[發明專利]一種高貝利特水泥緩凝劑的制備方法

有效

• 申請號: 201210030850.7
• 申請日: 2012-02-13
• 公開（公告）號: CN102584083A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 劉立文;劉四海;寧勇;魯紀鳴
• 申請（專利權）人: 劉立文
• 主分類號: C04B24/16
• 分類號: C04B24/16;C09K8/42
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所 43205
• 代理人: 寧星耀;許伯嚴

技術領域

本發明涉及一種緩凝劑的制備方法，尤其是涉及一種高貝利特水泥緩凝劑的制備方法。

背景技術

水泥緩凝劑通常是用于水泥作業使用的水泥漿中，比如，在油氣井注水泥作業中，將水泥漿泵入井內，經替漿將水泥漿頂替到套管與井眼之間的環形空間，達到封隔油、氣、水層以保護生產層和支撐保護套管的目的。水泥在送至所要求的位置以前，應具有良好的可泵性。隨著水泥中水化反應的進行，當內聚力達到一定程度時，水泥就會失去流動性而無法施工作業，因此，水泥漿的稠化時間是控制固井作業、保證施工安全和固井質量的關鍵參數。為了更準確的控制水泥漿的稠化時間，必須在水泥漿中加入緩凝劑以延緩水泥和水之間的反應，調節稠化時間。

當高貝利特水泥用在需要控制水泥稠化時間的場所中時，比如油氣井注水作業中，或者其他需要控制稠化時間的場所中時，用硬石膏制成的高貝利特水泥的凝結過快，難以順利施工作業。目前，廣泛使用的水泥緩凝劑用在高貝利特水泥中，水泥的凝結時間不好控制，也給施工作業帶來困難。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術的不足，提供一種可改善水泥漿流變性能的高貝利特水泥緩凝劑的制備方法。?

本發明解決所述技術問題所采用的技術方案是，一種高貝利特水泥緩凝劑的制備方法，包括如下步驟：

（1）稱取如下重量百分比的原料：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸40-60%，檸檬酸20-30%，鉻酸鈉10-20%，生物表面活性劑5-10%，各物料百分比之和為100％；

優選的重量百分比為：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸55%，檸檬酸25%，鉻酸鈉15%，生物表面活性劑5%；

所述生物表面活性劑優選非離子表面活性劑；

進一步，所述非離子表面活性劑優選吐溫-20；

（2）在50-70℃下將2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸溶于體積分數為30-80%的乙醇水溶液中，所述乙醇水溶液的重量是2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸重量的1-1.5倍（優選1.2倍）；

（3）向步驟（2）所得2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的乙醇溶液中先加入檸檬酸，再加入鉻酸鈉，攪拌均勻，然后在75-90℃下保溫反應2-3小時；

（4）在40-60℃下向步驟（3）所得溶液中加入生物表面活性劑，恒溫攪拌反應0.5-1小時，即得高貝利特水泥緩凝劑。

本發明制得之高貝利特水泥緩凝劑的應用：將相當于高貝利特水泥重量0.02-1.2%（優選0.3-0.7%）的高貝利特水泥緩凝劑加入高貝利特水泥中，攪拌混勻即可。

使用本發明制得之高貝利特水泥緩凝劑，通過引入帶電荷的陰陽粒子，在電荷斥力作用下，延緩鈣離子的移動，降低硅酸根離子的靜電引力，從而延緩硅酸根離子的聚合，阻止水化硅酸鈣的生成，同時，生物表面活性劑吸附到反應產物的表面，通過雙重作用達到緩凝效果。

本發明制得之高貝利特水泥緩凝劑，添加量小，成本低；適用溫度范圍較寬，一般在30-100℃范圍均可使用；如與其他外加劑復合使用，適用溫度范圍更廣；化學性能穩定，加量沒有敏感性，稠化曲線形態好；且對水泥漿的其他性能無不利影響，能提高5-10%的水泥強度，改善水泥漿的流變性能，提高水泥的質量。

具體實施方式

以下結合具體實施例對本發明作進一步詳細說明。

實施例1

本實施例包括如下步驟：

（1）準備如下重量的原料：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸55kg，檸檬酸25kg，鉻酸鈉15kg，生物表面活性劑吐溫-20?5kg；

（2）在50℃下將2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸溶于55kg體積濃度為30%的乙醇水溶液中；

（3）向步驟（2）所得2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的乙醇溶液中先加入檸檬酸，再加入鉻酸鈉，攪拌均勻，然后在75℃下保溫反應2.5小時；

（4）在40℃下向步驟（3）所得溶液中加入生物表面活性劑吐溫-20，恒溫攪拌反應0.5小時，即得高貝利特水泥緩凝劑。

在高貝利特水泥中分別摻入0％（即不慘）、0.3％、0.4％、0.7％的本實施例所制備的高貝利特水泥緩凝劑，測試其凝結時間，測試結果見表1。

實施例2

本實施例包括如下步驟：

（1）準備如下重量的原料：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸40kg，檸檬酸30kg，鉻酸鈉20kg，生物表面活性劑吐溫-20?10kg；

（2）在70℃下將2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸溶于66kg體積濃度為50%的乙醇水溶液中；