[发明专利]一种丙烯酸系乳液共聚物及其应用和钻井液减阻剂及其制备方法

权利要求书

1.一种丙烯酸系乳液共聚物，其特征在于，该丙烯酸系乳液共聚物含有式（Ⅰ）所示的结构单元、式（Ⅱ）所示的结构单元和式（Ⅲ）所示的结构单元，且在浓度为1重量%的所述丙烯酸系乳液共聚物的水溶液中，所述丙烯酸系乳液共聚物的平均颗粒直径不大于350nm；

式（Ⅰ），式（Ⅱ），式（Ⅲ），

其中，R₁-R₃为C₁-C₅的烷基，R₄为H或C₁-C₅的烷基。

2.根据权利要求1所述的丙烯酸系乳液共聚物，其中，在浓度为1重量%的所述丙烯酸系乳液共聚物的水溶液中，所述丙烯酸系乳液共聚物的平均颗粒直径为50-80nm。

3.根据权利要求2所述的丙烯酸系乳液共聚物，其中，R₁和R₂为甲基，R₃为正丁基，R₄为H。

4.根据权利要求1、2或3所述的丙烯酸系乳液共聚物，其中，以所述丙烯酸系乳液共聚物的总重量为基准，式（Ⅰ）所示的结构单元的含量为20-40重量%，式（Ⅱ）所示的结构单元的含量为20-40重量%，式（Ⅲ）所示的结构单元的含量为20-50重量%。

5.根据权利要求1、2或3所述的丙烯酸系乳液共聚物，其中，在浓度为1重量%的所述丙烯酸系乳液共聚物的水溶液中，所述丙烯酸系乳液共聚物的比表面积为5.3-7.3m²/g，优选为6-6.5m²/g。

6.权利要求1-5中任意一项所述的丙烯酸系乳液共聚物作为钻井液减阻剂的应用。

7.一种钻井液减阻剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）将式（Ⅳ）所示的单体A、式（Ⅴ）所示的单体B、式（Ⅵ）所示的单体C、乳化剂以及水混合均匀，得到预乳液；所述乳化剂为壬基酚聚氧乙烯、聚氧乙烯山梨醇单油酸酯和阳离子乳化剂的混合物；

（2）将1/5-1/2的上述预乳液与第一引发剂接触反应，并将得到的反应产物与剩余的预乳液和第二引发剂接触反应；所述第一引发剂和第二引发剂相同或不同；

式（Ⅳ），式（Ⅴ），式（Ⅵ），

其中，R₁-R₃为C₁-C₅的烷基，R₄为H或C₁-C₅的烷基。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，R₁和R₂为甲基，R₃为正丁基，R₄为H。

9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其中，以100重量份的所述单体A、单体B和单体C的混合物为基准，所述乳化剂的用量为3-6重量份，所述第一引发剂和第二引发剂的总用量为0.25-0.35重量份。

10.根据权利要求7或8所述的制备方法，其中，所述壬基酚聚氧乙烯、聚氧乙烯山梨醇单油酸酯与阳离子乳化剂的重量比为1.5-2：1：0.6-1。

11.根据权利要求7或8所述的制备方法，其中，所述阳离子乳化剂选自十二烷基氯化铵、十四烷基氯化铵、十六烷基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十二烷基溴化吡啶、十四烷基溴化吡啶和十六烷基溴化吡啶中的一种或多种。

12.根据权利要求7或8所述的制备方法，其中，所述第一引发剂和第二引发剂均为无机过氧类引发剂；优选地，所述第一引发剂与第二引发剂的重量比为1-1.5：1。

13.根据权利要求7或8所述的制备方法，其中，将所述预乳液与第一引发剂接触反应的条件包括温度为50-70℃，时间为20-60分钟。

14.根据权利要求7或8所述的制备方法，其中，将所述反应产物与剩余的预乳液和第二引发剂接触反应的条件包括温度为75-90℃，时间为2-3小时。