本發(fā)明屬于鉆井液用處理劑，具體涉及一種鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、井壁失穩(wěn)是石油與天然氣鉆采過程中存在的嚴(yán)重問題，井壁失穩(wěn)會導(dǎo)致縮徑、坍塌卡鉆、井眼擴大等一系列問題，給鉆井工程帶來極大危害。鉆井時，所鉆地層中大約有78％的泥頁巖地層，而90％的井壁失穩(wěn)現(xiàn)象都發(fā)生在泥頁巖地層。泥頁巖地層由于富含吸水性黏土礦物，有顯著的納米孔隙結(jié)構(gòu)，極易產(chǎn)生水化膨脹與分散。
2、現(xiàn)有技術(shù)中常用的泥頁巖抑制劑主要包括聚合物類、無機鹽類、有機鹽類和腐植酸類等，但這些頁巖抑制劑均存在一些不足，如抑制劑氯化鉀雖然能夠很好的抑制黏土膨脹，但是大量使用會使鉆井區(qū)域土壤表面沉積一定量的環(huán)境污染物，對鉆井液的流變性和造壁性有嚴(yán)重的負(fù)面影響，使得鉆井液體系轉(zhuǎn)化和維護(hù)處理更加復(fù)雜；抑制劑聚合物類由于具有很大的分子尺寸，不能穿透進(jìn)入黏土層間，只會吸附在黏土表面，不能充分發(fā)揮抑制功能；瀝青類不利于保護(hù)環(huán)境；硅酸鹽會使體系流變性難以調(diào)控。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中的鉆井液抑制劑不能完全滿足鉆井需要、抑制性差、難以調(diào)控、對環(huán)境有污染的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明的鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑抑制性強并兼具潤滑性，制備方法簡單、成本低、對環(huán)境無污染。
2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑，以重量份數(shù)計，其原料包括：葡萄糖100-400份，酸類催化劑10-20份，乙醇20-80份，丙烯酸100-400份，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸35-100份，堿類催化劑1-10份，水100-400份。
3、本發(fā)明的鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑的制備原理為：通過控制2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸與丙烯酸的當(dāng)量和加料的次序，將二丙烯酸滴加到2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸水溶液中，用以控制分子鏈的長短，從而提升產(chǎn)品的抑制效果。通過控制葡萄糖與乙醇以及引發(fā)劑的當(dāng)量，用以控制加成反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的高低，從而提升產(chǎn)品潤滑效果。
4、上述鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑，優(yōu)選地，以重量份數(shù)計，所述鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑的原料包括：葡萄糖150-350份，酸類催化劑10-20份，乙醇40-70份，丙烯酸150-300份，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸30-100份，堿類催化劑1-10份，水200-300份。
5、上述鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑，優(yōu)選地，所述酸類催化劑選自對甲苯磺酸。
6、上述鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑，優(yōu)選地，所述堿類催化劑選自氫氧化鈉。
7、本發(fā)明還提供一種上述鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑的制備方法，其包括如下步驟：
8、將2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的水溶液預(yù)熱，然后加入堿類催化劑，再滴加丙烯酸進(jìn)行第一反應(yīng)，得到第一中間體；
9、將葡萄糖、乙醇和酸類催化劑混合，進(jìn)行第二反應(yīng)，得到第二中間體；
10、將所述第一中間體和第二中間體混合，進(jìn)行第三反應(yīng)，得到所述鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑。
11、本發(fā)明的鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑的制備方法，由丙烯酸與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸反應(yīng)得到聚胺類化合物，由葡萄糖與乙醇反應(yīng)得到糖類衍生物，然后按一定比例將聚胺類化合物和糖類衍生物化合而成本發(fā)明的鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑。
12、在本發(fā)明的鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑的制備方法中，控制丙烯酸滴加時間及溫度節(jié)點防止反應(yīng)過快使分子量增大，保證生成的產(chǎn)物為聚醇類化合物，從而能夠與黏土層間結(jié)合形成致密結(jié)構(gòu)阻止水分子進(jìn)入黏土內(nèi)部抑制水化膨脹。
13、此外，葡萄糖與乙醇反應(yīng)需控制酸類催化劑量促使其反應(yīng)程度更完全，反應(yīng)生成的葡萄糖衍生物在黏土晶層間吸附成膜降低水活度、改變頁巖孔隙流體流動狀態(tài)。
14、上述鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑的制備方法，優(yōu)選地，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的水溶液的預(yù)熱溫度為70-80℃。
15、上述鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑的制備方法，優(yōu)選地，所述第一反應(yīng)的溫度為60-100℃，時間為1-5h。
16、上述鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑的制備方法，優(yōu)選地，所所述丙烯酸的滴加時間為15-30min。
17、上述鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑的制備方法，優(yōu)選地，所述第二反應(yīng)的溫度為100-140℃，時間為1-5h，壓力為0.4-0.8mpa。
18、上述鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑的制備方法，優(yōu)選地，所述第三反應(yīng)在密閉條件下進(jìn)行。
19、上述鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑的制備方法，優(yōu)選地，所述第三反應(yīng)的溫度為65-85℃，時間為1-3h。
20、上述鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑的制備方法，優(yōu)選地，其具體包括以下步驟：
21、(1)按重量份比稱取各個原料；
22、(2)將2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸水溶液升溫至70-75℃，加入堿類催化劑然后向其中滴加丙烯酸，滴加完畢后在60-100℃下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后生成中間體；
23、(3)依次向反應(yīng)釜中加入葡萄糖、乙醇和酸類催化劑并混合均勻加熱到120℃，0.5mpa密閉反應(yīng)4h；
24、(4)反應(yīng)結(jié)束后加入中間體在80℃下繼續(xù)化合反應(yīng)2h得到本產(chǎn)品；
25、(5)取上述產(chǎn)品進(jìn)行檢驗，檢驗合格后灌裝定重并封口包裝。
26、本發(fā)明還提供一種鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑在黏土抑制中的應(yīng)用。
27、本發(fā)明提供的技術(shù)方案，具有如下有益效果：
28、(1)本發(fā)明通過控制各個原料的當(dāng)量和加料順序，由丙烯酸與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸反應(yīng)得到聚胺類化合物，由葡萄糖與乙醇反應(yīng)得到糖類衍生物，并且按一定比例將聚胺類化合物和糖類衍生物化合而成新型的鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑。本發(fā)明的鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑在水中分散出兩種小分子基團(tuán)，分別為二元共聚物小分子基團(tuán)和烷基糖苷小分子基團(tuán)，其中二元共聚物小分子基團(tuán)進(jìn)入黏土層間，與黏土層間結(jié)合形成致密結(jié)構(gòu)阻止水分子進(jìn)入黏土內(nèi)部抑制水化膨脹；烷基糖苷小分子基團(tuán)吸附成膜降低水活度、改變頁巖孔隙流體流動狀態(tài)。兩者相互配合使用，可顯著提高本發(fā)明的鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑的抑制效果和潤滑效果。
29、(2)本發(fā)明的鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑與其他添加劑的配伍性好，容易調(diào)控，使用方便。
30、(3)本發(fā)明的鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑的制備方法簡單，原料成本低，便于大規(guī)模生產(chǎn)。
1.一種鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑，以重量份數(shù)計，其原料包括：葡萄糖100-400份，酸類催化劑10-20份，乙醇20-80份，丙烯酸100-400份，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸35-100份，堿類催化劑1-10份，水100-400份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑，其中，以重量份數(shù)計，所述鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑的原料包括：葡萄糖150-350份，酸類催化劑10-20份，乙醇40-70份，丙烯酸150-300份，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸30-100份，堿類催化劑3-10份，水200-300份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑，其中，所述酸類催化劑選自對甲苯磺酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑，其中，所述堿類催化劑選自氫氧化鈉。
5.一種權(quán)利要求1-4任一項所述的鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑的制備方法，其包括如下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑的制備方法，其中，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的水溶液的預(yù)熱溫度為70-80℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑的制備方法，其中，所述第一反應(yīng)的溫度為60-100℃，時間為1-5h。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑的制備方法，其中，所所述丙烯酸的滴加時間為15-30min。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑的制備方法，其中，所述第二反應(yīng)的溫度為100-140℃，時間為1-5h，壓力為0.4-0.8mpa。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑的制備方法，其中，所述第三反應(yīng)在密閉條件下進(jìn)行。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑的制備方法，其中，所述第三反應(yīng)的溫度為65-85℃，時間為1-3h。
12.權(quán)利要求1-4任一項所述的鉆井液用葡萄糖衍生物抑制劑在黏土抑制中的應(yīng)用。