[发明专利]一种多元共聚物分散剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于多元聚合物技术领域。本发明提供了一种多元共聚物分散剂及其制备方法，将N‑乙烯基吡咯烷酮、马来酸酐、N,N‑二甲基丙烯酰胺、2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸、引发剂和水混合后进行反应，得到多元共聚物分散剂。本发明还提供了一种多元共聚物分散剂的应用。本发明的多元聚合物分散剂中，2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸的磺酸基和N‑乙烯基吡咯烷酮的刚性环共同提高了聚合物分散剂的耐高温性和耐盐性；N‑乙烯基吡咯烷酮上的刚性环状基团在高温下可以保护酰胺基团，阻止其水解，提高聚合物的稳定性，降低API滤失量。

技术领域

本发明涉及多元聚合物技术领域，尤其涉及一种多元共聚物分散剂及其制备方法和应用。

背景技术

乙烯基单体共聚物类型的降滤失剂，具有“一剂多效”的优势，该类型降滤失剂的工业化应用前景广阔。近年来N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)在聚合物的研究中大量出现，是基于内酰胺类化合物的NVP在结构中含有一个N原子五元环，并在N原子上连有一个乙烯基团，使NVP在性质上具有易聚合和易水解性。N-乙烯基吡咯烷酮的聚合物除具有一般水溶性高分子的优良性质外，还具有优异的溶解性能和生物相容性。

当高温与高盐共同影响时，现有的乙烯基单体共聚物类降滤失剂的性能大幅下降。其使用温度一般低于150℃，且在高矿化度条件下的性能进一步恶化。高温环境下聚合物的降解，造成了钻井液在高温井段大量失水。在钙、镁含量高的地层中，钻井液的性能控制就更加困难，现有钻井液处理剂不能满足复杂的钻井需要。

在钻探过程中，钻井液面临的技术难题很多，如：井壁稳定、井漏、失水量增大、抗盐和抗高温能力差、高成本等，目前采用的AMPS/AM/NVP三元共聚物、DMAA/AMPS/DMDAAC/NVP四元共聚物、AMPS/AM/AA三元共聚物等用于水基钻井液中，仍然存在井壁稳定性差、耐盐性差、微裂缝封堵能力不足等，难以满足安全快速钻探要求。

因此，研究一种NVP的多元共聚物分散剂，提高耐高温、耐盐性能，降低失水量，具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种多元共聚物分散剂及其制备方法和应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种多元共聚物分散剂的制备方法，将N-乙烯基吡咯烷酮、马来酸酐、N,N-二甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、引发剂和水混合后进行反应，得到多元共聚物分散剂。

作为优选，所述引发剂为过硫酸盐和亚硫酸氢钠的混合物或偶氮二异丁腈。

作为优选，所述过硫酸盐为过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵；过硫酸盐和亚硫酸氢钠的质量比为1～3：1。

作为优选，所述引发剂占N-乙烯基吡咯烷酮、马来酸酐、N,N-二甲基丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸总质量的0.2～0.5％。

作为优选，所述N-乙烯基吡咯烷酮和马来酸酐的质量比为1：2.5～4.5，所述N-乙烯基吡咯烷酮和N,N-二甲基丙烯酰胺的质量比为1：5～7，所述N-乙烯基吡咯烷酮和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量比为1：1～2。

作为优选，所述反应的温度为65～80℃，反应的时间为5～7h，反应在氮气条件下进行。

作为优选，所述混合为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、马来酸酐和水混合后，再与N-乙烯基吡咯烷酮、N,N-二甲基丙烯酰胺混合，最后与引发剂混合。

本发明还提供了所述的制备方法制备得到的多元共聚物分散剂。

本发明还提供了所述的多元共聚物分散剂在钻井液中的应用。

本发明的有益效果包括：