种聚醚胺基烷基糖苷，具有式I所示的结构：式I中，m为1～16；n为1～3，o为0～4；R1为碳原子数为1～10的烷基，R2为-CH2或-C2H4。优选的，所述式I中，R1为甲基、乙基、丙基或丁基。本专利技术提供的聚醚胺基烷基糖苷具有较好的抑制性能和润滑性能。实验结果表明，质量浓度为1％的本专利技术提供的聚醚胺基烷基糖苷水溶液的页岩一次回收率＞97％，页岩相对回收率＞99％；极压润滑系数＜0.1。此外，本专利技术提供的聚醚胺基烷基糖苷无生物毒性。实验结果表明，本专利技术提供的聚醚胺基烷基糖苷的生物毒性EC50值470000ppm～520000ppm。本专利技术提供了一种上述技术方案所述的聚醚胺基烷基糖苷的制备方法，包括：将氯代环氧化物、二元醇类化合物、水和酸性催化剂进行反应，得到反应产物；所述氯代环氧化物包括环氧氯丙烷或1,2-环氧氯丁烷；所述二元醇类化合物包括乙二醇或聚乙二醇；将所述反应产物和有机胺进行反应，得到中间产物；所述有机胺包括乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或五乙烯六胺；将所述中间产物和烷基糖苷进行反应，得到聚醚胺基烷基糖苷；所述烷基糖苷具有式II所示的结构：式II中，R1选自碳原子数为1～10的烷基。优选的，所述氯代环氧化物、二元醇类化合物、水、酸性催化剂、有机胺和烷基糖苷的质量比为10:(8～12):(40～80):(0.8～1.2):(8～12):(10～15)。优选的，所述氯代环氧化物为环氧氯丙烷。优选的，所述二醇类化合物为聚乙二醇。优选的，所述酸性催化剂为硫酸、磷酸、盐酸、磷钨酸、对甲苯磺酸、氨基磺酸或十二烷基苯磺酸。优选的，所述有机胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或五乙烯六胺。优选的，所述烷基糖苷为甲基糖苷、乙基糖苷、丙基糖苷或丁基糖苷。本专利技术提供的方法制备得到的聚醚胺基烷基糖苷具有较好的抑制性能和润滑性能。此外，本专利技术提供的方法制备得到的聚醚胺基烷基糖苷无生物毒性。另外，本专利技术提供的聚醚胺基烷基糖苷的制备方法工艺简单，反应条件温和，安全环保。本专利技术提供了一种聚醚胺基烷基糖苷在钻井液中的应用，所述聚醚胺基烷基糖苷为上述技术方案所述的聚醚胺基烷基糖苷，或上述技术方案所述的方法制备得到的聚醚胺基烷基糖苷。在本专利技术中，所述聚醚胺基烷基糖苷具有较好的抑制性能和润滑性能，这种聚醚胺基烷基糖苷能够应用于钻井液中，在钻井液中添加这种聚醚胺基烷基糖苷能够解决水敏性泥页岩、砂岩泥岩互层及玄武岩泥岩互层等易坍塌地层的问题，使钻井液适用于页岩气水平井钻井施工。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1制备得到的聚醚胺基烷基糖苷红外检测图谱。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种聚醚胺基烷基糖苷，具有式I所示的结构：式I中，m为1～16；n为1～3，o为0～4；R1为碳原子数为1～10的烷基，R2为-CH2或-C2H4。在本专利技术的实施例中，所述式I中m为5～12；在其他的实施例中，所述式I中m为8～10。在本专利技术的实施例中，所述式I中o为2～3。在本专利技术的实施例中，所述式I中R1为甲基、乙基、丙基或丁基。本专利技术提供的聚醚胺基烷基糖苷具有较好的抑制性能和润滑性能；此外，本专利技术提供的聚醚胺基烷基糖苷无生物毒性。本专利技术提供了一种上述技术方案所述的聚醚胺基烷基糖苷的制备方法，包括：将氯代环氧化物、二元醇类化合物、水和酸性催化剂进行反应，得到反应产物；所述氯代环氧化物包括环氧氯丙烷或1,2-环氧氯丁烷；所述二醇类化合物包括乙二醇或聚乙二醇；将所述反应产物和有机胺进行反应，得到中间产物；所述有机胺包括乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或五乙烯六胺；将所述中间产物和烷基糖苷进行反应，得到聚醚胺基烷基糖苷；所述烷基糖苷具有式II所示的结构：式II中，R1选自碳原子数为1～10的烷基。在本专利技术的实施例中，所述氯代环氧化物、二元醇类化合物、水和酸性催化剂反应的温度为80℃～120℃；在其他的实施例中，所述氯代环氧化物、二元醇类化合物、水和酸性催化剂反应的温度为90℃～110℃；在另外的实施例中，所述氯代环氧化物、二元醇类化合物、水和酸性催化剂反应的温度为95℃～105℃。在本专利技术的实施例中，所述氯代环氧化物、二元醇类化合物、水和酸性催化剂反应的时间为1小时～3小时；在其他的实施例中，所述氯代环氧化物、二元醇类化合物、水和酸性催化剂反应的时间为1.5小时～2.5小时。得到反应产物后，本专利技术将所述反应产物和有机胺进行反应，得到中间产物。在本专利技术的实施例中，所述反应产物和有机胺反应的温度为40℃～80℃；在其他的实施例中，所述反应产物和有机胺反应的温度为50℃～70℃；在另外的实施例中，所述反应产物和有机胺反应的温度为55℃～65℃。在本专利技术的实施例中，所述反应产物和有机胺反应的时间为2小时～4小时；在其他的实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚醚胺基烷基糖苷，具有式I所示的结构：式I中，m为1～16；n为1～3，o为0～4；R1为碳原子数为1～10的烷基，R2为‑CH2或‑C2H4。

【技术特征摘要】
1.一种聚醚胺基烷基糖苷，具有式I所示的结构：式I中，m为1～16；n为1～3，o为0～4；R1为碳原子数为1～10的烷基，R2为-CH2或-C2H4。2.根据权利要求1所述的聚醚胺基烷基糖苷，其特征在于，所述式I中，R1为甲基、乙基、丙基或丁基。3.一种权利要求1或2所述的聚醚胺基烷基糖苷的制备方法，包括：将氯代环氧化物、二元醇类化合物、水和酸性催化剂进行反应，得到反应产物；所述氯代环氧化物包括环氧氯丙烷或1,2-环氧氯丁烷；所述二醇类化合物包括乙二醇或聚乙二醇；将所述反应产物和有机胺进行反应，得到中间产物；所述有机胺包括乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或五乙烯六胺；将所述中间产物和烷基糖苷进行反应，得到聚醚胺基烷基糖苷；所述烷基糖苷具有式II所示的结构：式II中，R1选自碳原子数为1～10的烷基。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述氯代环氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：司西强，王中华，魏军，赵虎，雷祖猛，谢俊，吕跃滨，王忠瑾，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11