一种减阻剂、制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种减阻剂、制备方法及其应用，属于固井技术领域。所述减阻剂由不饱和磺酸单体、甲基丙烯酸单体、含有不饱和双键的酸酐单体、不饱和磺酸盐单体、含有不饱和基团的聚乙二醇单体聚合而得到，所述减阻剂的重均分子量为5000‑80000。本发明专利技术通过单体聚合得到的减阻剂，其分子结构呈梳型，主链上活性基团以羧酸基(‑COOH)、磺酸基(‑SO3H)为主，可有效锚固于水泥颗粒表面。侧链以聚乙二醇类大分子单体在水泥表面构成溶剂化层，空间位阻效应明显，加入大量抗盐单体，采用其磺酸基团提高抗盐性，减少海水对水泥浆体系流变性能的影响。通过控制重均分子量大小在5000‑80000范围，能有效分散油井水泥体系，可适应于海水体系。

【技术实现步骤摘要】
一种减阻剂、制备方法及其应用
本专利技术涉及固井
，特别涉及一种减阻剂、制备方法及其应用。
技术介绍
随着我国对东海、南海油气资源的大规模开发，海上平台数量大幅增加，在海上作业时，由于受平台空间和载荷及作业船只输送效率的影响，常规的淡水库存量经常无法满足大型的固井作业需求。利用海水配浆，能有效降低固井成本、提高作业效率。但海水的主要成分氯化钠是一种强电解质，能够使水泥浆产生促凝、闪凝和超缓凝等不良现象。并且海水中的钙、镁等高价离子还会降低水泥浆的流动性能，使其粘度和切力上升，极大的影响水泥浆的流变性、稠化时间、失水量和抗压强度等性能。目前，应用于海水配浆体系的降失水剂和缓凝剂研究较多，尚未有专门应用于海水配浆体系的减阻剂。因此，为解决海水配浆流变性能不好的问题，需要研发提高海水水泥浆体系流动性能的减阻剂。
技术实现思路
为了解决现有技术海水配浆流变性能不好的问题，本专利技术实施例提供了一种减阻剂、制备方法及其应用。所述技术方案如下：第一方面，提供了一种减阻剂，所述减阻剂由不饱和磺酸单体、甲基丙烯酸单体、含有不饱和双键的酸酐单体、不饱和磺酸盐单体、含有不饱和基团的聚乙二醇单体聚合而得到，所述减阻剂的重均分子量为5000-80000。具体地，所述不饱和磺酸单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。具体地，所述不饱和磺酸单体的质量占单体总质量的10～60％，优选为15～30％。具体地，所述甲基丙烯酸单体的质量占单体总质量的1～20％，优选为5～10％。具体地，所述含有不饱和双键的酸酐单体为顺丁烯二酸酐单体。具体地，所述含有不饱和双键的酸酐单体的质量占单体总质量的1～15％，优选为5～10％。具体地，所述不饱和磺酸盐单体为苯乙烯基磺酸钠单体。具体地，所述不饱和磺酸盐单体的质量占单体总质量的1～30％，优选为10～20％。具体地，所述含有不饱和基团的聚乙二醇单体为烯丙基聚乙二醇单体。具体地，所述含有不饱和基团的聚乙二醇单体的质量占单体总质量的20～70％，优选为20～40％。具体地，所述烯丙基聚乙二醇单体的重均分子量为1000～3000。第二方面，提供了一种减阻剂的制备方法，所述方法包括：依次加入质量分数为10～60％的不饱和磺酸单体、质量分数为1～20％的甲基丙烯酸单体、质量分数为1～15％的含有不饱和双键的酸酐单体、质量分数为1～30％的不饱和磺酸盐单体、质量分数为20～70％的含有不饱和基团的聚乙二醇单体于水中(以单体总质量为100％计算)，搅拌至溶解，调节pH为1～9，将体系置于25℃恒温水浴搅拌半小时后升温至55～95℃，加入引发剂反应2～12小时。优选地，所述方法包括：依次加入质量分数为10～60％的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸单体、质量分数为1～20％的甲基丙烯酸单体、质量分数为1～15％的顺丁烯二酸酐单体、质量分数为1～30％的苯乙烯基磺酸钠单体、质量分数为20～70％的烯丙基聚乙二醇单体于水中(以单体总质量为100％计算)，搅拌至溶解，调节pH为1～9，将体系置于25℃恒温水浴搅拌半小时后升温至55～95℃，加入引发剂反应2～12小时。具体地，所述调节pH为1～9为通过加入氢氧化钠调节pH为1～9，优选为加入氢氧化钠调节pH2～7。具体地，所述引发剂为过硫酸铵。具体地，所述引发剂的加入量为单体总质量的0.1～1％，优选为0.40～0.50％。第三方面，提供了一种减阻剂在固井用水泥浆中的应用。第四方面，提供了一种减阻剂在海水配制水泥浆中的应用。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过单体聚合得到的减阻剂，其分子结构呈梳型，主链上活性基团以羧酸基(-COOH)、磺酸基(-SO3H)为主，可有效锚固于水泥颗粒表面。侧链以聚乙二醇类大分子单体在水泥表面构成溶剂化层，空间位阻效应明显，加入大量抗盐单体，采用其磺酸基团提高抗盐性，减少海水对水泥浆体系流变性能的影响。通过控制重均分子量大小在适度范围(5000-80000)，其能有效分散油井水泥体系，可适应于海水体系。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，下面将对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。第一方面，提供了一种减阻剂，所述减阻剂由不饱和磺酸单体、甲基丙烯酸单体、含有不饱和双键的酸酐单体、不饱和磺酸盐单体、含有不饱和基团的聚乙二醇单体聚合而得到，所述减阻剂的重均分子量为5000-80000。通过上述单体聚合得到的减阻剂，其分子结构呈梳型，主链上活性基团以羧酸基(-COOH)、磺酸基(-SO3H)为主，可有效锚固于水泥颗粒表面。侧链以聚乙二醇类大分子单体在水泥表面构成溶剂化层，空间位阻效应明显，结合主链阴离子间产生的静电斥力同时发挥作用，形成立体斥力效应较大，提高分散性。加入大量抗盐单体，不饱和磺酸单体和不饱和磺酸盐单体，采用其磺酸基团提高抗盐性，减少海水对水泥浆体系流变性能的影响。通过控制重均分子量大小在适度范围(5000-80000)，其能有效分散油井水泥体系，可适应于海水体系，其流变性能好。具体地，所述不饱和磺酸单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。具体地，所述不饱和磺酸单体的质量占单体总质量的10～60％，优选为15～30％。具体地，所述甲基丙烯酸单体的质量占单体总质量的1～20％，优选为5～10％。具体地，所述含有不饱和双键的酸酐单体为顺丁烯二酸酐单体。加入不饱和双键的酸酐单体的作用是增大减阻剂对水泥颗粒的锚固能力，增强吸附能力。具体地，所述含有不饱和双键的酸酐单体的质量占单体总质量的1～15％，优选为5～10％。具体地，所述不饱和磺酸盐单体为苯乙烯基磺酸钠单体。具体地，所述不饱和磺酸盐单体的质量占单体总质量的1～30％，优选为10～20％。具体地，所述含有不饱和基团的聚乙二醇单体为烯丙基聚乙二醇单体。具体地，所述含有不饱和基团的聚乙二醇单体的质量占单体总质量的20～70％，优选为20～40％。具体地，所述烯丙基聚乙二醇单体的重均分子量为1000～3000。第二方面，提供了一种减阻剂的制备方法，所述方法包括：依次加入质量分数为10～60％的不饱和磺酸单体、质量分数为1～20％的甲基丙烯酸单体、质量分数为1～15％的含有不饱和双键的酸酐单体、质量分数为1～30％的不饱和磺酸盐单体、质量分数为20～70％的含有不饱和基团的聚乙二醇单体于水中(以单体总质量为100％计算)，搅拌至溶解，调节pH为1～9，将体系置于25℃恒温水浴搅拌半小时后升温至55～95℃，加入引发剂反应2～12小时。需要说明的是，为了使各单体能更好地溶解于水中，上述不饱和磺酸单体、甲基丙烯酸单体、含有不饱和双键的酸酐单体、不饱和磺酸盐单体、以及含有不饱和基团的聚乙二醇单体按其顺序加入，并在前一种单体加入后搅拌，待体系混合均匀后，再加入另一种单体再搅拌，使其溶解。优选地，所述方法包括：依次加入质量分数为10～60％的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸单体、质量分数为1～20％的甲基丙烯酸单体、质量分数为1～15％的顺丁烯二酸酐单体、质量分数为1～30％的苯乙烯基磺酸钠单体、质量分数为20～70％的烯丙基聚乙二醇单体于水中(以单体总质量为100％计算)，搅拌至溶解，调节pH为1～9，将体系置于25℃恒温水浴搅拌半小时后升温至55～95℃，加入引发剂反应2～12小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减阻剂，其特征在于，所述减阻剂由不饱和磺酸单体、甲基丙烯酸单体、含有不饱和双键的酸酐单体、不饱和磺酸盐单体、含有不饱和基团的聚乙二醇单体聚合而得到，所述减阻剂的重均分子量为5000‑80000。

【技术特征摘要】
1.一种减阻剂，其特征在于，所述减阻剂由不饱和磺酸单体、甲基丙烯酸单体、含有不饱和双键的酸酐单体、不饱和磺酸盐单体、含有不饱和基团的聚乙二醇单体聚合而得到，所述减阻剂的重均分子量为5000-80000。2.根据权利要求1所述的减阻剂，其特征在于，所述不饱和磺酸单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。3.根据权利要求2所述的减阻剂，其特征在于，所述不饱和磺酸单体的质量占单体总质量的10～60％。4.根据权利要求1所述的减阻剂，其特征在于，所述甲基丙烯酸单体的质量占单体总质量的1～20％。5.根据权利要求1所述的减阻剂，其特征在于，所述含有不饱和双键的酸酐单体为顺丁烯二酸酐单体。6.根据权利要求5所述的减阻剂，其特征在于，所述含有不饱和双键的酸酐单体的质量占单体总质量的1～15％。7.根据权利要求1所述的减阻剂，其特征在于，所述不饱和磺酸盐单体为苯乙烯基磺酸钠单体。8.根据权利要求7所述的减阻剂，其特征在于，所述不饱和磺酸盐单体的质量占单体总质量的1～30％。9.根据权利要求1所述的减阻剂，其特征在于，所述含有不饱和基团的聚乙二醇单体为烯丙基聚乙二醇单体。10.根据权利要求9所述的减阻剂，其特征在于，所述含有不饱和基团的聚乙二醇单体的质量占单体总质量的20～70％。11.根据权利要求9所述的减阻剂，其特征在于，所述烯丙基聚乙二醇单体的重均分子量为1000～3000。12.一种权利要求1-11中任一项所述的减阻剂的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛海鹏，曾建国，孙富全，邹建龙，赵宝辉，王建瑶，刘爱萍，杨昆鹏，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团海洋工程有限公司，天津中油渤星工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11