[发明专利]一种有机膦酸聚合物降失水剂及其制备方法和应用

说明书

本申请提供了一种有机膦酸聚合物降失水剂及其制备方法和应用，该制备方法包括以下步骤：将异丙烯膦酸单体、丙烯酰胺类单体和含羧酸基团的单体在引发剂作用下进行聚合反应，得到有机膦酸聚合物降失水剂；所述丙烯酰胺类单体选自丙烯酰胺、2‑甲基丙烯酰胺、N‑甲基丙烯酰胺、N‑乙基丙烯酰胺或N,N‑二甲基丙烯酰胺；所述含羧酸基团的单体选自丙烯酸或2‑甲基丙烯酸。本发明提供的有机膦酸聚合物降失水剂包括：具有式1结构的第一重复单元、具有式2结构的第二重复单元和具有式3结构的第三重复单元，可用于制备钻井液；其具有更好的抗盐能力，能很好的适用于高盐钻井液体系，制备简便。式1式2式3。

技术领域

本发明属于油田化学钻井液处理剂技术领域，涉及一种钻井液降失水剂及其制备方法，具体涉及一种有机膦酸聚合物降失水剂及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着油气勘探开发地域的广泛，所开发油气层位越来越深，地质条件愈趋复杂，这对钻井液处理剂的开发提出了新的挑战。其中，钻井液降滤失剂是钻井过程中用量最大的处理剂之一，在所有钻井液处理剂中占据核心位置，对维护钻井液性能稳定、安全高效钻井有着重要的作用。

为了减少钻井液向地层中滤失水量，保证钻井液性能以及稳定井壁所使用的化学品即为降滤失剂或降失水剂。在上世纪七、八十年代，国外研制了抗高温的中等分子量聚丙烯酸盐降滤失剂，聚丙烯酸盐热稳定性较好，但是作为降滤失剂来使用，对高价离子的耐受程度较差。

随后，国内外相继开发了以乙烯基磺酸单体如2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)，与丙烯酰胺、烷基丙烯酰胺、乙烯基乙烯酰胺等为单体的多元共聚物抗高温、抗盐钙特性的聚合物降滤失剂。这类聚合物降失水剂结构中一般包括：N-乙烯基-2-吡咯烷酮、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸等功能单体，表现出良好的聚合活性以及稳定性。但在高盐钙等复杂的作业区块，其仍表现出很多不足，降失水性能指标难以满足施工要求。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种有机膦酸聚合物降失水剂及其制备方法和应用，本发明提供的有机膦酸聚合物降失水剂具有更好的抗盐能力，能很好的适用于高盐钻井液体系。

本发明提供一种有机膦酸聚合物降失水剂，包括具有式1结构的第一重复单元、具有式2结构的第二重复单元和具有式3结构的第三重复单元：

式1中，R¹选自氢或甲基；式2中，R²和R³独立地选自氢、甲基或乙基；所述第一重复单元、第二重复单元与第三重复单元的摩尔比为(0.05～0.55)：(0.2～0.8)：(0.1～0.5)。

优选地，所述有机膦酸聚合物降失水剂的pH值为7.5～8.5。

本发明提供一种有机膦酸聚合物降失水剂的制备方法，包括以下步骤：

将异丙烯磷酸单体、丙烯酰胺类单体和含羧酸基团的单体在引发剂作用下进行聚合反应，得到有机膦酸聚合物降失水剂；

所述丙烯酰胺类单体选自丙烯酰胺、2-甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺或N,N-二甲基丙烯酰胺；所述含羧酸基团的单体选自丙烯酸或2-甲基丙烯酸。

优选地，所述异丙烯膦酸单体、丙烯酰胺类单体与含羧酸基团的单体的摩尔比为(0.1～0.5)：(0.2～0.8)：(0.05～0.55)。

优选地，所述聚合反应在引发剂作用下在水中进行，所述引发剂选自过硫酸铵或过硫酸钾。

优选地，所述引发剂的质量为所述异丙烯膦酸单体、丙烯酰胺类单体与含羧酸基团的单体三者总质量的0.1％～1.0％。

优选地，所述制备方法具体为：

将异丙烯膦酸单体、丙烯酰胺类单体和含羧酸基团的单体混合，再溶于水，得到单体水溶液；