[發明專利]一種用于井壁穩定的仿生聚合物及其制備方法和鉆井液

有效

• 申請號: 201410062056.X
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN104177517A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 蔣官澄;宣揚;羅陶濤;陶懷志;賀海;李穎穎
• 申請（專利權）人: 蔣官澄;中國石油集團川慶鉆探工程有限公司
• 主分類號: C08F8/32
• 分類號: C08F8/32;C08F251/00;C08F220/06;C08B37/08;C09K8/035;C09K8/04
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇

1.一種聚合物，其特征在于，該聚合物含有作為主鏈的羧甲基殼聚糖和接枝在主鏈上的源自多巴胺的基團。

2.根據權利要求1所述的聚合物，該聚合物含有如式I所示的結構單元：

式I中，R₁和R₂各自獨立地為氫或并且R₁和R₂不同時為氫；

R₃為氫、堿金屬、或者如式II所示的基團；

n為1以上的整數，R₄為碳原子數為2以上的亞烷基，R₅為如式II所示的基團

3.根據權利要求1或2所述的聚合物，其中，該聚合物的重均分子量為50000g/mol-100000g/mol。

4.根據權利要求1-3中任意一項所述的聚合物，其中，R₄為碳原子數為2-10的亞烷基，優選為碳原子數為2-6的亞烷基。

5.根據權利要求1-4中任意一項所述的聚合物，其中，該聚合物還含有如式III所示的結構單元：

6.根據權利要求5所述的聚合物，其中，式I所示的結構單元與式III所示的結構單元的摩爾比為1：0.05-0.15。

7.含有如式I所示的結構單元的聚合物的制備方法，該方法包括：

（1）將含有式III所示的結構單元的聚合物與不飽和羧酸進行反應，制得含有如式VI所示結構單元的聚合物；

（2）將步驟（1）所制得的聚合物與多巴胺進行縮合反應，制得含有如式I所示的結構單元的聚合物，

式III和式VI中，R₃’為氫或堿金屬；

式VI中，R₆和R₇各自獨立地為氫或并且R₆和R₇不同時為氫；n為1以上的整數，R₄為碳原子數為2以上的亞烷基；

式I中，R₁和R₂各自獨立地為氫或并且R₁和R₂不同時為氫；n為1以上的整數，R₄為碳原子數為2以上的亞烷基，R₅為源自多巴胺的基團；R₃為氫、堿金屬、或者源自多巴胺的基團。

8.根據權利要求7所述的方法，其中，在步驟（1）中，所述加成反應的條件包括：溫度為50-90℃，優選為60-80℃；時間可以為1-10小時，優選為2-6小時；以含有式III所示的結構單元的聚合物的羥基計，含有式III所示的結構單元的聚合物與不飽和羧酸的摩爾比為1：0.1-1；優選為0.2-0.5；任選地在引發劑存在下進行，引發劑為硝酸鈰銨、過硫酸鉀和過硫酸銨中的一種或一種以上。

9.根據權利要求7或8所述的方法，其中，所述不飽和羧酸的碳原子數為3-11，優選為3-7。

10.根據權利要求7所述的方法，其中，在步驟（2）中，所述縮合反應的條件包括：溫度為10-50℃，優選為20-40℃；時間為2-48小時，優選為6-36小時；步驟（1）所制得的聚合物以羧基計與多巴胺以胺基計的摩爾比為1:0.01-0.2，優選為1:0.02-0.1；任選地在催化劑存在下進行，催化劑為1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽和/或N,N'-二異丙基碳二亞胺。

11.一種鉆井液，其中，該鉆井液含有權利要求1-6中任意一項所述的聚合物作為井壁強化劑。

12.根據權利要求11所述的鉆井液，其中，以所述鉆井液的重量為基準，所述聚合物的含量為1-7重量%，優選為3-5重量%。

13.根據權利要求11或12所述的鉆井液，其中，所述鉆井液還含有添加劑，所述添加劑為選自降濾失劑、增粘劑、降粘劑、增重劑、包被劑和潤滑劑中的一種或多種。