[發明專利]一種油井水泥低粘度觸變劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202010736175.4
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111718149B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 黃熠;劉和興;李磊;柳亞亞;梁繼文
• 申請（專利權）人: 中海石油（中國）有限公司湛江分公司
• 主分類號: C04B24/26
• 分類號: C04B24/26;C09K8/467
• 代理公司: 濟南克雷姆專利代理事務所(普通合伙) 37279
• 代理人: 張祥明

本發明涉及油田化學及油氣井固井材料領域，涉及一種油井水泥觸變劑，具體涉及一種適用于油井水泥的低粘度觸變劑及制備方法。本發明將粉煤灰與合成聚合物類觸變劑有效結合，使粉煤灰吸附聚合物類觸變劑。本發明利用了粉煤灰的“滾珠效應”，使水泥漿在泵注過程中低粘，當水泥漿靜止時，粉煤灰表面吸附的聚合物快速形成網架結構，達到觸變功能。當在外力作用下時，由于聚合物吸附在粉煤灰表面，只要外力使粉煤灰發生運動，則網架結構即被破壞，打破觸變，可有效保證泵注過程的安全施工。

技術領域

本發明涉及油田化學及油氣井固井材料領域，涉及一種油井水泥觸變劑，具體涉及一種適用于油井水泥的低粘度觸變劑及其制備方法。

背景技術

觸變水泥漿體系是在混合與注替過程中具有良好的流動性能，而當其靜止后，又能迅速形成膠凝強度較高的特種水泥漿體系，理想的水泥漿觸變性可以有效解決固井過程中的漏、竄問題。目前，國內外觸變水泥漿體系中所用觸變劑可分為無機和有機兩類，無機類觸變劑主要有黏土礦物類、硫酸鹽類、金屬碳酸鹽或混合金屬氫氧化物等，有機類觸變劑主要包括交聯聚合物類和合成聚合物類。交聯聚合物類觸變劑中常用的交聯劑包括鋯、釔、鐵等高價過渡金屬離子和間戊二酮、乳酸、三乙醇胺等鈦螯合物。合成聚合物類主要包括丙烯酰胺單體的聚合物等。

通常認為觸變機理是由于液體靜止時內部顆?；蛘叻肿油ㄟ^某種作用力形成網絡空間結構，這種網絡空間結構在外力的作用下能夠被破壞，宏觀上表現為靜止變稠，剪切變稀，當撤去外力一段時間后，網絡空間結構又重新形成。根據觸變機理可知目前常用的觸變劑大多都具有增粘的副作用，水泥漿粘度過大則難以泵送，因此有必要研究一種油井水泥低粘度觸變劑，對于窄環空或小管注漿具有一定的工程意義。

發明內容

本發明主要目的是提供一種油井水泥低粘度觸變劑，加入該觸變劑后，采用常規水固比配置的水泥漿體系同時具備低粘度和強觸變的性能。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種將粉煤灰與合成聚合物類觸變劑結合形成的水泥低粘度觸變劑。

可選的，所述合成聚合物類觸變劑包括由2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)聚合形成，其配比為(3-4):(7-6)。

可選的，所述交聯劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)，其加量為單體質量的0.5-3％。

可選的，所述引發劑為過硫酸銨，其加量為單體質量的1-4％。

可選的所述粉煤灰，粒徑200-500目，其加量為單體質量的800-900％。

其中，單體質量為2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)兩種單體質量之和。

本發明還提供了該水泥低粘度觸變劑的制備方法，其步驟如下：

(1)將粉煤灰加入到合成聚合物類觸變劑溶劑中，

(2)攪拌形成漿體；

(3)將漿體置于加熱條件下，使粉煤灰吸附合成聚合物類觸變劑；

(4)烘干即得產品。

可選的，所述步驟(1)合成聚合物類觸變劑溶劑采用以下方法制成：將2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)和N,N-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)溶解于水形成溶液，然后將過硫酸銨加入溶液中，形成溶液。

可選的，所述步驟(3)中加熱條件為75℃，時間為2小時。

本發明另外提供了一種水泥漿體系，包括水泥漿和上述水泥低粘度觸變劑。水泥漿采用常規水固比，比如0.44水固比。

具體的：本發明提供一種油井水泥低粘度觸變劑，其制備方法如下：