[發明專利]一種礦渣固井液用緩凝劑的制備方法

有效

• 申請號: 202011411704.X
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112480889B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 于永金;李明;謝南星;張弛;靳建洲;鄭友志;齊奉忠;張華;劉子帥;徐明;劉慧婷;吳杰;劉德智;劉罡;孫坤;呂斌;張海志
• 申請（專利權）人: 中國石油集團工程技術研究院有限公司;西南石油大學;中國石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司工程技術研究院
• 主分類號: C09K8/467
• 分類號: C09K8/467;C08F212/14;C08F222/02;C08F220/34
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發明涉及一種礦渣固井液用緩凝劑的制備方法，包括：（1）在反應容器中將苯乙烯磺酸鈉、馬來酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨混合，溶解在去離子水中，調節反應溶液pH值為7~8；通入氮氣除氧，升至70℃時加入引發劑過硫酸鉀；將產物冷卻、提純、干燥，得到A組分；（2）將天然蛭石平鋪于磁盤上，置于微波爐內，高火條件下處理1 min，再將其加入到鹽酸中，水浴70℃下攪拌，得到酸改性蛭石粉末，即B組分；（3）將酒石酸鈉與檸檬酸混合，得到C組分；（4）將A組分、B組分、C組分以3:1:1的質量比混合。本發明原理可靠，操作簡便，制備的緩凝劑能有效控制礦渣固井液的稠化時間，不影響其沉降穩定性，可廣泛用于以礦渣膠凝材料為支撐的固井工程。

技術領域

本發明涉及油田化學領域一種固井液用緩凝劑的制備方法，特別是涉及一種固井礦渣膠凝材料用緩凝劑的制備方法，能有效控制礦渣固井液的稠化時間，并可改善礦渣固井液的沉降穩定性。

背景技術

傳統固井是指當鉆井作業達到一定井深后，在已鉆成井眼中下入套管柱，然后在套管和井壁之間的環空內注入水泥漿達到某預定位置，并使其在預定時間內迅速凝結、硬化，形成優質、完整、具有良好層間封隔能力的水泥環的過程。近幾年來，隨著油田勘探開發難度和井下開采復雜程度的增加，固井難度逐漸加大。傳統水泥漿固井技術存在易向地層流失、強度發展緩慢、密度大易發生漏失等問題。因此，具有與水泥相似水硬性的膠凝材料礦渣，由于其活性強、早強高、頂替效率強、成本低廉等特點，受到了相關研究人員的廣泛關注，礦渣固井液技術也應運而生。

礦渣固井液是以礦渣為無機膠凝材料制備的一種新型固井液，以氫氧化鈉、碳酸鈉、硅酸鈉及其復配物為激活劑，以羧甲基纖維素鈉、羥乙基纖維素等為懸浮劑。礦渣固井液可替代水泥漿，充滿套管與套管或地層間的環形空間，凝固硬化后支撐套管、加固井壁，有效封隔油氣水層，用于解決低壓易漏地層、長封固段固井作業，提高簡化井身結構等非目的層的封固、填充作業。

礦渣固井液緩凝劑作為最重要的三種外加劑之一，對延遲凝固時間，維持漿體可泵送狀態具有重要作用，是確保固井施工順利和固井質量的關鍵環節。目前用于水泥漿的緩凝劑往往不適用于礦渣固井液，研發出適用于礦渣固井液的緩凝劑迫在眉睫。

發明內容

本發明的目的在于提供一種礦渣固井液用緩凝劑的制備方法，該方法原理可靠，操作簡便，制備的緩凝劑解決了目前礦渣固井液沉降穩定性差、過度分散、稠度降低等問題，可以有效控制調節礦渣固井液的稠化時間，同時不影響其沉降穩定性，可廣泛用于以礦渣膠凝材料固井技術為支撐的固井工程。

為達到以上技術目的，本發明采用以下技術方案。

一種礦渣固井液用緩凝劑的制備方法，依次包括以下步驟：

（1）、制備緩凝劑A組分：

1）在反應容器中將苯乙烯磺酸鈉SSS、馬來酸MA、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨DMC以質量比為10~8:7~5:3~1的比例混合，溶解在去離子水中，用氫氧化鈉調節反應溶液的pH值為7~8；

2）向反應容器中通入10min氮氣除氧，待反應體系溫度升至70℃時，緩慢加入引發劑過硫酸鉀，過硫酸鉀的質量為單體總質量的1.0~3.0%；

3）反應進行4h后，將粘稠液體產物冷卻至室溫，用丙酮進行提純、干燥和粉碎，得到緩凝劑A組分；

（2）、制備緩凝劑B組分：

1）以天然蛭石（VER）為原料，均勻平鋪于磁盤上，置于微波爐內，在微波高火的條件下處理 1 min，得到微波膨脹蛭石；

2）取一定量微波膨脹蛭石粉體，按固液質量比 1:20~25加入到2mol/L 的鹽酸溶液中，在水浴 70℃下攪拌2h；

3）洗滌、抽濾、干燥，研磨至200目，得到酸改性蛭石粉末，即緩凝劑B組分；

（3）、制備緩凝劑C組分：