一種三聚氰胺衍生的粘土抑制劑的制備方法及應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】一種三聚氰胺衍生的粘土抑制劑的制備方法及應(yīng)用，常溫下在反應(yīng)釜中將三聚氰胺分散于溶劑中，攪拌下向反應(yīng)釜中加入改性劑，將反應(yīng)物攪拌加熱，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，采用減壓蒸餾至無(wú)液體滴出，即得到三聚氰胺衍生物，將三聚氰胺衍生物與氯化鉀混合，研磨均勻，得到粉末狀固體制品，即為三聚氰胺衍生的粘土抑制劑產(chǎn)品，應(yīng)用時(shí)用自來(lái)水或者油田現(xiàn)場(chǎng)用水將三聚氰胺衍生的粘土抑制劑配制成溶液，配以其他輔料，加入油田工作流體中，攪拌均勻即可，本發(fā)明所得產(chǎn)品為帶有羧酸根、羥基、季銨鹽的三聚氰胺衍生物鹽，一方面通通過(guò)靜電吸引作用結(jié)合到粘土表面，另一方面通過(guò)離子交換作用與粘土表面的可交換陽(yáng)離子交換，起到良好的抑制粘土膨脹的作用。
【專利說(shuō)明】—種三聚氰胺衍生的粘土抑制劑的制備方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及粘土抑制劑的制備與應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種三聚氰胺衍生的粘土抑制劑的制備方法及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]泥頁(yè)巖的主要成分是黏土礦物，其中顆粒極細(xì)的含水鋁硅酸鹽構(gòu)成的層狀礦物——蒙脫石，其結(jié)構(gòu)中層與層之間的作用力為較弱的范德華力，在與水基鉆井液相互作用過(guò)程中易吸水膨脹。泥頁(yè)巖水化膨脹和分散引起的井壁失穩(wěn)一直是鉆井工程中的技術(shù)難題，因此鉆遇泥頁(yè)巖地層的水基鉆井液中必須提高鉆井液對(duì)泥頁(yè)巖的抑制性，最大程度地降低井下復(fù)雜情況的發(fā)生率。在現(xiàn)有的泥頁(yè)巖抑制劑中，胺基抑制劑通過(guò)其特有的吸附作用能很好地鑲嵌在黏土層間，降低黏土吸收水分的趨勢(shì)，且胺類抑制劑可通過(guò)調(diào)整取代基或引入新官能團(tuán)來(lái)優(yōu)化分子結(jié)構(gòu)，在性能上具有較大的提升空間，是一類很有發(fā)展前景的泥頁(yè)巖抑制劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了提供對(duì)環(huán)境無(wú)毒、對(duì)油藏?zé)o傷害的油田化學(xué)品，本發(fā)明的目的在于提供一種三聚氰胺衍生的粘土抑制劑的制備方法及應(yīng)用，該類化合物在較低濃度下就有較好的抑制粘土膨脹性能，可以用于做油田鉆井、壓裂、酸化、注水等環(huán)節(jié)中的粘土膨脹抑制劑。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種三聚氰胺衍生的粘土抑制劑的制備方法，包括以下步驟:
第一步，常溫下在反應(yīng)釜中將三聚氰胺分散于5-100倍質(zhì)量溶劑中，所述三聚氰胺為工業(yè)級(jí)及其以上純度的產(chǎn)品，所述溶劑為工業(yè)級(jí)及其以上純度的水、甲醇、乙醇、DMF;
第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與三聚氰胺物質(zhì)量的比為1-9:1的改性劑，所述改性劑為工業(yè)級(jí)及其以上純度的環(huán)氧氯丙烷、氯乙酸鈉、氯乙酸鉀、氯乙酸銨、2-氯乙基-三甲基氯化銨、2-溴乙基-三甲基溴化銨、3-氯-2-羥基丙基-三甲基氯化銨及其組合物；第三步，將反應(yīng)釜中的反應(yīng)物在60-140°C下攪拌加熱2-8小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，采用減壓蒸餾至無(wú)液體滴出，即得到三聚氰胺衍生物，
第四步，將上述三聚氰胺衍生物按照質(zhì)量比1:1-10與氯化鉀混合，研磨均勻，得到粉末狀固體制品，即為三聚氰胺衍生的粘土抑制劑產(chǎn)品，所述氯化鉀為工業(yè)級(jí)及其以上純度的產(chǎn)品。
[0005]應(yīng)用時(shí)，用自來(lái)水或者油田現(xiàn)場(chǎng)用水將三聚氰胺衍生的粘土抑制劑配制成質(zhì)量濃度為0.1-4%的溶液，配以其他輔料，加入油田工作流體中，攪拌均勻即可，所屬輔料為鉆井液、壓裂液、酸化液或回注水配制中除粘土膨脹抑制劑外的必要材料。
[0006]由于本發(fā)明采用的原料低毒害、低成本，反應(yīng)簡(jiǎn)便，經(jīng)一鍋反應(yīng)即可，所用溶劑為水或者其他常規(guī)溶劑，反應(yīng)完畢后蒸餾出來(lái)的溶劑可以直接重復(fù)使用，因而可以大大降低生產(chǎn)成本。所得產(chǎn)品為帶有羧酸根、羥基、季銨鹽的三聚氰胺衍生物鹽，同時(shí)具有能夠與粘土形成氫鍵的作用官能團(tuán)，吸附到粘土表面，同時(shí)三聚氰胺反應(yīng)后產(chǎn)生的季銨鹽陽(yáng)離子一方面可以通過(guò)與粘土表面的負(fù)電荷通過(guò)靜電吸引作用結(jié)合到粘土表面，另一方面可以通過(guò)離子交換作用與粘土表面的可交換陽(yáng)離子交換，進(jìn)入粘土層間，阻擋水分子的進(jìn)入、削弱水化作用，最終起到良好的抑制粘土膨脹的作用。
【具體實(shí)施方式】
[0007]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0008]實(shí)施例1
一種三聚氰胺衍生的粘土抑制劑的制備方法，包括以下步驟:
第一步，常溫下在反應(yīng)釜中將三聚氰胺分散于10倍質(zhì)量溶劑中，所述三聚氰胺為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，所述溶劑為自來(lái)水；
第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與三聚氰胺物質(zhì)量的比為4:1的改性劑，所述改性劑為工業(yè)級(jí)的氯乙酸鈉；
第三步，將反應(yīng)釜中的反應(yīng)物在100°C下攪拌加熱4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，采用減壓蒸餾至無(wú)液體滴出，即得到環(huán)氧氯丙烷改性的三聚氰胺，
第四步，將上述環(huán)氧氯丙烷改性的三聚氰胺按照質(zhì)量比1:1與氯化鉀混合，研磨均勻，得到粉末狀固體制品，即為三聚氰胺衍生的粘土抑制劑，所述氯化鉀為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品。
[0009]應(yīng)用時(shí)，用自來(lái)水 或者油田現(xiàn)場(chǎng)用水將三聚氰胺衍生的粘土抑制劑配制成質(zhì)量濃度為0.5%的溶液，配以其他的輔料，加入油田回注水中，攪拌均勻即可，所屬輔料為緩蝕阻垢劑等。
[0010]實(shí)施例2
一種三聚氰胺衍生的粘土抑制劑的制備方法，包括以下步驟:
第一步，常溫下在反應(yīng)釜中將三聚氰胺分散于5倍質(zhì)量溶劑中，所述三聚氰胺為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，所述溶劑為工業(yè)級(jí)DMF ；
第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與三聚氰胺物質(zhì)量的比為5:1的改性劑，所述改性劑為工業(yè)級(jí)的氯乙酸鉀；
第三步，將反應(yīng)釜中的反應(yīng)物在120°C下攪拌加熱2小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，采用減壓蒸餾至無(wú)液體滴出，即得到氯乙酸鉀改性的三聚氰胺，
第四步，將上述氯乙酸鉀改性的三聚氰胺按照質(zhì)量比1:2與氯化鉀混合，研磨均勻，得到粉末狀固體制品，即為三聚氰胺衍生的粘土抑制劑，所述氯化鉀為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品。
[0011]應(yīng)用時(shí)，用自來(lái)水或者油田現(xiàn)場(chǎng)用水將三聚氰胺衍生的粘土抑制劑配制成質(zhì)量濃度為1%的溶液，配以其他的輔料，加入鉆井液中，攪拌均勻即可，所屬輔料為增稠劑、降濾失劑、潤(rùn)滑劑等。
[0012]實(shí)施例3
一種三聚氰胺衍生的粘土抑制劑的制備方法，包括以下步驟:
第一步，常溫下在反應(yīng)釜中將三聚氰胺分散于50倍質(zhì)量溶劑中，所述三聚氰胺為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，所述溶劑為化學(xué)純甲醇；
第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與三聚氰胺物質(zhì)量的比為6:1的改性劑，所述改性劑為工業(yè)級(jí)及其以上純度的氯乙酸銨；第三步，將反應(yīng)釜中的反應(yīng)物在65°C下攪拌加熱6小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，采用減壓蒸餾至無(wú)液體滴出，即得到氯乙酸銨改性的三聚氰胺，
第四步，將上述氯乙酸銨改性的三聚氰胺按照質(zhì)量比1:1與氯化鉀混合，研磨均勻，得到粉末狀固體制品，即為三聚氰胺衍生的粘土抑制劑，所述氯化鉀為分析純產(chǎn)品。
[0013]應(yīng)用時(shí)，用自來(lái)水或者油田現(xiàn)場(chǎng)用水將三聚氰胺衍生的粘土抑制劑配制成質(zhì)量濃度為0.6%的溶液，配以其他的輔料，加入油田回注水中，攪拌均勻即可，所屬輔料為緩蝕阻垢劑等。
[0014]實(shí)施例4
一種三聚氰胺衍生的粘土抑制劑的制備方法，包括以下步驟:
第一步，常溫下在反應(yīng)釜中將三聚氰胺分散于80倍質(zhì)量溶劑中，所述三聚氰胺為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，所述溶劑為自來(lái)水；
第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與三聚氰胺物質(zhì)量的比為4:1的改性劑，所述改性劑為工業(yè)級(jí)2-氯乙基-三甲基氯化銨；
第三步，將反應(yīng)釜中的反應(yīng)物在100°C下攪拌加熱4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，采用減壓蒸餾至無(wú)液體滴出，即得到2-氯乙基-三甲基氯化銨改性的三聚氰胺，
第四步，將上述2-氯乙基-三甲基氯化銨改性的三聚氰胺按照質(zhì)量比1: 3與氯化鉀混合，研磨均勻，得到粉末狀固體制品，即為三聚氰胺衍生的粘土抑制劑，所述氯化鉀為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品。
[0015]應(yīng)用時(shí)，用自來(lái)水或 者油田現(xiàn)場(chǎng)用水將三聚氰胺衍生的粘土抑制劑配制成質(zhì)量濃度為0.3%的溶液，配以其他的輔料，加入油田回注水中，攪拌均勻即可，所屬輔料為緩蝕阻垢劑等。
[0016]實(shí)施例5
一種三聚氰胺衍生的粘土抑制劑的制備方法，包括以下步驟:
第一步，常溫下在反應(yīng)釜中將三聚氰胺分散于100倍質(zhì)量溶劑中，所述三聚氰胺為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，所述溶劑為工業(yè)乙醇；
第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與三聚氰胺物質(zhì)量的比為8:1的改性劑，所述改性劑為化學(xué)純2-溴乙基-三甲基溴化銨；
第三步，將反應(yīng)釜中的反應(yīng)物在80°C下攪拌加熱4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，采用減壓蒸餾至無(wú)液體滴出，即得到2-溴乙基-三甲基溴化銨改性的三聚氰胺，
第四步，將上述2-溴乙基-三甲基溴化銨改性的三聚氰胺按照質(zhì)量比1: 2與氯化鉀混合，研磨均勻，得到粉末狀固體制品，即為三聚氰胺衍生的粘土抑制劑，所述氯化鉀為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品。
[0017]應(yīng)用時(shí)，用自來(lái)水或者油田現(xiàn)場(chǎng)用水將三聚氰胺衍生的粘土抑制劑配制成質(zhì)量濃度為0.4%的溶液，配以其他的輔料，加入鉆井液中，攪拌均勻即可，所屬輔料為增稠劑、降濾失劑、潤(rùn)滑劑等。
[0018]實(shí)施例6
一種三聚氰胺衍生的粘土抑制劑的制備方法，包括以下步驟:
第一步，常溫下在反應(yīng)釜中將三聚氰胺分散于10倍質(zhì)量溶劑中，所述三聚氰胺為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，所述溶劑為自來(lái)水；第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與三聚氰胺物質(zhì)量的比為8:1的改性劑，所述改性劑為化學(xué)純的3-氯-2-羥基丙基-三甲基氯化銨；
第三步，將反應(yīng)釜中的反應(yīng)物在100°C下攪拌加熱4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，采用減壓蒸餾至無(wú)液體滴出，即得到3-氯-2-羥基丙基-三甲基氯化銨改性的三聚氰胺，第四步，將上述3-氯-2-羥基丙基-三甲基氯化銨改性的三聚氰胺按照質(zhì)量比1:1與氯化鉀混合，研磨均勻，得到粉末狀固體制品，即為三聚氰胺衍生的粘土抑制劑，所述氯化鉀為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品。
[0019]應(yīng)用時(shí)，用自來(lái)水或者油田現(xiàn)場(chǎng)用水將三聚氰胺衍生的粘土抑制劑配制成質(zhì)量濃度為0.3%的溶液，配以其他的輔料，加入油田回注水中，攪拌均勻即可，所屬輔料為緩蝕阻
垢劑等。·
【權(quán)利要求】
1.一種三聚氰胺衍生的粘土抑制劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，常溫下在反應(yīng)釜中將三聚氰胺分散于5-100倍質(zhì)量溶劑中，所述三聚氰胺為工業(yè)級(jí)及其以上純度的產(chǎn)品，所述溶劑為工業(yè)級(jí)及其以上純度的水、甲醇、乙醇、DMF; 第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與三聚氰胺物質(zhì)量的比為1-9:1的改性劑，所述改性劑為工業(yè)級(jí)及其以上純度的環(huán)氧氯丙烷、氯乙酸鈉、氯乙酸鉀、氯乙酸銨、2-氯乙基-三甲基氯化銨、2-溴乙基-三甲基溴化銨、3-氯-2-羥基丙基-三甲基氯化銨及其組合物；第三步，將反應(yīng)釜中的反應(yīng)物在60-140°C下攪拌加熱2-8小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，采用減壓蒸餾至無(wú)液體滴出，即得到三聚氰胺衍生物， 第四步，將上述三聚氰胺衍生物按照質(zhì)量比1:1-10與氯化鉀混合，研磨均勻，得到粉末狀固體制品，即為三聚氰胺衍生的粘土抑制劑產(chǎn)品，所述氯化鉀為工業(yè)級(jí)及其以上純度的產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三聚氰胺衍生的粘土抑制劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，常溫下在反應(yīng)釜中將三聚氰胺分散于10倍質(zhì)量溶劑中，所述三聚氰胺為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，所述溶劑為自來(lái)水； 第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與三聚氰胺物質(zhì)量的比為4:1的改性劑，所述改性劑為工業(yè)級(jí)的氯乙酸鈉； 第三步，將反應(yīng)釜中的反應(yīng)物在100°C下攪拌加熱4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，采用減壓蒸餾至無(wú)液體滴出，即得到環(huán)氧氯丙烷改性的三聚氰胺， 第四步，將上述環(huán)氧氯丙烷改性的三聚氰胺按照質(zhì)量比1:1與氯化鉀混合，研磨均勻，得到粉末狀固體制品，即為三聚氰胺衍生的粘土抑制劑，所述氯化鉀為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三聚氰胺衍生的粘土抑制劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，常溫下在反應(yīng)釜中將三聚氰胺分散于5倍質(zhì)量溶劑中，所述三聚氰胺為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，所述溶劑為工業(yè)級(jí)DMF ； 第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與三聚氰胺物質(zhì)量的比為5:1的改性劑，所述改性劑為工業(yè)級(jí)的氯乙酸鉀； 第三步，將反應(yīng)釜中的反應(yīng)物在120°C下攪拌加熱2小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，采用減壓蒸餾至無(wú)液體滴出，即得到氯乙酸鉀改性的三聚氰胺， 第四步，將上述氯乙酸鉀改性的三聚氰胺按照質(zhì)量比1:2與氯化鉀混合，研磨均勻，得到粉末狀固體制品，即為三聚氰胺衍生的粘土抑制劑，所述氯化鉀為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三聚氰胺衍生的粘土抑制劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，常溫下在反應(yīng)釜中將三聚氰胺分散于50倍質(zhì)量溶劑中，所述三聚氰胺為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，所述溶劑為化學(xué)純甲醇； 第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與三聚氰胺物質(zhì)量的比為6:1的改性劑，所述改性劑為工業(yè)級(jí)及其以上純度的氯乙酸銨； 第三步，將反應(yīng)釜中的反應(yīng)物在65°C下攪拌加熱6小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，采用減壓蒸餾至無(wú)液體滴出，即得到氯乙酸銨改性的三聚氰胺，第四步，將上述氯乙酸銨改性的三聚氰胺按照質(zhì)量比1:1與氯化鉀混合，研磨均勻，得到粉末狀固體制品，即為三聚氰胺衍生的粘土抑制劑，所述氯化鉀為分析純產(chǎn)品。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三聚氰胺衍生的粘土抑制劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，常溫下在反應(yīng)釜中將三聚氰胺分散于80倍質(zhì)量溶劑中，所述三聚氰胺為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，所述溶劑為自來(lái)水； 第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與三聚氰胺物質(zhì)量的比為4:1的改性劑，所述改性劑為工業(yè)級(jí)2-氯乙基-三甲基氯化銨； 第三步，將反應(yīng)釜中的反應(yīng)物在100°C下攪拌加熱4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，采用減壓蒸餾至無(wú)液體滴出，即得到2-氯乙基-三甲基氯化銨改性的三聚氰胺， 第四步，將上述2-氯乙基-三甲基氯化銨改性的三聚氰胺按照質(zhì)量比1: 3與氯化鉀混合，研磨均勻，得到粉末狀固體制品，即為三聚氰胺衍生的粘土抑制劑，所述氯化鉀為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三聚氰胺衍生的粘土抑制劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，常溫下在反應(yīng)釜中將三聚氰胺分散于100倍質(zhì)量溶劑中，所述三聚氰胺為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，所述溶劑為工業(yè)乙醇； 第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與三聚氰胺物質(zhì)量的比為8:1的改性劑，所述改性劑為化學(xué)純2-溴乙基-三甲基溴化銨； 第三步，將反應(yīng)釜中的反應(yīng)物在80°C下攪拌加熱4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，采用減壓蒸餾至無(wú)液體滴出，即得到2-溴乙基-三甲基溴化銨改性的三聚氰胺， 第四步，將上述2-溴乙基-三甲基溴化銨改性的三聚氰胺按照質(zhì)量比1: 2與氯化鉀混合，研磨均勻，得到粉末狀固體制品，即為三聚氰胺衍生的粘土抑制劑，所述氯化鉀為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三聚氰胺衍生的粘土抑制劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，常溫下在反應(yīng)釜中將三聚氰胺分散于10倍質(zhì)量溶劑中，所述三聚氰胺為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，所述溶劑為自來(lái)水； 第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與三聚氰胺物質(zhì)量的比為8:1的改性劑，所述改性劑為化學(xué)純的3-氯-2-羥基丙基-三甲基氯化銨； 第三步，將反應(yīng)釜中的反應(yīng)物在100°C下攪拌加熱4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，采用減壓蒸餾至無(wú)液體滴出，即得到3-氯-2-羥基丙基-三甲基氯化銨改性的三聚氰胺，第四步，將上述3-氯-2-羥基丙基-三甲基氯化銨改性的三聚氰胺按照質(zhì)量比1:1與氯化鉀混合，研磨均勻，得到粉末狀固體制品，即為三聚氰胺衍生的粘土抑制劑，所述氯化鉀為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品。
【文檔編號(hào)】C09K8/68GK103571442SQ201310575502
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】孫波 申請(qǐng)人:淄博職業(yè)學(xué)院