【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油田化学，具体涉及丙烯酰胺多元共聚物及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着高温深井和复杂井油气资源的开发，对钻井液的耐高温性能要求不断提高。增粘剂作为储层保护钻井液中核心处理剂之一，一直是钻井液工作者的研究热点之一，它对调节钻井液流变性起着非常重要的作用。钻井液增粘剂除了能起到增粘作用，还往往兼做页岩抑制剂(包被剂)、降滤失剂及流型改进剂等。
2、从增粘剂的历史发展来看，其可分为四大类：天然植物胶增粘剂、无机增粘剂、有机增粘剂和合成聚合物增粘剂。常用的储层保护钻井液增粘剂主要包括以丙烯酰胺类聚合物为代表的合成聚合物和以黄原胶为代表的生物聚合物，但它们在用于高温地层时都存在难以克服的问题，黄原胶在高温下易降解，稳定性相对较差，易发生降解从而堵塞油层，且使用成本较高，而聚丙烯酰胺类聚合物分子中的酰胺基团易水解，尤其在酸性、碱性条件下水解反应速度非常快，水解速率随着温度升高而变大，当酰胺基团水解度超过一定程度后，会造成聚合物溶液粘度损失。
3、cn105038733a公开了一种钻井液用抗高温聚合物增粘剂及其制备方法，该增粘剂是由烯基磺酸、烯基酰胺和烯基苯通过共聚反应得到，该增粘剂的重均分子量为1200,000-1500,000。但是，该钻井液增粘剂虽然增粘效果较好可，但是耐受较高温度的效果不佳，且流变性能较差。
4、cn110760295a公开了一种油井水泥浆高温增粘剂及其制备方法，可以满足油井固井中流体的增粘作用，可以适应50-160℃条件下与其他油井添加剂配合使用，但是在温度超过
5、鉴于此，有必要研制出一种新型钻井液用抗高温增粘剂，进一步改善聚合物的性能，使之更好的适应复杂地层需要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的增粘剂在高温环境中粘度明显下降或失去粘度的问题，提供丙烯酰胺多元共聚物及其制备方法和应用，该丙烯酰胺多元共聚物具有优异的耐温性能，在高温的地层条件下，能够实现保持钻井液粘度及流型，同时兼顾降滤失的效果，可用作水基钻井液的抗高温增粘剂，在50-180℃条件下与其他钻井液添加剂配合使用，抗温能力达到180℃。
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种丙烯酰胺多元共聚物，所述丙烯酰胺多元共聚物包括：结构单元a、结构单元b、结构单元c、结构单元d和结构单元e；其中，结构单元a具有式(1)所示的结构，结构单元b具有式(2)所示的结构，结构单元c具有式(3)所示的结构，结构单元d具有式(4)所示的结构，结构单元e具有式(5)所示的结构，
3、
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5、其中，r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11和r12各自独立地为氢或c1-c10的直链或支链烷基；
6、y为c1-c10的直链或支链亚烷基；
7、x为卤素；
8、m1为氢或碱金属；
9、m2为氢或碱金属。
10、本专利技术第二方面提供一种丙烯酰胺多元共聚物的制备方法，所述制备方法包括：在聚合反应条件下，在引发剂存在下，使式(i)所示单体、式(ii)所示单体、式(iii)所示单体、式(iv)所示单体和式(v)所示单体在溶剂中发生聚合反应；
11、
12、
13、其中，r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11和r12各自独立地为氢或c1-c10的直链或支链烷基；
14、y为c1-c10的直链或支链亚烷基；
15、x为卤素；
16、m1为氢或碱金属；
17、m2为氢或碱金属。
18、本专利技术第三方面提供前述的丙烯酰胺多元共聚物或前述的制备方法制得的丙烯酰胺多元共聚物在水基钻井液中的应用。
19、通过上述技术方案，本专利技术所取得的有益技术效果如下：
20、本专利技术的丙烯酰胺多元共聚物具有优异的耐温性能，可用作水基钻井液的抗温增粘剂，满足油井固井中流体的增粘作用，可在50-180℃条件下与其它钻井液添加剂配合使用，抗温能力达到180℃。在高温的地层条件下，能够实现保持钻井液粘度及流型，能够保持粘附而不老化，同时兼顾降滤失的效果。
21、本专利技术的丙烯酰胺多元共聚物成本较低，制作工艺简单，具有较大的经济和推广价值。
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1.一种丙烯酰胺多元共聚物，其特征在于，所述丙烯酰胺多元共聚物包括：结构单元A、结构单元B、结构单元C、结构单元D和结构单元E；其中，结构单元A具有式(1)所示的结构，结构单元B具有式(2)所示的结构，结构单元C具有式(3)所示的结构，结构单元D具有式(4)所示的结构，结构单元E具有式(5)所示的结构，
2.根据权利要求1所述的丙烯酰胺多元共聚物，其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11和R12各自独立地为氢或C1-C6的直链或支链烷基，优选为氢或C1-C4的直链或支链烷基；更优选为氢、甲基或乙基；
3.根据权利要求1或2所述的丙烯酰胺多元共聚物，其中，结构单元A、结构单元B、结构单元C、结构单元D和结构单元E的摩尔比为60-96:1-10:1-10:1-10:1-10。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的丙烯酰胺多元共聚物，其中，所述丙烯酰胺多元共聚物的粘均分子量为100万-1000万，优选为500万-900万。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的丙烯酰胺多元共聚物，其中，将所述丙烯酰胺多
6.一种丙烯酰胺多元共聚物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：在聚合反应条件下，在引发剂存在下，使式(I)所示单体、式(II)所示单体、式(III)所示单体、式(IV)所示单体和式(V)所示单体在溶剂中发生聚合反应；
7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11和R12各自独立地为氢或C1-C6的直链或支链烷基，优选为氢或C1-C4的直链或支链烷基；更优选为氢、甲基或乙基；
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其中，所述聚合反应条件包括：在氮气氛下，反应温度为30-60℃，优选为40-50℃；反应时间为4-8h，优选为5-7h；
9.权利要求1-5中任意一项所述的丙烯酰胺多元共聚物或权利要求6-8中任意一项所述的制备方法制得的丙烯酰胺多元共聚物在水基钻井液中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其中，所述丙烯酰胺多元共聚物用作水基钻井液的增粘剂；
...【技术特征摘要】
1.一种丙烯酰胺多元共聚物，其特征在于，所述丙烯酰胺多元共聚物包括：结构单元a、结构单元b、结构单元c、结构单元d和结构单元e；其中，结构单元a具有式(1)所示的结构，结构单元b具有式(2)所示的结构，结构单元c具有式(3)所示的结构，结构单元d具有式(4)所示的结构，结构单元e具有式(5)所示的结构，
2.根据权利要求1所述的丙烯酰胺多元共聚物，其中，r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11和r12各自独立地为氢或c1-c6的直链或支链烷基，优选为氢或c1-c4的直链或支链烷基；更优选为氢、甲基或乙基；
3.根据权利要求1或2所述的丙烯酰胺多元共聚物，其中，结构单元a、结构单元b、结构单元c、结构单元d和结构单元e的摩尔比为60-96:1-10:1-10:1-10:1-10。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的丙烯酰胺多元共聚物，其中，所述丙烯酰胺多元共聚物的粘均分子量为100万-1000万，优选为500万-900万。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的丙烯酰胺多元共聚物，其中，将所述丙烯酰胺多元共聚物溶解在水中，形成质量浓度为1％的水...
【专利技术属性】
技术研发人员：金军斌，李舟军，喻长远，宣扬，王海波，杨帆，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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