一种超高温缓凝剂及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种超高温缓凝剂及其制备方法，解决了现有技术中缓凝剂加量与稠化时间不呈线性关系导致稠化时间不可调的问题。本发明专利技术包括：包括10％‑20％AMPS；2％‑5％丙烯酰胺；2％‑5％衣康酸；2％‑5％马来酸酐；其余为水。本发明专利技术能有效在高温环境下，尤其是超过180℃以上的高温条件下，也能使缓凝剂加量与稠化时间呈线性关系，便于稠化时间的调整，方便操作。

A kind of super high temperature retarder and its preparation process

The invention discloses an ultra-high temperature retarder and a preparation method thereof, which solves the problem that the thickening time is not adjustable due to the linear relationship between the dosage of retarder and the thickening time in the prior art. The invention comprises 10% 20%AMPS; 2% 5% acrylamide; 2% 5% 2% 5% itaconic acid; maleic anhydride; the rest is water. The invention can effectively increase the dosage of retarder and thickening time in a high temperature environment, especially at high temperatures above 180 degrees, and is convenient for operation and adjustment of thickening time.

【技术实现步骤摘要】
一种超高温缓凝剂及其制备工艺
本专利技术涉及水泥领域，具体涉及一种超高温缓凝剂及其制备工艺。
技术介绍
我国是地热资源相对丰富的国家，地热资源总量约占全球的7.9％，可采储量相当于4626.5亿吨标准煤，我国西部地区热地资源绝大部分以高温地热形式存在(高于150℃的蒸汽)，地热资源不仅能提供清洁能源而且还是一种可供提取溴、碘、硼砂、钾盐、铵盐等工业原料的热卤水资源和天然肥水资源。在环境压力巨大及推动新能源发展的今天，地热资源将会得到充分的利用。地热井固井与超高温油气井固井类似，水泥浆在注替过程中要经历井底超高温，通常高于200℃，水泥石在井下一定的环空长度内长期经受150℃以上的高温。地热井固井与超高温固井略有不同之处在于，油气井超高温固井大多数为尾管固井封固段不长温差不大，而地热井的高温地热资源均以高温蒸汽形式存在于地下，固井时要求封固完整性水泥浆均返到井口，因而在地热井固井中超高温与超大温差同时存在。随着油气勘探的深入深井、超深井、地热井固井日益增多，目前国内外厂商应用最多的聚合物类缓凝剂在高温条件下存在以下问题：1、目前使用的聚合物缓凝剂几乎都使用单一羧酸根单体来达到缓凝作用，温度超过180℃的高温缓凝剂失效或加量极具增大，缓凝剂加量与稠化时间不呈线性关系稠化时间不可调；2、某些厂家使用复配多羟基化合物、有机磷酸(盐)来达到延长稠化时间，抗高温的目的，但此类复配经常导致影响降失水剂的降失水效果、稠化曲线鼓包、不抗盐、大温差顶部超缓凝等情况限制了再高温条件下的使用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：现有技术中缓凝剂加量与稠化时间不呈线性关系导致稠化时间不可调的问题，目的在于提供一种超高温缓凝剂及其制备工艺，通过配方的优化，能有效实现高温环境下，尤其是超过180℃以上的高温条件下，也能使缓凝剂加量与稠化时间呈线性关系，便于稠化时间的调整，方便操作。本专利技术通过下述技术方案实现：一种超高温缓凝剂，以重量百分计，包括：进一步，本专利技术还包括0％-4％的丙烯酰吗啉。优选地，所述高温缓凝剂BRT-22L的单体浓度为20wt％-35wt％。现有技术中聚合物缓凝剂几乎都使用单一羧酸根单体来达到缓凝作用，温度超过180℃的高温缓凝剂失效或加量极具增大，缓凝剂加量与稠化时间不呈线性关系稠化时间不可调。现有技术中采用复配多羟基化合物、有机磷酸(盐)的方式来达到延长稠化时间、抗高温的目的，但是此类复配经常导致影响降失水剂的降失水效果、稠化曲线鼓包、不抗盐、大温差顶部超缓凝等情况限制了再高温条件下的使用。本专利技术优化了超高温缓凝剂(BRT-22L)的复配配方，使其能应用在高温条件下，尤其是超过180℃以上的高温条件下，也能使缓凝剂加量与稠化时间呈线性关系，便于稠化时间的调整，方便操作。并且本专利技术通过该高温缓凝剂BRT-22L复配的优化，使本专利技术物质的侧基增加，进而能有效使高温下生成的苯磺酸基团减少，减少水解，避免影响降失水剂的降失水效果；同时，通过配方的优化还能有效避免稠化曲线鼓包，达到抗盐、在大温差顶部不会出现超缓凝等效果。一种超高温缓凝剂的制备工艺，包括：将AMPS、丙烯酰胺、衣康酸、马来酸酐、丙烯酰吗啉和水混合均匀并调节溶液pH至5.8～6.2后，加入到反应容器中，并在反应容器中通入N2保护，40～55℃时加入单体质量2.0％-3.0％的引发剂进行自由基聚合；当反应到达最高温度点时开始计时，计时1～1.5h后获得本专利技术的BRT-22L。优选地，所述高温缓凝剂BRT-22L的制备方法中通过NaOH调节pH，pH调节至6。所述引发剂加入时的温度为50℃，计时的时间为1h。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术能有效实现高温环境下，尤其是超过180℃以上的高温条件下，也能使缓凝剂加量与稠化时间呈线性关系，便于稠化时间的调整，方便操作；2、本专利技术的通过配方的优化还能有效避免稠化曲线鼓包，达到抗盐、在大温差顶部不会出现超缓凝等效果。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为实施例1制成的水泥石电镜照片。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1一种超高温缓凝剂，包括AMPS(2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸)、丙烯酰胺、衣康酸、马来酸酐、丙烯酰吗啉和水。将本专利技术的BRT-22L应用到地热井固井水泥浆体系中，该地热井固井水泥浆体系具体组成设置如下：地热井固井水泥浆体系包括干灰、降失水剂BFL-12L、减阻剂BFR-31L和高温缓凝剂BRT-22L；其中，抗高温衰退BHS-70S、微硅、高温稳定剂BCS-400S和G级油井水泥一起构成干灰。抗高温衰退剂BHS-70S包括光伏硅、气相二氧化硅、重烧氧化镁和矿物纤维。高温稳定剂BCS-400S包括乙烯基吡咯烷酮、丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰吗啉和水。本实施例中该地热井固井水泥浆体系的制备方法如下：步骤一、配置抗高温衰退剂BHS-70S：将光伏硅、气相二氧化硅、重烧氧化镁和矿物纤维混合均匀即获得BHS-70S。配置高温缓凝剂BRT-22L：将AMPS、丙烯酰胺、衣康酸、马来酸酐、丙烯酰吗啉和水混合均匀并通过NaOH调节pH至6后，加入到反应容器中，并在反应容器中通入N2保护，50℃时加入单体质量2.0％-3.0％的过硫酸铵进行自由基聚合；当反应到达最高温度点时开始计时，计时1h后获得高温缓凝剂BRT-22L。配置高温稳定剂BCS-400S：将乙烯基吡咯烷酮、丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰吗啉和水混合均匀后配制成溶液，调节溶液pH至6.5～7.5后，加入到反应容器中，并在反应容器中通入N2保护，在40～50℃时加入溶液固含量2.0％-3.0％的过硫酸铵进行反应；反应3～5h后，经过干燥获得单体成品，单体成品中添加其重量15％的微硅制成高温稳定剂BCS-400S。单体成品的原料包括乙烯基吡咯烷酮6％、丙烯酰胺2％、N,N-二甲基丙烯酰胺5％、丙烯酰吗啉15％，其余为水。步骤二、将抗高温衰退剂BHS-70S、高温缓凝剂BRT-22L、微硅、高温稳定剂BCS-400S、减阻剂BFR-31L、降失水剂BFL-12L、G级油井水泥混合均匀即可。本实施例制成的水泥石电镜照片如图1所示。本实施例中各物质的具体配比如下：干灰由G级油井水泥，占G级油井水泥质量50％的高温抗衰退剂BHS-70S、占G级油井水泥质量0％的微硅、占G级油井水泥质量0.8％的高温稳定剂BCS-400S构成，并在干灰中添加其重量6％的降失水剂BFL-12L，1.0％的减阻剂BFR-31L，7.0％的高温缓凝剂BRT-22L。抗高温衰退剂BHS-70S由57％的光伏硅、22％的气相二氧化硅、20％的重烧氧化镁、1％的矿物纤维组成。高温缓凝剂BRT-22L由15％的2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸、3％的丙烯酰胺、3％的衣康酸、3％的马来酸酐、2％的丙烯酰吗啉和74％的水组成。实施例2本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中一种超高温缓凝剂的配比不同，本实施例中一种超本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高温缓凝剂，其特征在于，以重量百分计，包括：

【技术特征摘要】
1.一种超高温缓凝剂，其特征在于，以重量百分计，包括：2.根据权利要求1所述的一种超高温缓凝剂，其特征在于，还包括0％-4％的丙烯酰吗啉。3.根据权利要求1所述的一种超高温缓凝剂，其特征在于，所述高温缓凝剂BRT-22L的单体浓度为20wt％-35wt％。4.根据权利要求1-3任一项所述的一种超高温缓凝剂的制备工艺，其特征在于，包括：将AMPS、丙烯酰胺、衣康酸、马来酸酐、丙烯酰吗啉和水混合均匀并调节溶液pH至5.8～6.2后，加入到反应容器中，并在反应容器中通入N2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李仕勇，罗杨，
申请(专利权)人：成都博世威科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51