CN106350039A - 一种聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液，包括质量浓度为20％～40％的聚醚胺基烷基糖苷水溶液，每100mL聚醚胺基烷基糖苷水溶液中含有0.5g～0.9g的增粘剂；0.8g～1.2g的降滤失剂；1.0g～3.0g的封堵剂；0.1g～0.4g的pH调节剂。在本发明中，所述聚醚胺基烷基糖苷具有较好的抑制性、润滑性、抗温性和储层保护性，本发明提供的钻井液以聚醚胺基烷基糖苷水溶液为主要成分，配合其他处理剂，通过各种成分的相互作用，使这种钻井液具有较好的抑制性和润滑性。此外，本发明提供的钻井液中无生物毒性成分，具有较好的环保性，这种钻井液适用于强水敏性泥页岩、含泥岩等易坍塌地层及页岩气水平井钻井。

Description

一种聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液及其制备方法

技术领域

本发明涉及石油钻探技术领域，尤其涉及一种聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液及其制备方法。

背景技术

钻井液是钻探过程中，钻孔内使用的循环冲洗介质，又称钻孔冲洗液。钻井液按组成成分可分为清水钻井液、泥浆钻井液、无粘土相钻井液、乳状钻井液、泡沫钻井液和压缩空气钻井液。

申请号为200410058064.3的中国专利提供了一种低气泡钻井液，包含有泥浆和一种含改性烷基糖苷的改性助剂，所述改性助剂占泥浆体积的1％～50％，所述改性助剂是按照以下方法制备得到的：将淀粉和低碳醇在催化剂的存在下进行反应，得到含低碳烷基糖苷的反应产物；向所述反应产物中加入所加淀粉总重量的50wt％～100wt％的磺化试剂，和相当于淀粉总重量的15wt％～35wt％的醛，在45℃～105℃下进行反应，得到改性助剂；所述低碳醇中碳原子数为1～7；所述醛中碳原子数为1～3。现有技术提供的这种低气泡钻井液吸附性较好和防粘能力较强，但是这种钻井液的抑制性能和润滑性能较差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液及其制备方法，本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液具有较好的抑制性能和润滑性能。

本发明提供了一种聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液，包括聚醚胺基烷基糖苷水溶液和处理剂，所述聚醚胺基烷基糖苷水溶液的质量浓度为20％～40％；所述聚醚胺基烷基糖苷具有式I所示的结构：

式I中，m为0～3，n为0～3，o为0～3，m、n和o不同时为0；

R为碳原子数为1～10的烷基；

所述处理剂包括增粘剂、降滤失剂、封堵剂和pH调节剂；

所述钻井液中每100mL的聚醚胺基烷基糖苷水溶液中含有：

0.5g～0.9g的增粘剂；

0.8g～1.2g的降滤失剂；

1.0g～3.0g的封堵剂；

0.1g～0.4g的pH调节剂。

优选的，所述R为甲基、乙基、丙基或丁基。

优选的，所述聚醚胺基烷基糖苷的数均分子量为240～950。

优选的，所述增粘剂包括黄原胶、高粘度羧甲基纤维素钠盐和聚丙烯酰胺钾盐。

优选的，所述黄原胶、高粘度羧甲基纤维素钠盐和聚丙烯酰胺钾盐的质量比为(2～4):(2～4):(1～3)。

优选的，所述降滤失剂包括低粘度羧甲基纤维素钠盐或羧甲基淀粉钠。

优选的，所述封堵剂包括碳酸钙、油溶树脂、无渗透封堵剂和磺化沥青中的一种或几种。

本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液中包括聚醚胺基烷基糖苷水溶液和处理剂，所述聚醚胺基烷基糖苷具有较好的抑制性、润滑性、抗温性和储层保护性，本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液以聚醚胺基烷基糖苷水溶液为主要成分，配合其他处理剂，通过各种成分的相互作用，使本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液具有较好的抑制性和润滑性，本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液适用于强水敏性泥页岩、含泥岩等易坍塌地层及页岩气水平井钻井；而且适用于储层保护性要求较高的地层。实验结果表明，本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液的岩心一次回收率＞99％，岩心相对回收率为99.9％；极压润滑系数为0.03～0.06。

此外，所述聚醚胺基烷基糖苷安全无毒，使本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液中无生物毒性成分，具有较好的环保性，可直接排放，能够减少处理钻井液的费用，降低钻井液成本，本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液适用于环保要求较好的地层。实验结果表明，本发明提供的钻井液的生物毒性EC₅₀值为500000mg/L～560000mg/L。

本发明提供了一种上述技术方案所述聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液的制备方法，包括：

将聚醚胺基烷基糖苷水溶液、增粘剂、降滤失剂、封堵剂和pH调节剂混合后进行老化处理，得到聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液；

所述聚醚胺基烷基糖苷水溶液的质量浓度为20％～40％。

优选的，所述聚醚胺基烷基糖苷的制备方法为：

将环氧化物、烷基糖苷、水和催化剂进行反应，得到中间产物；

将所述中间产物和有机胺进行反应，得到聚醚胺基烷基糖苷。

优选的，所述老化处理的温度为130℃～170℃；

所述老化处理的时间为15小时～20小时。

本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液的制备方法采用聚醚胺基烷基糖苷为主要原料，通过聚醚胺基烷基糖苷与其他处理剂配合使用，这种方法制备得到的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液具有较好的抑制性和润滑性。此外，本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液的制备方法采用的原料均无生物毒性，这种方法制备得到的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液安全环保。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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为本发明实施例1制备得到的聚醚胺基甲基糖苷的红外图谱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液，包括聚醚胺基烷基糖苷水溶液和处理剂，所述聚醚胺基烷基糖苷水溶液的质量浓度为20％～40％；所述聚醚胺基烷基糖苷具有式I所示的结构：

式I中，m为0～3，n为0～3，o为0～3，m、n和o不同时为0；

R为碳原子数为1～10的烷基；

所述处理剂包括增粘剂、降滤失剂、封堵剂和pH调节剂；

所述钻井液中每100mL的聚醚胺基烷基糖苷水溶液中含有：

0.5g～0.9g的增粘剂；

0.8g～1.2g的降滤失剂；

1.0g～3.0g的封堵剂；

0.1g～0.4g的pH调节剂。

本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液中包括聚醚胺基烷基糖苷水溶液。在本发明中，所述聚醚胺基烷基糖苷具有较好的抑制性、润滑性、抗温性和储层保护性能；而且所述聚醚胺基烷基糖苷环保无毒；通过聚醚胺基烷基糖苷与钻井液中其他处理剂的配合作用，使本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液具有较好的抑制性能和润滑性能，能有效解决强水敏性泥页岩、含泥岩等易坍塌地层及页岩气水平井的井壁失稳问题；此外，还能够使本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液无生物毒性，安全环保，钻井液可直接排放，从而节省了大量处理钻井液的费用，降低了钻井成本。

在本发明的实施例中，所述聚醚胺基烷基糖苷水溶液的质量浓度为20％～40％；在其他的实施例中，所述聚醚胺基烷基糖苷水溶液的质量浓度为25％～35％；在另外的实施例中，所述聚醚胺基烷基糖苷水溶液的质量浓度为28％～32％。

在本发明中，所述聚醚胺基烷基糖苷具有式I所示的结构，式I中，m为0～3，n为0～3，o为0～3，m、n和o不同时为0，R为碳原子数为1～10的烷基。在本发明的实施例中，所述式I中，m为1～2。在本发明的实施例中，所述式I中，n为1～2。在本发明的实施例中，所述式I中，o为1～2。在本发明的实施例中，所述式I中，R为甲基、乙基、丙基或丁基。在本发明的实施例中，所述聚醚胺基烷基糖苷的数均分子量为240～950；在其他的实施例中，所述聚醚胺基烷基糖苷的数均分子量为300～800；在另外的实施例中，所述聚醚胺基烷基糖苷的数均分子量为500～600。

在本发明的实施例中，所述聚醚胺基烷基糖苷的制备方法为：

将环氧化物、烷基糖苷、水和催化剂进行反应，得到中间产物；

将所述中间产物和有机胺进行反应，得到聚醚胺基烷基糖苷。

在本发明的实施例中，将环氧化物、烷基糖苷、水和催化剂进行反应，得到中间产物。在本发明的实施例中，所述环氧化物包括环氧乙烷和环氧丙烷中的一种或两种。在本发明的实施例中，所述烷基糖苷包括甲基糖苷、乙基糖苷、丙基糖苷或丁基糖苷。在本发明的实施例中，所述催化剂包括无机酸和有机酸中的一种或几种。在本发明的实施例中，所述无机酸包括硫酸、硝酸、硫酸或磷钨酸。在本发明的实施例中，所述有机酸包括对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸或氨基磺酸。

在本发明的实施例中，所述环氧化物、烷基糖苷、水和催化剂的摩尔比为1:(0.5～1):(4～8):(0.01～0.1)；在其他的实施例中，所述环氧化物、烷基糖苷、水和催化剂的摩尔比为1:(0.6～0.8):(5～6):(0.03～0.08)。

在本发明的实施例中，所述环氧化物、烷基糖苷、水和催化剂反应的温度为50℃～110℃。在本发明的实施例中，所述环氧化物、烷基糖苷、水和催化剂反应的时间为0.5小时～4小时。在本发明的实施例中，所述环氧化物、烷基糖苷、水和催化剂反应的压力为3MPa～10MPa。

在本发明的实施例中，得到中间产物后，将所述中间产物和有机胺进行反应，得到聚醚胺基烷基糖苷。在本发明的实施例中，所述有机胺包括乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺。在本发明的实施例中，所述中间产物和有机胺的摩尔比为1:(0.8～1.2)。

在本发明的实施例中，所述中间产物和有机胺反应的pH值为6～9。在本发明的实施例中，所述中间产物和有机胺反应的温度为40℃～90℃。在本发明的实施例中，所述中间产物和有机胺反应的时间为3小时～10小时。

本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液中包括处理剂，所述处理剂包括增粘剂、降滤失剂、封堵剂和pH调节剂。在本发明中，所述聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液中每100mL的聚醚胺基烷基糖苷水溶液中含有0.5g～0.9g的增粘剂。在本发明的实施例中，所述聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液中每100mL的聚醚胺基烷基糖苷水溶液中含有0.5g～0.9g的增粘剂；在其他的实施例中，所述聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液中每100mL的聚醚胺基烷基糖苷水溶液中含有0.6g～0.8g的增粘剂。

在本发明的实施例中，所述增粘剂包括黄原胶、高粘度羧甲基纤维素钠盐和聚丙烯酰胺钾盐。在本发明的实施例中，所述黄原胶的粘度为1200cps～1600cps。在本发明的实施例中，所述黄原胶的pH值为6.5～8。在本发明的实施例中，所述黄原胶中水分含量≤13％。在本发明的实施例中，所述黄原胶中灰分含量≤13％。在本发明的实施例中，所述黄原胶的粒度为180微米～355微米。本发明对所述黄原胶的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得。

在本发明的实施例中，所述高粘度羧甲基纤维素钠盐由棉花纤维和氯乙酸反应而成。在本发明的实施例中，所述高粘度羧甲基纤维素钠盐的含水量≤10％。在本发明的实施例中，所述高粘度所甲基纤维素钠盐的纯度≥95％。在本发明的实施例中，所述高粘度羧甲基纤维素钠盐的取代度≥0.8％。在本发明的实施例中，所述高粘度羧甲基纤维素钠盐的pH值为6.5～8。在本发明的实施例中，所述高粘度羧甲基纤维素钠盐的氯化钠含量≤5％。在本发明的实施例中，所述高粘度羧甲基纤维素钠盐2％水溶液的粘度≥1000mPa.s。本发明对所述高粘度羧甲基纤维素钠盐的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得。

在本发明的实施例中，所述聚丙烯酰胺钾盐的水分含量≤10％。在本发明的实施例中，所述聚丙烯酰胺钾盐的筛余物≤10％。在本发明的实施例中，所述聚丙烯酰胺钾盐的纯度≥80％。在本发明的实施例中，所述聚丙烯酰胺钾盐中的钾含量为11％～16％。在本发明的实施例中，所述聚丙烯酰胺钾盐的水解度为27％～35％。在本发明的实施例中，所述聚丙烯酰胺钾盐中氯离子含量≤1％。在本发明的实施例中，所述聚丙烯酰胺钾盐的特性粘度≥6100mL/g。本发明对所述聚丙烯酰胺钾盐的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得。

在本发明的实施例中，所述黄原胶、高粘度羧甲基纤维素钠盐和聚丙烯酰胺钾盐的质量比为(2～4):(2～4):(1～3)；在其他的实施例中，所述黄原胶、高粘度羧甲基纤维素钠盐和聚丙烯酰胺钾盐的质量比为(2.5～3.5):(2.5～3.5):(1.5～2.5)；在另外的实施例中，所述黄原胶、高粘度羧甲基纤维素钠盐和聚丙烯酰胺钾盐的质量比为3:3:2。

在本发明中，所述聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液中每100mL的聚醚胺基烷基糖苷水溶液中含有0.8g～1.2g的降滤失剂。在本发明的实施例中，所述聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液中每100mL的聚醚胺基烷基糖苷水溶液中含有0.9g～1g的降滤失剂。在本发明的实施例中，所述降滤失剂包括低粘度羧甲基纤维素钠盐或羧甲基淀粉钠。在本发明的实施例中，所述低粘度羧甲基纤维素钠盐中的水分含量≤10％。在本发明的实施例中，所述低粘度羧甲基纤维素钠盐的纯度≥80％。在本发明的实施例中，所述低粘度羧甲基纤维素钠盐的代替度≥0.8％。在本发明的实施例中，所述低粘度羧甲基纤维素钠盐的pH值为7～9。在本发明的实施例中，所述低粘度羧甲基纤维素钠盐中氯化物的含量≤20％。在本发明的实施例中，所述低粘度羧甲基纤维素钠盐2％水溶液的粘度＜200mPa.s。本发明对所述低粘度羧甲基纤维素钠盐的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得。

在本发明的实施例中，所述羧甲基淀粉钠的粒度为90目～110目；在其他的实施例中，所述羧甲基淀粉钠的粒度为100目。在本发明的实施例中，所述羧甲基淀粉钠中氯化钠含量＜7％。在本发明的实施例中，所述羧甲基淀粉钠的取代度＞0.2％。在本发明的实施例中，所述羧甲基淀粉钠的pH值为8～9。在本发明的实施例中，所述羧甲基淀粉钠的水分含量＜10％。在本发明的实施例中，所述羧甲基淀粉钠2％的水溶液粘度为80mpa.s～120mpa.s。本发明对所述羧甲基淀粉钠的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得。

在本发明中，所述聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液中每100mL的聚醚胺基烷基糖苷水溶液中含有1.0g～3.0g的封堵剂。在本发明的实施例中，所述聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液中每100mL的聚醚胺基烷基糖苷水溶液中含有1.5g～2.5g的封堵剂；在其他的实施例中，所述聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液中每100mL的聚醚胺基烷基糖苷水溶液中含有1.8g～2.2g的封堵剂。

在本发明的实施例中，所述封堵剂包括碳酸钙、油溶树脂、无渗透封堵剂和磺化沥青中的一种或几种。在本发明的实施例中，所述碳酸钙的粒度为800目～1200目；在其他的实施例中，所述碳酸钙的粒度为1000目。在本发明的实施例中，所述碳酸钙的水分含量≤10％。在本发明的实施例中，所述碳酸钙中酸不溶物含量≤1％。本发明对所述碳酸钙的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得，如可采用濮阳三力实业有限公司提供的QS-2超细目碳酸钙。

本发明对所述油溶树脂的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的可作为封堵剂的油溶树脂即可，可由市场购买获得，如可采用郑州三祥科技有限公司提供的2420型号的油溶树脂。

本发明对所述无渗透封堵剂的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的钻井液封堵剂即可，可由市场购买获得，如可采用山东得顺源石油科技有限公司提供的WLP型号的无渗透封堵剂。

在本发明的实施例中，所述磺化沥青的pH值为8～9。在本发明的实施例中，所述磺化沥青中水分含量≤8％。在本发明的实施例中，所述磺化沥青中磺酸钠基含量≥10％。在本发明的实施例中，所述磺化沥青中的水溶物≥70％。在本发明的实施例中，所述磺化沥青中的油溶物≥25％。在本发明的实施例中，所述磺化沥青的HTHP滤失量≤25mL/30min。本发明对所述磺化沥青的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得，如可采用新乡市第七化工有限公司提供的磺化沥青。

在本发明中，所述聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液中每100mL的聚醚胺基烷基糖苷水溶液中含有0.1g～0.4g的pH调节剂。在本发明的实施例中，所述聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液中每100mL的聚醚胺基烷基糖苷水溶液中含有0.2g～0.3g的pH调节剂。在本发明的实施例中，所述pH调节剂可以为碱性pH值调节剂，如氢氧化钠。

在本发明的实施例中，所述聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液包括质量浓度为20％～40％的聚醚胺基烷基糖苷水溶液，所述聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液中每100mL的聚醚胺基烷基糖苷水溶液中含有0.2g～0.4g的黄原胶，0.2g～0.4g的高粘度羧甲基纤维素钠盐，0.1g～0.3g的聚丙烯酰胺钾盐，0.8g～1.2g的降滤失剂，1.0g～3.0g的封堵剂，0.1g～0.4g的氢氧化钠。

本发明提供了一种上述技术方案所述的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液的制备方法，包括：

将聚醚胺基烷基糖苷水溶液、增粘剂、降滤失剂、封堵剂和pH调节剂混合后进行老化处理，得到钻井液；

所述聚醚胺基烷基糖苷水溶液的质量浓度为20％～40％。

在本发明中，所述聚醚胺基烷基糖苷水溶液、增粘剂、降滤失剂、封堵剂和pH调节剂的种类、来源和用量与上述技术方案所述聚醚胺基烷基糖苷水溶液、增粘剂、降滤失剂、封堵剂和pH调节剂的种类、来源和用量一致，在此不再赘述。

在本发明的实施例中，可以在搅拌的条件下进行所述混合。在本发明的实施例中，所述搅拌的速度为5000r/min～10000r/min；在其他的实施例中，所述搅拌的速度为6000r/min～9000r/min；在另外的实施例中，所述搅拌的速度为7000r/min～8000r/min。在本发明的实施例中，所述混合的时间为30分钟～50分钟；在其他的实施例中，所述混合的时间为40分钟。

在本发明的实施例中，所述老化处理的温度为130℃～170℃；在其他的实施例中，所述老化处理的温度为140℃～160℃；在另外的实施例中，所述老化处理的温度为145℃～155℃。在本发明的实施例中，所述老化处理的时间为15小时～20小时；在其他的实施例中，所述老化处理的时间为16小时～18小时。

在本发明的实施例中，所述聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液的制备方法为：

将聚醚胺基烷基糖苷水溶液、增粘剂和降滤失剂混合，得到混合物；

将所述混合物和封堵剂、pH调节剂混合后进行老化处理，得到聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液。

在本发明的实施例中，可以在搅拌的条件下将所述聚醚胺基烷基糖苷水溶液、增粘剂和降滤失剂混合。在本发明中，所述搅拌的速度与上述技术方案所述搅拌的速度一致，在此不再赘述。在本发明的实施例中，所述聚醚胺基烷基糖苷水溶液、增粘剂和降滤失剂混合的时间为15分钟～25分钟；在其他的实施例中，所述聚醚胺基烷基糖苷水溶液、增粘剂和降滤失剂混合的时间为20分钟。

在本发明的实施例中，得到混合物后，可以在搅拌的条件下将所述混合物和封堵剂、pH调节剂混合。在本发明中，所述搅拌的速度与上述技术方案所述搅拌的速度一致，在此不再赘述。在本发明的实施例中，所述混合物和封堵剂、pH调节剂混合的时间为15分钟～25分钟。

按照GB/T 16783.1-2014《石油天然气工业钻井液现场测试第1部分：水基钻井液》的标准，测试本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液的表观粘度、塑性粘度、动切力、静切力、中压滤失量、高温高压滤失量、抗盐性能、抗钙性能、抗膨润土性能、抗水浸性能、抗原油性能和抗温性能。测试结果为，本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液的表观粘度为55mPa.s～90mPa.s；塑性粘度为35mPa.s～55mPa.s；动切力为22Pa～27Pa；静切力为6～9/9～12；中压滤失量0～0.2mL；高温高压滤失量7.5～11mL；抗盐性为饱和；抗钙性为20％；抗膨润土性为20％；抗水浸性为50％；抗原油性为30％；抗温性能为160℃。

将本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液在160℃下滚动16h后测试其抑制性能、润滑性能、储层保护性能及生物毒性EC₅₀值。按照钻井液岩心回收率测试方法，测试本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液的岩心一次回收率和相对回收率，具体操作如下：

量取350mL本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液于高搅杯中，在7000r/min的速度下搅拌5min后，将钻井液倒入老化罐中备用；取2.0mm～5.0mm的岩屑于103℃下干燥4h，降至室温，称取G₀g岩屑放入老化罐与老化罐中的钻井液于180℃下滚动16h，降温后取出，用孔径为0.42mm筛回收岩屑，于103℃下干燥4h，降至室温称量回收岩屑质量记为G₁；然后将已称过重的回收岩屑放入清水中于180℃下滚动2h，降温后取出，用孔径为0.42mm的筛回收岩屑，于103℃下干燥4h，冷却至室温称量回收岩屑质量记为G₂。分别计算一次页岩回收率R₁、二次页岩回收率R₂和相对页岩回收率R：

R₁＝G₁/G₀×100％；

R₂＝G₂/G₀×100％；

R＝R₂/R₁×100％；

测试结果为，本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液的岩心一次回收率≥99％，岩心相对回收率为99.9％。

按照下述方法测试本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液的极压润滑系数：

采用郑州南北仪器设计有限公司提供的EP型号的极压润滑仪，设定仪器在300r/min下运转15min，然后调节转速为60r/min；

将仪器中的滑块浸入本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液中，调扭力扳手值为16.95N/m，仪器运转5min，读出本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液浸泡滑块时仪器上显示的数值，极压润滑系数计算公式为：

$K=\frac{X\×31}{34\×100};$

上式中：K为极压润滑系数；X为本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液浸泡滑块时仪器上显示的数值。

测试结果为，本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液的极压润滑系数为0.04～0.06。

按照下述方法测试本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液的储层保护性：

采用北京中慧天诚科技有限公司提供的Fann-389AP型号的全自动渗透率封堵装置；将全自动渗透率封堵装置温度升到120℃，装入岩心，用煤油进行渗透，记录初始压力、最高压力、稳定压力，围压要比流动压力大2MPa；

采用本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液进行反向动态或静态污染，用量筒接收液体并记录所用时间及体积；

再用煤油进行正向渗透，记录初始压力、最高压力、稳定压力；

污染前的稳定压力与污染后的稳定压力的比值即为渗透率恢复值，反映了本发明提供的钻井液对地层岩石的伤害程度。

测试结果为，本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液的动态渗透率恢复值＞91％，静态渗透率恢复值＞94％。

将本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液加入到质量浓度为3％氯化钠溶液中，分别配制成0mg.dm^-3、5000mg.dm^-3、10000mg.dm^-3、25000mg.dm^-3、50000mg.dm^-3、100000mg.dm^-3的待测样品溶液各10mL，静置60min。

向上述待测样品溶液中依次加入发光细菌T3粉末10mg充分震荡混匀后，以质量浓度为3％的氯化钠溶液作为对比分别测定发光菌与待测样品溶液接触15min后的生物毒性EC₅₀；测试结果为，本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液的生物毒性EC₅₀值为500000mg/L～560000mg/L。

本发明以下实施例所用的原料均为市售商品，所用的高粘度羧甲基纤维素钠盐为濮阳中原三力实业有限公司提供的高粘度羧甲基纤维素钠盐HV-CMC；所用的黄原胶为濮阳中原三力实业有限公司提供的黄原胶XC，所用的低粘度羧甲基纤维素钠盐为濮阳中原三力实业有限公司提供的低粘度羧甲基纤维素钠盐LV-CMC；所用的羧甲基淀粉钠为濮阳中原三力实业有限公司提供的羧甲基淀粉钠CMS-Na；所用的超细碳酸钙为濮阳三力实业有限公司提供的粒度为1000目的超细碳酸钙；所用的油溶树脂为郑州三祥科技有限公司提供的2420型号的油溶树脂；所用的无渗透封堵剂为山东得顺源石油科技有限公司提供的无渗透封堵剂WLP；所用的聚丙烯酰胺钾盐为濮阳诚信钻采助剂有限公司提供的聚丙烯酰胺钾盐KPAM。

实施例1

在装有温度计、冷凝管、搅拌器的高压反应釜中加入44.05g的环氧乙烷、97g的甲基糖苷、72g的蒸馏水和1.72g的对甲苯磺酸，在3MPa、50℃下反应0.5小时，得到中间产物；

将所述中间产物用中和剂NaOH中和到pH值为6，加入24g的乙二胺，在温度为40℃、常压下反应3小时，将得到的反应产物除水后得到聚醚胺基甲基糖苷。

将本发明实施例1制备得到的聚醚胺基甲基糖苷进行红外检测，检测结果如图1所示，图1为本发明实施例1制备得到的聚醚胺基甲基糖苷红外图谱，由图1可知，本发明实施例1制备得到的聚醚胺基甲基糖苷具有式1所示的结构：

式1中，m为0～3。

实施例2

在装有温度计、冷凝管、搅拌器的高压反应釜中加入44.05g的环氧乙烷、104g的乙基糖苷、90g的蒸馏水和1.96g的硫酸，在4MPa、60℃下反应1小时，得到中间产物；

将所述中间产物用中和剂NaOH中和到pH值为6，加入51.59g的二乙烯三胺，在温度为50℃、常压下反应4小时，将得到的反应产物除水后得到聚醚胺基乙基糖苷。

将本发明实施例2制备得到的聚醚胺基乙基糖苷进行红外检测，检测结果为，本发明实施例2制备得到的聚醚胺基乙基糖苷具有式2所示的结构：

式2中，m为0～3，o为1。

实施例3

在装有温度计、冷凝管、搅拌器的高压反应釜中加入44.05g的环氧乙烷、133g的丙基糖苷、108g的蒸馏水和1.89g的硝酸，在5MPa、70℃下反应1.5小时，得到中间产物；

将所述中间产物用中和剂KOH中和到pH值为7，加入87.74g的三乙烯四胺，在温度为60℃、常压下反应5小时，将得到的反应产物除水后得到聚醚胺基丙基糖苷。

将本发明实施例3制备得到的聚醚胺基丙基糖苷进行红外检测，检测结果为，本发明实施例3制备得到的聚醚胺基丙基糖苷具有式3所示的结构：

式3中，m为0～3，o为2。

实施例4

在装有温度计、冷凝管、搅拌器的高压反应釜中加入58.08g的环氧乙烷、165g的丁基糖苷、126g的蒸馏水和3.92g的磷钨酸，在7MPa、80℃下反应2小时，得到中间产物；

将所述中间产物用中和剂碳酸钠中和到pH值为8，加入132.52g的四乙烯五胺，在温度为70℃、常压下反应7小时，将得到的反应产物除水后得到聚醚胺基丁基糖苷。

将本发明实施例4制备得到的聚醚胺基丁基糖苷进行红外检测，检测结果为，本发明实施例4制备得到的聚醚胺基丁基糖苷具有式4所示的结构：

式4中，m为0～3，o为3。

实施例5

将160g的实施例1制备得到的聚醚胺基甲基糖苷和640g的水配制质量分数为20％的聚醚胺基甲基糖苷水溶液；

在400mL上述聚醚胺基甲基糖苷水溶液中加入0.8g的黄原胶XC，0.8g的高粘度羧甲基纤维素钠盐HV-CMC，0.4g的聚丙烯酰胺钾盐KPAM、3.2g的低粘度羧甲基纤维素钠盐LV-CMC，在5000r/min的条件下高速搅拌20分钟，再加入4g的超细碳酸钙，0.4g的NaOH，在5000r/min的条件下高速搅拌20分钟，将得到的混合物装入老化罐内经160℃滚动16h，得到聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例5制备得到的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液的表观粘度、塑性粘度、动切力、静切力、中压滤失量、高压滤失量、抗盐性能、抗钙性能、抗膨润土性能、抗水浸性能、抗原油性能、抗温性能、岩心一次回收率、岩心相对回收率、极压润滑系数、动态渗透率恢复值、静态渗透率恢复值、生物毒性EC₅₀值，测试结果如表1所示，表1为本发明实施例5～实施例8制备得到的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液的性能测试结果。

实施例6

将200g的实施例2制备得到的聚醚胺基乙基糖苷和600g的水配制质量分数为25％的聚醚胺基乙基糖苷水溶液；

在400mL上述聚醚胺基乙基糖苷水溶液中加入1.2g的黄原胶XC，1.2g的高粘度羧甲基纤维素钠盐HV-CMC，0.8g的聚丙烯酰胺钾盐KPAM、4.0g的低粘度羧甲基纤维素钠盐LV-CMC，在7000r/min的条件下高速搅拌20分钟，再加入8g的油溶树脂，0.8g的NaOH，在7000r/min的条件下高速搅拌20分钟，将得到的混合物装入老化罐内经160℃滚动16h，得到聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例6制备得到的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液的表观粘度、塑性粘度、动切力、静切力、中压滤失量、高压滤失量、抗盐性能、抗钙性能、抗膨润土性能、抗水浸性能、抗原油性能、抗温性能、岩心一次回收率、岩心相对回收率、极压润滑系数、动态渗透率恢复值、静态渗透率恢复值和生物毒性EC₅₀值，测试结果如表1所示。

实施例7

将240g的实施例3制备得到的聚醚胺基丙基糖苷和560g的水配制质量分数为30％的聚醚胺基丙基糖苷水溶液；

在400mL上述聚醚胺基丙基糖苷水溶液中加入1.4g的黄原胶XC，1.4g的高粘度羧甲基纤维素钠盐HV-CMC，1.0g的聚丙烯酰胺钾盐KPAM、4.4g的低粘度羧甲基纤维素钠盐LV-CMC，在8000r/min的条件下高速搅拌20分钟，再加入10g的无渗透封堵剂WLP，1.2g的NaOH，在8000r/min的条件下高速搅拌20分钟，将得到的混合物装入老化罐内经160℃滚动16h，得到聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例7制备得到的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液的表观粘度、塑性粘度、动切力、静切力、中压滤失量、高压滤失量、抗盐性能、抗钙性能、抗膨润土性能、抗水浸性能、抗原油性能、抗温性能、岩心一次回收率、岩心相对回收率、极压润滑系数、动态渗透率恢复值、静态渗透率恢复值和生物毒性EC₅₀值，测试结果如表1所示。

实施例8

将320g的实施例4制备得到的聚醚胺基丁基糖苷和480g的水配制质量分数为30％的聚醚胺基丁基糖苷水溶液；

在400mL上述聚醚胺基丁基糖苷水溶液中加入1.6g的黄原胶XC，1.6g的高粘度羧甲基纤维素钠盐HV-CMC，1.2g的聚丙烯酰胺钾盐KPAM、4.8g的低粘度羧甲基纤维素钠盐LV-CMC，在10000r/min的条件下高速搅拌20分钟，再加入12g的磺化沥青，1.6g的NaOH，在10000r/min的条件下高速搅拌20分钟，将得到的混合物装入老化罐内经160℃滚动16h，得到聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例8制备得到的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液的表观粘度、塑性粘度、动切力、静切力、中压滤失量、高压滤失量、抗盐性能、抗钙性能、抗膨润土性能、抗水浸性能、抗原油性能、抗温性能、岩心一次回收率、岩心相对回收率、极压润滑系数、动态渗透率恢复值、静态渗透率恢复值和生物毒性EC₅₀值，测试结果如表1所示。

表1本发明实施例5～实施例8制备得到的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液的性能测试结果

测试项目	实施例5	实施例6	实施例7	实施例8
					表观粘度(mPa.s)	54.5	75	80	90
塑性粘度(mPa.s)	33	48	55	53
					动切力(Pa)	21.5	27	25	37
静切力(Pa/Pa)	6.0/9.0	7.0/10.0	8.0/11.5	9.0/12.5
					中压滤失量	0.2	0.1	0	0
高温高压滤失量	11.2	9.4	8.2	7.4
					抗盐性能	饱和	饱和	饱和	饱和
抗钙性能	20％	20％	20％	20％
					抗膨润土性能	20％	20％	20％	20％
抗水浸性能	50％	50％	50％	50％
					抗原油性能	30％	30％	30％	30％
抗温性能	160℃	160℃	160℃	160℃
					岩心一次回收率(％)	99.1	99.5	99.4	99.7
岩心相对回收率(％)	99.9	99.9	99.9	99.9
					极压润滑系数	0.059	0.042	0.043	0.038
动态渗透率恢复值(％)	91.32	91.26	92.46	92.65
					静态渗透率恢复值(％)	94.52	94.78	95.31	94.45
生物毒性EC50值(mg/L)	528800	507900	554200	561300

由表1可知，本发明实施例制备得到的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液具有较好的抗温性，降滤失性能及抗污染性能优异；聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液抗温可达160℃，中压滤失量＜1.0mL，高温高压滤失量＜12mL，抗盐达饱和，抗钙20％，抗土20％，抗水侵50％，抗原油30％；而且本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液还具有优异的抑制性能，良好的润滑性能和储层保护性能，无生物毒性，钻井液对岩心的一次回收率＞99％，相对回收率＞99％；聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液极压润滑系数＜0.06；聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液静态渗透率恢复值＞94％，动态渗透率恢复值＞92％；聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液生物毒性EC₅₀值＞500000mg/L(EC₅₀值＞30000mg/L为无毒)。

由以上实施例可知，本发明提供了一种聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液，包括聚醚胺基烷基糖苷水溶液和处理剂，所述聚醚胺基烷基糖苷水溶液的质量浓度为20％～40％；所述聚醚胺基烷基糖苷具有式I所示的结构；式I中，m为0～3，n为0～3，o为0～3，m、n和o不同时为0；R为碳原子数为1～10的烷基；所述处理剂包括增粘剂、降滤失剂、封堵剂和pH调节剂；所述聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液中每100mL的聚醚胺基烷基糖苷水溶液中含有：0.5g～0.9g的增粘剂；0.8g～1.2g的降滤失剂；1.0g～3.0g的封堵剂；0.1g～0.4g的pH调节剂。本发明提供了一种上述技术方案所述聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液的制备方法，包括：将聚醚胺基烷基糖苷水溶液、增粘剂、降滤失剂、封堵剂和pH调节剂混合后进行老化处理，得到聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液；所述聚醚胺基烷基糖苷水溶液的质量浓度为20％～40％。

本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液中包括聚醚胺基烷基糖苷水溶液和处理剂，所述聚醚胺基烷基糖苷具有较好的抑制性、润滑性、抗温性和储层保护性，本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液以聚醚胺基烷基糖苷水溶液为主要成分，配合其他处理剂，通过各种成分的相互作用，使本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液具有较好的抑制性和润滑性，本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液适用于强水敏性泥页岩、含泥岩等易坍塌地层及页岩气水平井钻井；而且适用于储层保护性要求较高的地层。此外，所述聚醚胺基烷基糖苷安全无毒，使本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液中无生物毒性成分，具有较好的环保性，可直接排放，能够减少处理钻井液的费用，降低钻井液成本，本发明提供的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液适用于环保要求较好的地层。

Claims (10)

1.一种聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液，包括聚醚胺基烷基糖苷水溶液和处理剂，所述聚醚胺基烷基糖苷水溶液的质量浓度为20％～40％；所述聚醚胺基烷基糖苷具有式I所示的结构：

式I中，m为0～3，n为0～3，o为0～3，m、n和o不同时为0；

R为碳原子数为1～10的烷基；

所述处理剂包括增粘剂、降滤失剂、封堵剂和pH调节剂；

所述聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液中每100mL的聚醚胺基烷基糖苷水溶液中含有：

0.5g～0.9g的增粘剂；

0.8g～1.2g的降滤失剂；

1.0g～3.0g的封堵剂；

0.1g～0.4g的pH调节剂。

2.根据权利要求1所述的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液，其特征在于，所述R为甲基、乙基、丙基或丁基。

3.根据权利要求1所述的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液，其特征在于，所述聚醚胺基烷基糖苷的数均分子量为240～950。

4.根据权利要求1所述的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液，其特征在于，所述增粘剂包括黄原胶、高粘度羧甲基纤维素钠盐和聚丙烯酰胺钾盐。

5.根据权利要求4所述的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液，其特征在于，所述黄原胶、高粘度羧甲基纤维素钠盐和聚丙烯酰胺钾盐的质量比为(2～4):(2～4):(1～3)。

6.根据权利要求1所述的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液，其特征在于，所述降滤失剂包括低粘度羧甲基纤维素钠盐或羧甲基淀粉钠。

7.根据权利要求1所述的聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液，其特征在于，所述封堵剂包括碳酸钙、油溶树脂、无渗透封堵剂和磺化沥青中的一种或几种。

8.一种权利要求1～7中任意一项所述聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液的制备方法，包括：

将聚醚胺基烷基糖苷水溶液、增粘剂、降滤失剂、封堵剂和pH调节剂混合后进行老化处理，得到聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液；

所述聚醚胺基烷基糖苷水溶液的质量浓度为20％～40％。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述聚醚胺基烷基糖苷的制备方法为：

将环氧化物、烷基糖苷、水和催化剂进行反应，得到中间产物；

将所述中间产物和有机胺进行反应，得到聚醚胺基烷基糖苷。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述老化处理的温度为130℃～170℃；

所述老化处理的时间为15小时～20小时。