[发明专利]一种丙烯酰胺四元共聚物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种丙烯酰胺四元共聚物及其制备方法，以及所述丙烯酰胺四元共聚物作为降滤失剂的应用。

背景技术

降滤失剂是固井水泥浆中用量最大、最重要的一类外加剂，目前国内外普遍使用的固井水泥降滤失剂为纤维素衍生物类，聚乙烯醇类，磺甲基酚醛树脂，磺化褐煤和磺化橡胶等化合物，这些降滤失剂虽然价格低廉，但是由于耐温抗盐能力差等缺陷，当温度超过100℃时，有的降滤失能力明显下降，有的降滤失能力全部失去，因而不能满足高温高盐条件下钻井降滤失需要。由于这些固井水泥降滤失剂普遍存在抗盐、抗高温能力差的缺陷，无法满足复杂地层固井的需要，因此需要开发耐高温抗高盐的降滤失剂来满足日益加深的深井和超深井的钻探需求。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种耐热和耐盐性高的丙烯酰胺四元共聚物及其制备方法和应用。

本发明提供了一种丙烯酰胺四元共聚物，该共聚物含有具有式（1）所示结构的结构单元A、式（2）所示结构的结构单元B和式（3）和/或式（3’）所示结构的结构单元C，其特征在于，该共聚物还含有具有式（4）所示结构的结构单元D，且以所述丙烯酰胺四元共聚物中结构单元的总重量为基准，所述结构单元A的含量为5-65重量%，所述结构单元B的含量为5-55重量%，所述结构单元C的含量为5-45重量%，所述结构单元D的含量为1-10重量%，所述共聚物的粘均分子量为25万-350万；

其中，R₁为C₁-C₈的亚烷基；R₂和R₃各自独立选自C₁-C₈的烷基；R₄选自H或C₁-C₈的烷基；R₉和R₁₁为键或C₁-C₈的亚烷基；R₅、R₆、R₇、R₈、R₁₀和R₁₂各自为H或C₁-C₈的烷基；M₁、M₂、M₃和M₄各自独立地为H、Na或K；m为1-8的整数。

本发明还提供了一种丙烯酰胺四元共聚物的制备方法，其中，该方法包括在溶液聚合反应条件下，在引发剂的存在下，使单体混合物在水溶液中进行聚合反应，聚合反应的条件使得到的聚合物的粘均分子量为25万-350万；所述单体混合物含有式（5）所示结构的单体F、式（6）所示结构的单体G、式（7）和/或式（7’）所示结构的单体H和式（8）所示结构的单体I，且以所述单体混合物的总重量为基准，所述单体F的含量为5-65重量%，所述单体G的含量为5-55重量%，所述单体H的含量为5-45重量%，所述单体I的含量为1-10重量%；

其中，R₁为C₁-C₈的亚烷基；R₂和R₃各自独立选自C₁-C₈的烷基；R₄选自H或C₁-C₈的烷基；R₉和R₁₁为键或C₁-C₈的亚烷基；R₅、R₆、R₇、R₈、R₁₀和R₁₂各自为H或C₁-C₈的烷基；M₁、M₂、M₃和M₄各自独立地为H、Na或K；m为1-8的整数。

此外，本发明还提供由上述制备方法制得的共聚物以及上述共聚物作为聚合物降滤失剂的应用。

本发明提供的共聚物在常温、高温和高盐环境中具有较低的降滤失量，例如，实施例1-4制得的共聚物的常温降滤失量均为15mL以下；220℃时的降滤失量均为20mL以下；7重量％NaCl泥浆中的滤失量均为19mL以下。

具体实施方式