一种梳型聚合物、制备方法及应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及钻井工程中的化工助剂技术领域，主要涉及可用于降低水基钻井液的 滤失量的梳型聚合物。
【背景技术】
[0002] 在石油勘探或钻井作业中，钻井液是普遍使用的，但是钻井液在压力下会渗透到 地层土壤中造成流失，这个过程通常称为"失水"。大量的失水进入土壤不仅会诱导井眼失 稳问题，而且会对油气层产生损害，目前解决这一问题的方法就是在钻井液中添加降滤失 剂，降滤失剂可以全方位地堵塞钻井液与土壤形成的泥饼中的毛细孔道，使其光滑致密；增 加泥饼负电荷密度使其形成强有力的极化水层；降滤失剂分子吸附于粘土晶体颗粒侧面与 其形成侨联缩小毛细孔径；改善泥饼毛细孔道的湿润性，所以降滤失剂可以提高钻井液的 降失水能力。目前常用的钻井液聚合物降滤失剂，其抗温和抗盐性能较差，且化学稳定性 差，在高温下易发生水解、分子量降低，从而导致失去作用。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供了一种梳型聚合物或其盐，其可 作为具有抗高温和抗盐功能的降滤失剂，使用方便、降滤失效果突出，可广泛用于钻井液。
[0004] 根据本发明的一个方面，提供了一种梳型聚合物或其盐，所述梳型聚合物的结构 式如下所示：
[0005]
【主权项】
1. 一种梳型聚合物或其盐，所述梳型聚合物的结构式如下所示：
式中，R1-R6以及R9-Rltl相同或不同，可独立地选自氢和C 1-C22的经基，R7选自氢和含 1- 22个碳原子的烷基磺酸，R8选自氢、C1-C22的烃基、烷基羧酸基团和通式为COO[(CH 2)xO] mCH3 的基团，R11 选自（CH2)nCH3 和[(CH2)xO]mCH3,其中，a:b:c 为 20-50:9-49:1-60, X 为 2- 4的整数，η为14-22的整数，m为5-120的整数。
2. 根据权利要求1所述的梳型聚合物，其特征在于，所述梳型聚合物的粘均分子量为1 万-50万,优选为1万-20万。
3. 根据权利要求1或2所述的梳型聚合物，其特征在于,R1-R6以及R9-R ltl相同或不同， 可独立地选自氢和C1-C4的烷基，R7选自氢和含1-4个碳原子的烷基磺酸，R 8选自氢、C1-C4 的烷基和羧酸基团，m为10-110的整数；优选地，所述R2、R3、R5、R 6、R9和Rltl均为氢，R4 和R8相同或不同，可选自氢和甲基，R7选自氢和甲基丙磺酸。
4. 一种制备权利要求1-3中任意一项所述梳型聚合物或其盐的方法，包括：将第一反 应物、第二反应物和第三反应物的水溶液与乳化剂和非极性分散介质混合，在引发剂和任 选的催化剂的存在下进行反相乳液聚合，所述第一反应物为不饱和酸，第二反应物选自不 饱和酰胺及其衍生物，所述第三反应物选自不饱和酸酯。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一反应物、第二反应物和第三反应 物的 a:b:c 为 20-50 :9-49 :1-60。
6. 根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述第一反应物为通式R1R2C=CR3COOH 所示的不饱和酸，优选所述第一反应物优选选自丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少一种。
7. 根据权利要求4-6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述第二反应物为通式 R4R5C=CR6CONHR7所示的化合物，优选所述第二反应物优选选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和 2_丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的至少一种。
8. 根据权利要求4-7中任意一项所述的方法，其特征在于，所述第三反应物中为 R8R9C=CRltlCOOR11所示的不饱和酸酯，优选选自聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯、聚乙二醇单甲醚 马来酸酯和丙烯酸十八酯中的至少一种。
9. 根据权利要求4-8中任意一项所述的方法，其特征在于，所述引发剂选自过硫酸铵、 过硫酸钾、亚硫酸氢钠、过氧化苯甲酰和偶氮二异丁腈中的至少一种。
10. 根据权利要求4-9中任意一项所述的方法，其特征在于，所述催化剂优选自硫酸、 氨基苯磺酸、邻氨基苯磺酸、对甲苯磺酸和烷基苯磺酸中的至少一种。
11. 根据权利要求4-10中任意一项所述的方法，其特征在于，所述非极性分散介质选 自5#白油、7#白油和柴油中的至少一个。
12. 根据权利要求4-11中任意一项所述的方法，其特征在于，所述乳化剂选自辛基酚 聚氧乙烯醚，聚乙氧基硬脂酸山梨糖醇和聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯中的至少一种。
13. 根据权利要求4-12中任意一项所述的方法，其特征在于，所述聚合在碱性条件下 进行。
14. 根据权利要求1-3中任意一项所述的梳型聚合物或其盐或权利要求4-13中任意一 项所述方法制备的梳型聚合物或其盐作为降滤失剂在石油钻井液中的应用。
15. 根据权利要求1-3中任意一项所述的梳型聚合物或其盐或权利要求4-13中任意一 项所述方法制备的梳型聚合物或其盐在石油开采中的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种梳型聚合物或其盐，所述梳型聚合物的结构式如下所示：式中，R1-R6以及R9-R10相同或不同，可独立地选自氢和C1-C22的烃基，R7选自氢和含1-22个碳原子的烷基磺酸，R8选自氢、C1-C22的烃基、烷基羧酸基团和通式为COO[(CH2)xO]mCH3的基团，R11选自(CH2)nCH3和[(CH2)xO]mCH3，其中，a:b:c为20-50：9-49：1-60，x为2-4的整数，n为14-22的整数，m为5-120的整数。采用本发明提供的梳型聚合物作为降滤失剂用于水基钻井液中，弥补了常规降滤失剂在高温高矿化度条件下失效的不足；其抗高温和抗盐性好；其生产工艺简单、成本较低。使用本发明提供的梳型聚合物，其作为降滤失剂时，即使在钻井液中填加量较低，仍然具有非常好的降低滤失量的效果。
【IPC分类】C08F2-32, C09K8-035, C08F290-06, C08F220-56, C08F4-40, C08F220-06
【公开号】CN104744643
【申请号】CN201310727046
【发明人】蓝强, 张鹏, 李公让, 郑成胜, 徐运波, 李海斌, 武学芹, 张虹, 慈国良
【申请人】中国石油化工集团公司, 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月25日
【公告号】US20150203736