温敏增稠固井水泥外加剂的合成方法技术

本发明专利技术公开一种温敏增稠固井水泥外加剂的合成方法，包含以下步骤：（1）以丙烯酸和2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸、去离子水、过硫酸钾、亚硫酸氢钠为原料合成主链；（2）以N，N‑二乙基丙烯酰胺和N，N‑二甲基丙烯酰胺、去离子水、过硫酸钾和巯基乙胺盐酸盐为原料制备侧链；（3）主链和侧链的偶合接枝：将步骤（1）和步骤（2）的产物溶于pH＝7.2的磷酸盐缓冲溶液中，加入1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐和N‑羟基丁二酰亚胺，反应得到温敏增稠固井水泥外加剂。本发明专利技术制备的温敏增稠固井水泥外加剂具有良好的高温增稠性能，耐热性能良好，能改善水泥浆体系在高温条件下的稳定性，产物得率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水泥助剂的制备领域，具体涉及一种温敏增稠固井水泥外加剂的合成方法。
技术介绍
随着油气勘探不断向深部地层推进，深井、超深井的数量不断增加，其井身结构复杂、井底循环温度高，使固井作业难度加大。为满足固井施工要求，常常需要使用多种外加剂如缓凝剂、降失水剂、分散剂等来调节水泥浆的性能。然而这些外加剂在改善水泥浆性能的同时往往也会带来一些负面影响。如缓凝剂在高温条件下常常具有较强的分散性，极易导致水泥浆变稀，致使其稳定性下降，进而发生沉降，最终导致固化后的水泥石密度不均，不能有效地封隔油气水层。为解决这一问题，常用的做法是向水泥浆中添加一些增稠剂。目前常采用的对水泥有增稠作用的物质多为黄原胶及其改性产物，这类物质具有良好的耐温抗盐性能，但在应用过程中存在一个重大缺陷，即低温增稠现象严重，不利于水泥浆的配制和现场施工。
技术实现思路
本专利技术提供一种温敏增稠固井水泥外加剂的合成方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的。温敏增稠固井水泥外加剂的合成方法，包含以下步骤：（1）主链的合成：将丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶于去离子水中使质量分数为10%，控制水浴温度为45℃，加入过硫酸钾和亚硫酸氢钠，过硫酸钾和亚硫酸氢钠的总质量为丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸总质量的0.01倍，反应8h，反应结束后用1mol/L氢氧化钠水溶液调节pH=7，产物经透析提纯，冷冻干燥；（2）侧链的合成：将N，N-二乙基丙烯酰胺和N，N-二甲基丙烯酰胺溶于去离子水中，使质量分数为15%，搅拌，将混合溶液倒入装有磁力搅拌的三口瓶中，采用抽真空、通氮气的方法对体系进行除氧0.5h，将水浴温度调节至28℃，加入过硫酸钾和巯基乙胺盐酸盐，过硫酸钾和巯基乙胺盐酸盐的总质量为N，N-二乙基丙烯酰胺和N，N-二甲基丙烯酰胺总质量的0.02倍，反应8h，聚合结束后用1mol/L的氢氧化钠水溶液调节pH=7，产物经透析提纯后，冷冻干燥；（3）主链和侧链的偶合接枝：将步骤（1）和步骤（2）的产物按质量比为2∶1溶于pH＝7.2的磷酸盐缓冲溶液中使质量分数为5%，搅拌下加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺的总质量为步骤（1）和步骤（2）的产物总质量的0.01倍，在室温条件反应18h，即得到温敏增稠固井水泥外加剂。优选地，步骤（1）中丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量比为1:1.3，过硫酸钾和亚硫酸氢钠的质量比为3:4。优选地，步骤（2）中，N，N-二乙基丙烯酰胺和N，N-二甲基丙烯酰胺的质量比为1:1.5，过硫酸钾和巯基乙胺盐酸盐的质量比为2:3。优选地，步骤（3）中，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺的质量比为1:1.1。本专利技术的优点：本专利技术制备的温敏增稠固井水泥外加剂具有良好的高温增稠性能，耐热性能良好，能改善水泥浆体系在高温条件下的稳定性，产物得率高。具体实施方式实施例1温敏增稠固井水泥外加剂的合成方法，包含以下步骤：（1）主链的合成：将丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶于去离子水中使质量分数为10%，控制水浴温度为45℃，加入过硫酸钾和亚硫酸氢钠，过硫酸钾和亚硫酸氢钠的总质量为丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸总质量的0.01倍，反应8h，反应结束后用1mol/L氢氧化钠水溶液调节pH=7，产物经透析提纯，冷冻干燥；（2）侧链的合成：将N，N-二乙基丙烯酰胺和N，N-二甲基丙烯酰胺溶于去离子水中，使质量分数为15%，搅拌，将混合溶液倒入装有磁力搅拌的三口瓶中，采用抽真空、通氮气的方法对体系进行除氧0.5h，将水浴温度调节至28℃，加入过硫酸钾和巯基乙胺盐酸盐，过硫酸钾和巯基乙胺盐酸盐的总质量为N，N-二乙基丙烯酰胺和N，N-二甲基丙烯酰胺总质量的0.02倍，反应8h，聚合结束后用1mol/L的氢氧化钠水溶液调节pH=7，产物经透析提纯后，冷冻干燥；（3）主链和侧链的偶合接枝：将步骤（1）和步骤（2）的产物按质量比为2∶1溶于pH＝7.2的磷酸盐缓冲溶液中使质量分数为5%，搅拌下加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺的总质量为步骤（1）和步骤（2）的产物总质量的0.01倍，在室温条件反应18h，即得到温敏增稠固井水泥外加剂。实施例2温敏增稠固井水泥外加剂的合成方法，包含以下步骤：（1）主链的合成：将丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶于去离子水中使质量分数为10%，控制水浴温度为45℃，加入过硫酸钾和亚硫酸氢钠，过硫酸钾和亚硫酸氢钠的总质量为丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸总质量的0.01倍，反应8h，反应结束后用1mol/L氢氧化钠水溶液调节pH=7，产物经透析提纯，冷冻干燥，其中，丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量比为1:1.3，过硫酸钾和亚硫酸氢钠的质量比为3:4；（2）侧链的合成：将N，N-二乙基丙烯酰胺和N，N-二甲基丙烯酰胺溶于去离子水中，使质量分数为15%，搅拌，将混合溶液倒入装有磁力搅拌的三口瓶中，采用抽真空、通氮气的方法对体系进行除氧0.5h，将水浴温度调节至28℃，加入过硫酸钾和巯基乙胺盐酸盐，过硫酸钾和巯基乙胺盐酸盐的总质量为N，N-二乙基丙烯酰胺和N，N-二甲基丙烯酰胺总质量的0.02倍，反应8h，聚合结束后用1mol/L的氢氧化钠水溶液调节pH=7，产物经透析提纯后，冷冻干燥，其中，N，N-二乙基丙烯酰胺和N，N-二甲基丙烯酰胺的质量比为1:1.5，过硫酸钾和巯基乙胺盐酸盐的质量比为2:3；（3）主链和侧链的偶合接枝：将步骤（1）和步骤（2）的产物按质量比为2∶1溶于pH＝7.2的磷酸盐缓冲溶液中使质量分数为5%，搅拌下加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺的总质量为步骤（1）和步骤（2）的产物总质量的0.01倍，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺的质量比为1:1.1，在室温条件反应18h，即得到温敏增稠固井水泥外加剂。本文档来自技高网...

【技术保护点】
温敏增稠固井水泥外加剂的合成方法，其特征在于：包含以下步骤：（1）主链的合成：将丙烯酸和2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸溶于去离子水中使质量分数为10%，控制水浴温度为45℃，加入过硫酸钾和亚硫酸氢钠，过硫酸钾和亚硫酸氢钠的总质量为丙烯酸和2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸总质量的0.01倍，反应8h，反应结束后用1mol/L 氢氧化钠水溶液调节pH =7，产物经透析提纯，冷冻干燥；（2）侧链的合成：将N，N‑二乙基丙烯酰胺和N，N‑二甲基丙烯酰胺溶于去离子水中，使质量分数为15%，搅拌，将混合溶液倒入装有磁力搅拌的三口瓶中，采用抽真空、通氮气的方法对体系进行除氧0.5h，将水浴温度调节至28℃，加入过硫酸钾和巯基乙胺盐酸盐，过硫酸钾和巯基乙胺盐酸盐的总质量为N，N‑二乙基丙烯酰胺和N，N‑二甲基丙烯酰胺总质量的0.02倍，反应8h，聚合结束后用1mol/L的氢氧化钠水溶液调节pH =7，产物经透析提纯后，冷冻干燥；（3）主链和侧链的偶合接枝：将步骤（1）和步骤（2）的产物按质量比为2∶1溶于pH＝7.2的磷酸盐缓冲溶液中使质量分数为5%，搅拌下加入1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐和N‑羟基丁二酰亚胺，1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐和N‑羟基丁二酰亚胺的总质量为步骤（1）和步骤（2）的产物总质量的0.01倍，在室温条件反应18h，即得到温敏增稠固井水泥外加剂。...

【技术特征摘要】
1.温敏增稠固井水泥外加剂的合成方法，其特征在于：包含以下步骤：（1）主链的合成：将丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶于去离子水中使质量分数为10%，控制水浴温度为45℃，加入过硫酸钾和亚硫酸氢钠，过硫酸钾和亚硫酸氢钠的总质量为丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸总质量的0.01倍，反应8h，反应结束后用1mol/L氢氧化钠水溶液调节pH=7，产物经透析提纯，冷冻干燥；（2）侧链的合成：将N，N-二乙基丙烯酰胺和N，N-二甲基丙烯酰胺溶于去离子水中，使质量分数为15%，搅拌，将混合溶液倒入装有磁力搅拌的三口瓶中，采用抽真空、通氮气的方法对体系进行除氧0.5h，将水浴温度调节至28℃，加入过硫酸钾和巯基乙胺盐酸盐，过硫酸钾和巯基乙胺盐酸盐的总质量为N，N-二乙基丙烯酰胺和N，N-二甲基丙烯酰胺总质量的0.02倍，反应8h，聚合结束后用1mol/L的氢氧化钠水溶液调节pH=7，产物经透析提纯后，冷冻干燥；（3）主链和侧链的偶合接枝：将步骤（1）和步骤（2）...

【专利技术属性】
技术研发人员：李长英，
申请(专利权)人：陕西一品达石化有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61