[發(fā)明專利]抗高溫油井水泥降失水劑及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410139023.0
• 申請日: 2014-04-09
• 公開（公告）號: CN103881670A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戚先堯;袁尚賢
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭德（廊坊）石化環(huán)保設(shè)備有限公司
• 主分類號: C09K8/487
• 分類號: C09K8/487;C08F220/58;C08F220/56;C08F220/06;C08F220/28;C08F212/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種油井水泥添加劑，尤其涉及油井固井過程中用于高溫高壓地層固井的一種抗高溫油井水泥降失水劑及其制備方法。?

背景技術(shù)

油井水泥是用于封固井壁和套管間的環(huán)隙的。封固時，一般是在套管中泵入水泥漿，水泥漿再從環(huán)隙中返出。使用這種方法時水泥漿在壓力作用下通過滲透性地層時會產(chǎn)生慮失現(xiàn)象即水泥中的水相分離出來進入地層，而留下水泥顆粒，這種現(xiàn)象稱為“失水”，如果在注水泥過程中遇到頁巖層，水泥漿中的水就會滲入地層，造成水相體積不斷減少，嚴重時水泥漿會變的無法泵送，就是俗話說的“灌香腸”，這樣會造成重大損失，甚至使油井報廢。?

加入油井水泥降失水劑可以降低水泥漿的失水現(xiàn)象，降失水劑的作用是減少水泥漿的失水量，作用有：①防止水泥漿在滲透性地層，特別是在尾管注水泥時先期脫水；②保護水敏性地層；③改善擠水泥作業(yè)；4保證施工安全；5防止油氣層的污染。?

目前使用的油井水泥降失水劑為丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸等單體為原料的共聚物，由于2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸高溫水解及高溫條件下聚合物分子鏈斷鏈等預原因,隨溫度的升高,水泥漿的失水量會變大,當溫度達到150℃時,水泥漿的API失水量變大的趨勢會變得明顯,當溫度達到180℃?以上時,水泥漿的API失水量就難以控制;本發(fā)明就是要解決油井水泥降失水劑的抗高溫問題(180℃以上)。?

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中油井水泥降失水劑的抗高溫問題，申請人經(jīng)過反復實驗，開發(fā)了一種新型的抗高溫油井水泥降失水劑及其生產(chǎn)方法，構(gòu)成本發(fā)明的技術(shù)方案包括：?

一種抗高溫油井水泥降失水劑，其原料包括丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)，其特征在于原料還包括：甲基丙烯酸羥乙酯（PEMA）、苯乙烯磺酸鈉（SS）。?

前述的降失水劑，其特征在于，所述的原料的摩爾比：丙烯酰胺:丙烯酸:甲基丙烯酸羥乙酯:苯乙烯磺酸鈉:2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸為(1.0～1.5)∶(1.0～1.5)∶(0.5～1.0)∶(1.0～1.5)∶(8.0～10.0)。?

前述的降失水劑，所述原料在合成過程中至少經(jīng)過了以下步驟：?

1)按下述摩爾比稱取原料：?

丙烯酰胺:丙烯酸:甲基丙烯酸羥乙酯:苯乙烯磺酸鈉:2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸為(1.0～1.5)∶(1.0～1.5)∶(0.5～1.0)∶(1.0～1.5)∶(8.0～10.0)；?

2)按10～25wt%的溶液總濃度計算水量，加入反應(yīng)釜中；?

3)將步驟1中稱取的五種單體原料加入反應(yīng)釜中充分溶解；?

4)給反應(yīng)釜中的溶液加溫至62～70℃；?

5)按反應(yīng)釜中的溶液的0.1～0.2%的量加入過硫酸銨，反應(yīng)過程中需控制反應(yīng)溫度至62～90℃；?

6)反應(yīng)完成后加入溶液濃度0.02～0.05%的對苯二酚。?

一種如上所述的降失水劑的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟5的反應(yīng)時間不少于1.0～2.0小時。?

本發(fā)明的降失水劑具有提高的抗高溫性能，例如：當溫度達到180℃時，水泥漿API失水量不超過50ml/30min。?

具體實施方式

下面對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中實施例的指導，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。此外，實施例的測試數(shù)據(jù)僅作為舉例。?

2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚物是國內(nèi)近年來研究最多的一類新型抗高溫油井水泥漿降失水劑，主要包括線型和微交聯(lián)型兩大類。線型AMPS共聚物類是在水溶液中主要由AMPS、丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)合成的三元共聚物，利用共聚物中的吸附基團(—CONH2)和磺化基團(—SO3H)在水泥顆粒表面形成“水泥顆粒-線型高分子-水分子吸附層”網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠聚集物。這種凝膠聚集物可以楔入水泥濾餅的微孔結(jié)構(gòu)中，有效降低濾餅的滲透率;同時高分子聚合物還可以適當增加水泥漿液相黏度，從而增加液相向地層濾失的阻力，達到降低水泥漿失水量的效果。?