一种油田固井分散型的降失水剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种油田固井分散型的降失水剂及其制备方法，属于化工类；是由交联的聚乙烯醇高分子聚合物、分散剂及调节剂按一定的配比，在一定温度和时间控制下制备而成，其具有良好的水泥浆流变性，高效的降失水作用和较低的自由水；其制备方法简单，容易控制，易于工业化生产，在固井现场只需加入本发明专利技术产品，就可达到一剂多能的效果；安全性高，能满足不同水泥和不同井况的固井要求，可大幅度降低固井成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油田钻井、固井作业中所应用的外加剂的生产方法，尤指。
技术介绍
众所周知，随着石油工业的发展，中深井、水平井的增加很快，井底温度高，井下条件复杂，使固井工作的难度越来越大，对固井工艺提出更高的要求；因而也对油井水泥的外加剂的要求也相应提高；目前，油田固井就是将水泥浆注入井壁与套管之间的环空中，达到封隔地下油、气、水层，支撑保护套管的目的；由于地质的构造复杂，井下条件恶劣，固井时水泥浆在压力的作用下，水泥浆中水相分离出来产生滤液失水，滤液渗入地层与产层的水溶液反应，生成沉淀而污染油气层，降低了油气的采收率；由于水泥浆的高失水使水泥浆变得很稠，泵送困难影响顶替效率，特别是在高渗透层，还易引起桥堵造成施工事故；另外，失水也是造成气窜的主要原因之一，又由于在环形空间形成桥堵，导致水泥浆失重，从而又给油气上窜提供了有利条件；因此，为了保证固井施工的安全和提高固井质量，就必须加入固井用降失水剂以减少渗透层对水泥浆的滤失作用，保护油气层提高采收率；当前，国内外使用的降失水剂较多，如纤维素类、聚酰胺类、磺化聚合物、聚乙烯醇等，其中纤维类是常用的固井水泥降失水剂，价格低，降失水能力较高，但这类降失水剂具有增粘作用，同时会延缓水泥浆凝固时间，而且当使用温度超过90℃时，降失水能力明显下降；聚酰胺类也是性能优良的降失水剂，但价格高，不能推广；聚乙烯醇类降失水剂与上述降失水剂相比，具有价格低，控制失水能力强，对水泥浆的强度和稠化时间无不良影响，因此被广泛应用，然而由于在水泥浆中单独加入交联的聚乙烯醇类降失水剂会使水泥浆的流变性变差，浆体增稠，影响泵送，需在水泥浆中复配分散剂才能消除以上存在的缺欠，由于分散剂的加入可以削弱和拆散水泥颗粒之间的成团连接，降低内摩擦阻力，在一定程度上改善了水泥浆的流变性，降低了稠度；但是，若分散剂的加量不适当，过度分散可破坏由相同静电作用所建立的微观结构，而易产生使水泥颗粒沉降或自由水增大的副作用，此外，交联的聚乙烯醇与分散剂直接接触，会产生凝胶、半固体状现象，现场配药需将两种药品分别配制，因此十分麻烦，急需要进一步改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，解决了现有降失水剂在油田钻井、固井施工时存在的稠度大、操作麻烦、安全性低、副作用大，以及对自由水的控制一直达不到大斜度和水平井固井的要求等问题。本专利技术的技术方案是在交联聚乙烯醇类高分子聚合物中加入分散剂及调节剂，其重量比为聚乙烯类高分子聚合物为70％～85％；分散剂为14％～28％；调节剂为1％～2％；按上述配方制备的降失水剂，在现场施工时，只加入该降失水剂就可达到固井要求，大大简化了现场所配药工艺，特别是在已交联的聚乙烯醇中溶入一定比例的甲醛一丙酮缩聚物的分散剂后，不仅有效地改善了水泥浆体的流变性，而且在已交联的聚乙烯醇中加入适量的甲酸和甲醛-丙酮缩聚物使它们发生二次交联作用，使形成的网架结构更紧密，官能团的束缚作用使水泥颗粒沉降速度减慢，使水泥的自由水大大减少；这是用其他混合方法无法实现的，在分散剂与降失水剂的协同作用下，可进一步改善水泥滤饼质量，有利于控制失水和降低自由水；由于分散剂明显改善了水泥石微观结构，使抗压强度大大提高，并弥补了单用降失水剂的不足，使本专利技术具有良好的降失水性能；较好的水泥浆流变性能及较低自由水；本专利技术的制备方法将交联聚乙烯醇类高分子聚合物按配比投入反应瓶中，加热40～80℃，并进行搅拌；待温度恒定后，再将按配比的调节剂加入到反应瓶中，反应30～60分钟；然后再将分散剂按配比投入另一容器中加热40～70℃，待温度恒定后，将加热的分散剂慢慢加入到反应瓶中，反应60～120分钟，即得制备的成品。本专利技术的优点在于1、用该制备方法，能将交联的聚乙烯醇与分散剂有机地溶为一体，不会出现凝胶成团状的半固体状态，液体均匀、稳定、流动性好，放置一年性能仍不改变；2、在交联的聚乙烯醇中加入适量的甲酸和丙酮-甲醛磺缩聚物，在一定温度下反应，使它们之间发生二次交联作用，这样所形成的网架结构更紧密，官能团的束缚作用更强，使水泥颗粒沉降速度减慢，自由水大大减少，对于气井、大斜度井固井特别适用；3、所制得的分散型降失水剂，加入水泥中，水泥浆稠度小、浆体稳定性好，具有高效的降失水作用，较低的自由水和良好的流度性，适用温度范围广(20～120℃)和不同类型的油井水泥；4、因为所制备的分散型降失水剂兼有降失水、分散和降自由水的多种功能，因此简化了现场固井外加剂配药的种类，避免了各类药品之间的副作用，大大降低了固井成本。具体实施例方式实施例1按照配比取原料交联的聚乙烯醇700克，浓度为8％，交联度0.071％；调节剂取甲酸10克；分散剂取甲醛-丙酮缩聚物175克，浓度为36％；将700克的已交联聚乙烯醇放入带有电动搅拌器、60mm的冷凝器、100℃温度计、2000ml的四口瓶中、加热50℃；再加入调节剂10克甲酸反应40分钟；再将分散剂甲醛-丙酮缩聚物175克放入另一瓶中加热至55℃，慢慢加入到四口瓶中，加入时间50分钟，在该温度下再搅拌40分钟，出料得成品，该成品存放一年其效果不变。实施例2按照配比取原料交联的聚乙烯醇800克，浓度为8％，交联度0.071％；调节剂取甲酸12.5克；分散剂取甲醛-丙酮缩聚物133克，浓度为36％；将800克的已交联聚乙烯醇放入带有电动搅拌器、60mm的冷凝器、100℃温度计、2000ml的四口瓶中、加热70℃；再加入12.5克甲酸反应60分钟；再将分散剂甲醛-丙酮缩聚物133克放入另一瓶中加热至55℃，慢慢加入到四口瓶中，加入时间40分钟，在该温度下再搅拌50分钟，出料得成品，该成品存放一年其效果不变。实施例3按照配比取原料交联的聚乙烯醇820克，浓度为6％，交联度0.12％；调节剂取甲酸18克；分散剂取甲醛-丙酮缩聚物164克，浓度为36％；将820克的已交联聚乙烯醇放入带有电动搅拌器、60mm的冷凝器、100℃温度计、2000ml的四口瓶中、加热60℃；再加入调节剂18克甲酸反应70分钟；再将分散剂甲醛-丙酮缩聚物164克放入另一瓶中加热至40℃，慢慢加入到四口瓶中，加入时间40分钟，在该温度下再搅拌50分钟，出料得成品，该成品存放一年其效果不变。实施例4本实施例是将实施例1制备而成的降失水剂按不同加量56克、64克、72克、80克、88克与水配制成600克溶液，加入大连G级水泥800克，减轻剂漂珠200克，稳定剂40克中，按API标准(APISpec10A，1986)配制比重为1.43g/cm3的水泥浆；按中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5546-92规定的方法评定失水量；按SY/T5546-92规定的方法评定流变性能，结果见下表1； 实施例5将实施例2制备而成的降失水剂按不同加量44克、48克、52克、56克、60克，与水配制成352克溶液，加入嘉华G级水泥800克中，按API标准(APISpec 10A，1986)配制比重为1.90g/cm3的水泥浆。按中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5546-92规定的方法评定失水量；按SY/T5546-92规定的方法评定流变性能，结果见下表2； 由表1及表2实例可知，本专利技术的降失水剂兼有良好的降失水性能，较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油田固井分散型的降失水剂，其特征在于：它是由交联的聚乙烯醇类高分子聚合物、分散剂及调节剂制备而成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，张振权，崔永虎，
申请(专利权)人：刘伟，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]