[發明專利]一種油井水泥用減阻降粘劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202011104619.9
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112300323B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 盧海川;安少輝;高繼超;鄭會鍇;馮望生;王海平;李宗要;謝承斌
• 申請（專利權）人: 天津中油渤星工程科技有限公司;中國石油集團海洋工程有限公司;中國石油天然氣集團有限公司
• 主分類號: C08F220/58
• 分類號: C08F220/58;C08F222/02;C08F220/06;C08F226/02;C08F220/18;C09K8/467
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 江慧

本發明公開了一種油井水泥用減阻降粘劑及其制備方法，所述方法包括：將以重量分數計的2?丙烯酰胺基?2?甲基丙磺酸40～60份，衣康酸5～15份，丙烯酸10～20份，二甲基二烯丙基氯化銨10～25份，疏水單體3～10份，在pH5～7的條件下混勻，加入鏈轉移劑，后在溫度55～85℃、氮氣保護的條件下，加入引發劑進行聚合反應，獲得兩性聚合物；獲得聚羧酸減阻劑和醇胺類促凝劑；將所述兩性聚合物、聚羧酸減阻劑和醇胺類促凝劑以重量比(4.5～5.5)：(2.5～3.5)：1混勻，獲得油井水泥用減阻降粘劑。本發明的減阻降粘劑為弱酸性，可顯著降低以合成AMPS類聚合物為主劑的水泥漿體系粘度，改善水泥漿流變性。

技術領域

本發明涉及材料技術領域，特別涉及一種油井水泥用減阻降粘劑及其制備方法。

背景技術

隨著勘探開發的逐漸深入，復雜環境越來越多，這就給固井材料提出了更高的要求。合成高分子材料尤其AMPS類聚合物材料由于抗高溫、耐鹽、功能多樣化等特點，成為油井水泥用外加劑的主導材料。目前，油井水泥用降失水劑及耐高溫緩凝劑越來越多的采用AMPS類聚合物，一些功能性材料諸如增韌劑、防竄劑、自愈合劑也多為聚合物體系，但聚合物由于分子量較高增粘作用明顯，從而容易導致體系下灰困難，漿體粘稠度大，體系流變性能難以調節等問題，在高溫、高密度及海水水泥漿體系中尤為突出。

加入減阻劑被認為是解決上述問題的首選手段，但目前減阻劑常存在如下幾個問題：(1)降粘作用不明顯，幾乎無法降低AMPS類聚合物為主劑的水泥漿體系粘度，流變改善作用小。(2)酸性強，緩凝作用明顯，影響水泥石強度發展，運輸、存放、使用存在安全風險。

因此，開發出綜合性能良好的減阻降粘劑具有重要意義。如何開發一種降粘作用明顯且呈弱酸性的減阻降粘劑，成為亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明目的是提供一種油井水泥用減阻降粘劑，該減阻降粘劑為弱酸性，安全環保，可顯著降低以合成AMPS類聚合物為主劑的水泥漿體系粘度，改善水泥漿流變性。

為了實現上述目的，本發明提供一種油井水泥用減阻降粘劑的制備方法，所述方法包括：

將以重量分數計的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸40～60份、衣康酸5～15份、丙烯酸10～20份、二甲基二烯丙基氯化銨10～25份和疏水單體3～10份，在pH5～7的條件下混勻獲得混合液，向所述混合液中加入鏈轉移劑，后在溫度55～85℃、氮氣保護的條件下，加入引發劑進行聚合反應，以獲得兩性聚合物；

獲得聚羧酸減阻劑和醇胺類促凝劑；

將所述兩性聚合物、所述聚羧酸減阻劑和所述醇胺類促凝劑以重量比(4.5～5.5)：

(2.5～3.5)：1混勻，以獲得油井水泥用減阻降粘劑。

進一步地，所述疏水單體包括丙烯酸丁酯、十六烷基二甲基烯丙基氯化銨中一種或兩種。

進一步地，所述引發劑為過硫酸鉀與亞硫酸鈉的混合物；所述鏈轉移劑包括異丙醇、巰基丙醇中的一種或兩種。

進一步地，所述兩性聚合物的相對分子量為50000～70000。

進一步地，所述向所述混合液中加入鏈轉移劑，后在溫度55～85℃、氮氣保護的條件下，加入引發劑進行聚合反應，以獲得兩性聚合物，具體包括：

向所述混合液中加入鏈轉移劑，充入氮氣進行保護，升溫至55～65℃時加入引發劑，后升溫至70～85℃，恒溫反應2～6h，獲得兩性聚合物。

更進一步地，所述恒溫反應2～6h后，待溫度冷卻至30～40℃，后加入所述聚羧酸減阻劑和所述醇胺類促凝劑混勻，以獲得油井水泥用減阻降粘劑。

進一步地，所述聚羧酸減阻劑為以甲基丙烯酸為主鏈，接枝一定側鏈長度的聚醚而形成的相對分子量為20000～50000的化合物。