[發(fā)明專利]一種固井用高溫降失水劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010736945.5
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111825795B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邱燮和;侯向前;趙繼偉;何德瑞;尹海燕;代超玉;吳瑜;熱依拉穆·依馬穆
• 申請（專利權(quán)）人: 北京普斯維斯石油技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號: C08F220/58
• 分類號: C08F220/58;C08F220/06;C08F216/14;C08J3/24;C09K8/035;C08L33/24
• 代理公司: 北京中索知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11640
• 代理人: 唐亭

本發(fā)明公開了一種固井用高溫降失水劑及其制備方法，包括聚合單體，聚合單體的水溶液聚合、交聯(lián)后形成所需降失水劑；聚合單體按照質(zhì)量百分比包括40～60％帶羥基酰胺類單體、15～30％丙烯酸類單體和20～40％功能單體；本發(fā)明降失水劑具有雙重降失水作用，一方面降失水劑分子結(jié)構(gòu)中羥基、羧基、磺酸基團(tuán)與水泥鈣離子具有絡(luò)合作用，另一方面降失水分子結(jié)構(gòu)中羧基與交聯(lián)劑鋯離子具有絡(luò)合作用，可同時發(fā)揮降失水作用；具有較強(qiáng)的防氣竄作用；高溫下具有一定的緩凝效果，高溫下可降低緩凝劑的用量；耐溫性能優(yōu)異，耐溫最高可達(dá)240℃；降失水劑抗鹽效果好，滿足海水配制水泥漿的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油田化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種固井用高溫降失水劑及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著能源需求的不斷增長及油田勘探開發(fā)的不斷深入，高溫深井超深井逐漸成為勘探開發(fā)的焦點。高溫、超高溫下對水泥漿性能提出了更高的要求。高溫深井固井過程中主要存在以下難點：(1)高溫超高溫下水泥漿失水量變大，甚至不可控，存在施工安全風(fēng)險；(2)高溫超高溫下水泥漿沉降穩(wěn)定性差，停泵過程中固相易沉降導(dǎo)致安全隱患；(3)水泥漿稠化時間難以調(diào)節(jié)。

目前，高分子降失水劑主要包括高分子聚合物和合成高分子聚合物。天然高分子聚合物包括纖維素及纖維素衍生物類、木質(zhì)素類、淀粉類等天然高分子聚合物具有價格低的優(yōu)點。同時存在溫度范圍的適應(yīng)性小、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差、高溫易降解等問題。合成高分子聚合物包括非離子、陰離子、陽離子、兩性離子聚合物，合成高分子降失水劑種類繁多，且性能優(yōu)良，但存在高溫分散性強(qiáng)、泥漿體系粘度太高、配伍性差、影響水泥水化反應(yīng)而降低水泥強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題提供一種用量低、耐高溫、降失水性能優(yōu)異、水泥緩凝等優(yōu)點，且對固井水泥漿體系強(qiáng)度無影響的高溫降失水劑及其制備方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種固井用高溫降失水劑，包括聚合單體，聚合單體的水溶液聚合、交聯(lián)后形成所需降失水劑；聚合單體按照質(zhì)量百分比包括40～60％帶羥基酰胺類單體、15～30％丙烯酸類單體和20～40％功能單體。

進(jìn)一步的，所述帶羥基酰胺類單體為N-羥甲基丙烯酰胺和N-羥乙基丙烯酰胺中的一種。

進(jìn)一步的，所述丙烯酸類單體為丙烯酸鈉和甲基丙烯酸鈉中的一種。

進(jìn)一步的，所述功能單體為3-烯丙氧基-2-羥基-1-丙烷磺酸鈉。

進(jìn)一步的，所述聚合反應(yīng)之前添加分子量調(diào)節(jié)劑，分子量調(diào)節(jié)劑為PEG200、PEG400、PEG600中的一種。

進(jìn)一步的，添加分子量調(diào)節(jié)劑之后，添加引發(fā)劑引發(fā)聚合反應(yīng)，引發(fā)劑為過硫酸銨和過硫酸鈉中的一種。

進(jìn)一步的，還包括以下步驟，添加引發(fā)劑一定時間后，添加終止劑終止聚合反應(yīng)，亞硫酸氫鈉和硫代硫酸鈉中的一種。

進(jìn)一步的，所述聚合反應(yīng)終止后，添加交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，交聯(lián)劑為乳酸/丙三醇有機(jī)鋯。

一種固井用高溫降失水劑的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：將聚合單體溶于水中形成溶液A，調(diào)節(jié)pH為5.0～6.0；

步驟2：在步驟1中的溶液A中加入分子量調(diào)節(jié)劑形成溶液B；

步驟3：將步驟2中的溶液B加入引發(fā)劑聚合；

步驟4：在聚合完成的溶液中加入終止劑，終止聚合形成聚合物水溶液；

步驟5：在步驟4形成的聚合物水溶液中加入交聯(lián)劑進(jìn)行弱交聯(lián)，降溫后形成所需降失水劑。