[发明专利]亲水性交联聚合物以及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及油田化学领域，公开了一种亲水性交联聚合物及其制备方法与应用，该亲水性交联聚合物包含结构单元A、结构单元B、结构单元C和结构单元D；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；该亲水性交联聚合物微球具有适宜的粒径，能够在升温条件下发生膨胀，且能够在不影响膨胀度、耐热稳定性以及粒径等的前提下，具有低的表观粘度，将其添加到钻井液及驱油体系中后，可以降低钻井液滤失量且对体系黏度影响低，能够适应不同形状地层裂隙实现对地层的封堵强化作用。

技术领域

本发明涉及油田化学领域，具体涉及一种亲水性交联聚合物及其制备方法、该亲水性交联聚合物作为井壁强化材料的应用。

背景技术

现常见聚合物微球的制备方法主要有：悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合粉碎法和分散聚合。悬浮聚合法制得的产品粒径范围在0.1-1mm，粒径分布较宽；乳液聚合方法可制备粒径为纳米级的微球，但产品中的乳化剂难以除净，生产成本较高；溶液聚合粉碎法是采用自由基溶液聚合制得聚合物，经干燥、粉碎和筛分获得颗粒状聚合物，生产过程繁琐，产物粒径大、分布不均匀；分散聚合根据分散介质种类的不同，包括水基分散聚合和非水基分散聚合两大类。水分散聚合是以水溶液为分散介质的聚合方法，可获得颗粒状材料，具有能耗低、环保、产物粒度小等优势，近年来多被用于制备线性亲水性聚合物。

CN108929404A公开了一种亲水性丙烯酰胺基交联聚合物微球的制备方法，包括以下步骤：1)将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵加入蒸馏水中，再加入2,2-偶氮(2-甲基丙基脒)二盐酸盐搅拌均匀，再通氮气水浴加热反应；2)取出上述反应产物，先用乙醇清洗3遍，再加丙酮稀释，后放入烘箱中烘干粉碎；3)取硫酸铵加入到蒸馏水中，搅拌溶解，得到硫酸铵溶液；4)依次将丙烯酰胺、DMC、丙烯酸、2,2-偶氮(2-甲基丙基脒)二盐酸盐、共交联剂和分散剂加入3)的硫酸铵溶液中溶解；5)向上述溶液中通氮气水浴加热反应，得到亲水性丙烯酰胺基交联聚合物微球。然而上述亲水性丙烯酰胺基交联聚合物微球的粒径较大、黏度效应较高，无法适应不同形状地层裂隙实现对地层的封堵强化作用。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的由于亲水性交联聚合物的平均粒径大且黏度效应高，而无法适应不同形状地层裂隙实现对地层的封堵强化作用的问题，提供一种亲水性交联聚合物及其制备方法与应用，该亲水性交联聚合物微球具有适宜的粒径，能够在升温条件下发生膨胀，且能够在不影响膨胀度、耐热稳定性以及粒径等的前提下，具有低的表观粘度，将其添加到钻井液及驱油体系中后，可以降低钻井液滤失量且对体系黏度影响低，能够适应不同形状地层裂隙实现对地层的封堵强化作用。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种亲水性交联聚合物，其特征在于，所述交联聚合物包含结构单元A、结构单元B、结构单元C和结构单元D；

所述结构单元A具有式(1)所示的结构，所述结构单元B具有式(2)所示的结构，所述结构单元C具有式(3)所示的结构，所述结构单元D具有式(4)所示的结构；

其中，R₁为H或CH₃，R₂为H或CH₃，R₃为C1-C2的亚烷基或n为1-3的整数；R₄、R₅和R₆各自独立地为C1-C7的烷基、烯基或芳基；R₇为H或C1-C2的烷基，R₈为H或CH₃；R₉为H或CH₃；R₁₀和R₁₁各自独立地为C1-C2的烷基；m为1-3的整数。

本发明第二方面提供一种亲水性交联聚合物的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、配制聚乙二醇水溶液；