[发明专利]适用于水基钻井液抗高温和强吸附键合润滑剂的嵌段聚合物

说明书

本发明涉及石油工业的油田化学领域，具体涉及适用于水基钻井液抗高温和强吸附键合润滑剂的嵌段聚合物。该嵌段聚合物包括含羧酸酯类结构单元和含苯结构单元的嵌段A，以及与嵌段A连接的含丙烯酰胺类结构单元的嵌段B；其中，所述含苯结构单元为式(1)所示的结构单元；所述羧酸酯类结构单元为式(2)和式(3)所示的结构单元中的一种或多种；所述丙烯酰胺类结构单元为式(4)所示的结构单元。本发明的嵌段聚合物能够有效改善岩屑表面吸附膜摩擦性能同时提高体系抗温性的水基钻井液润滑剂，此类润滑剂能够有效提高复杂结构井的钻井速度和井壁稳定。

技术领域

本发明涉及石油工业的油田化学领域，具体涉及适用于水基钻井液抗高温和强吸附键合润滑剂的嵌段聚合物。

背景技术

在目前大位移井和水平井钻井过程中，由于井下井壁与钻杆高摩擦阻力，一方面钻井扭矩增加，摩擦损耗增加，钻速降低，另一方面高摩擦阻力导致起下钻困难，大大增加了井下卡钻的风险，同时钻具在高摩擦环境下容易金属疲惫，引发钻具断裂的恶性事故。因此，大位移井和水平井钻井中对钻井液的润滑性能提出了高要求，尤其是针对润滑性能较差的水基钻井液。

发明内容

本发明的目的是能够有效改善岩屑表面吸附膜摩擦性能同时提高体系抗温性的水基钻井液润滑剂，为了实现上述目的，本发明一方面提供一种适用于润滑剂的嵌段聚合物，该嵌段聚合物包括含羧酸酯类结构单元和含苯结构单元的嵌段A，以及与嵌段A连接的含丙烯酰胺类结构单元的嵌段B；

其中，所述含苯结构单元为式(1)所示的结构单元；所述羧酸酯类结构单元为式(2)和式(3)所示的结构单元中的一种或多种；所述丙烯酰胺类结构单元为式(4)所示的结构单元；

其中，R₁-R₂、R₄-R₆、R₈-R₁₀和R₁₂-R₁₄各自独立地选自H和C1-C6的烷基；L₁选自C0-C6的亚烷基；R₇和R₁₁选自C1-C8的烷基；R₁₅选自H、C1-C8的烷基或-L₂-SOOM，L₂选自C1-C6的亚烷基，M为H或碱金属元素；R₃选自H、C1-C6的烷基、苯基或苯基取代的C1-C6的烷基。

本发明第二方面提供适用于润滑剂的嵌段聚合物的制备方法，其特征在于，该方法包括：

(1)在第一引发剂存在下，将含苯单体和羧酸酯类单体进行第一乳液聚合；

(2)在第二引发剂存在下，将丙烯酰胺类单体引入至第一乳液聚合的产物中以进行第二乳液聚合；

其中，所述含苯单体为由式(1)所示的结构单元构成的含苯聚合物或者式(1’)所示的单体；所述羧酸酯类单体为式(2’)和式(3’)所示的单体中的一种或多种；所述丙烯酰胺类单体为式(4’)所示的单体；

其中，R₁-R₂、R₄-R₆、R₈-R₁₀和R₁₂-R₁₄各自独立地选自H和C1-C6的烷基；L₁选自C0-C6的亚烷基；R₇和R₁₁选自C1-C8的烷基；R₁₅选自H、C1-C8的烷基或-L₂-SOOM，L₂选自C1-C6的亚烷基，M为H或碱金属元素；R₃选自H、C1-C6的烷基、苯基或苯基取代的C1-C6的烷基。