一种油井水泥用减阻降粘剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种油井水泥用减阻降粘剂及其制备方法，所述方法包括：将以重量分数计的2

【技术实现步骤摘要】
一种油井水泥用减阻降粘剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及材料
，特别涉及一种油井水泥用减阻降粘剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着勘探开发的逐渐深入，复杂环境越来越多，这就给固井材料提出了更高的要求。合成高分子材料尤其AMPS类聚合物材料由于抗高温、耐盐、功能多样化等特点，成为油井水泥用外加剂的主导材料。目前，油井水泥用降失水剂及耐高温缓凝剂越来越多的采用AMPS类聚合物，一些功能性材料诸如增韧剂、防窜剂、自愈合剂也多为聚合物体系，但聚合物由于分子量较高增粘作用明显，从而容易导致体系下灰困难，浆体粘稠度大，体系流变性能难以调节等问题，在高温、高密度及海水水泥浆体系中尤为突出。
[0003]加入减阻剂被认为是解决上述问题的首选手段，但目前减阻剂常存在如下几个问题：(1)降粘作用不明显，几乎无法降低AMPS类聚合物为主剂的水泥浆体系粘度，流变改善作用小。(2)酸性强，缓凝作用明显，影响水泥石强度发展，运输、存放、使用存在安全风险。
[0004]因此，开发出综合性能良好的减阻降粘剂具有重要意义。如何开发一种降粘作用明显且呈弱酸性的减阻降粘剂，成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的是提供一种油井水泥用减阻降粘剂，该减阻降粘剂为弱酸性，安全环保，可显著降低以合成AMPS类聚合物为主剂的水泥浆体系粘度，改善水泥浆流变性。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供一种油井水泥用减阻降粘剂的制备方法，所述方法包括：
[0007]将以重量分数计的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸40～60份、衣康酸5～15份、丙烯酸10～20份、二甲基二烯丙基氯化铵10～25份和疏水单体3～10份，在pH5～7的条件下混匀获得混合液，向所述混合液中加入链转移剂，后在温度55～85℃、氮气保护的条件下，加入引发剂进行聚合反应，以获得两性聚合物；
[0008]获得聚羧酸减阻剂和醇胺类促凝剂；
[0009]将所述两性聚合物、所述聚羧酸减阻剂和所述醇胺类促凝剂以重量比(4.5～5.5)：
[0010](2.5～3.5)：1混匀，以获得油井水泥用减阻降粘剂。
[0011]进一步地，所述疏水单体包括丙烯酸丁酯、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵中一种或两种。
[0012]进一步地，所述引发剂为过硫酸钾与亚硫酸钠的混合物；所述链转移剂包括异丙醇、巯基丙醇中的一种或两种。
[0013]进一步地，所述两性聚合物的相对分子量为50000～70000。
[0014]进一步地，所述向所述混合液中加入链转移剂，后在温度55～85℃、氮气保护的条件下，加入引发剂进行聚合反应，以获得两性聚合物，具体包括：
[0015]向所述混合液中加入链转移剂，充入氮气进行保护，升温至55～65℃时加入引发剂，后升温至70～85℃，恒温反应2～6h，获得两性聚合物。
[0016]更进一步地，所述恒温反应2～6h后，待温度冷却至30～40℃，后加入所述聚羧酸减阻剂和所述醇胺类促凝剂混匀，以获得油井水泥用减阻降粘剂。
[0017]进一步地，所述聚羧酸减阻剂为以甲基丙烯酸为主链，接枝一定侧链长度的聚醚而形成的相对分子量为20000～50000的化合物。
[0018]进一步地，所述醇胺类促凝剂为三乙醇胺与三异丙醇胺的复合物。
[0019]进一步地，所述三乙醇胺与三异丙醇胺的质量比为(0.8～1.2)：(0.8～1.2)。
[0020]本专利技术还提供了一种采用所述的方法制得的油井水泥用减阻降粘剂。
[0021]本专利技术实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0022]本专利技术提供的一种油井水泥用减阻降粘剂及其制备方法，首先采用无皂乳液聚合方法制得两性聚合物，该两性聚合物易于实现工业化，且其含有大量强吸附性的羧基、磺酸基等分散基团从而可保证其具有良好的减阻作用，引入少量疏水性基团，从而可改变体系的表面张力，减少体系内摩擦阻力，进一步降低AMPS类聚合物水泥浆体系的粘度。此外，两性聚合物的原料中引入季胺盐参与聚合，可起到一定促凝作用，避免由于羧基过多而导致的水泥浆过渡缓凝；且通过引入链转移剂等方式，合理控制两性聚合物和聚羧酸减阻剂分子量，充分发挥两者作用的同时，避免其粘度较大产生增粘副作用。其次，两性聚合物、聚羧酸减阻剂、醇胺类促凝剂三者复配，聚羧酸减阻剂与所述两性聚合物复配能发挥静电排斥作用和多侧链的空间位阻效应，进一步释放更多自由水降低体系粘度；加入醇胺类早强剂，在不影响减阻降粘效果的情况下，尽量降低产品对水泥浆稠化时间和强度发展的影响。同时制备得到的减阻降粘剂产品pH值在5～7，避免了强酸性产品在运输、存放、使用过程中存在的安全风险。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0024]图1为本专利技术提供的一种油井水泥用减阻降粘剂的制备方法流程图。
具体实施方式
[0025]下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本专利技术，本专利技术的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。
[0026]在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
[0027]除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买获得或者可通过现有方法获得。
[0028]本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
[0029]根据本专利技术一种典型的实施方式，提供一种油井水泥用减阻降粘剂的制备方法，如图1所示，所述方法包括：
[0030]S1、将以重量分数计的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸40～60份、衣康酸5～15份、丙烯酸10～20份、二甲基二烯丙基氯化铵10～25份和疏水单体3～10份，在pH5～7的条件下混匀获得混合液，向所述混合液中加入链转移剂，后在温度55～85℃、氮气保护的条件下，加入引发剂进行聚合反应，以获得两性聚合物；
[0031]S2、获得聚羧酸减阻剂和醇胺类促凝剂；
[0032]S3、将所述两性聚合物、所述聚羧酸减阻剂、所述醇胺类促凝剂以重量比(4.5～5.5)：(2.5～3.5)：1混匀，以获得油井水泥用减阻降粘剂。
[0033]本专利技术提供的一种油井水泥用减阻降粘剂及其制备方法，
[0034]首先采用无皂乳液聚合方法制得两性聚合物，该两性聚合物易于实现工业化，且其含有大量强吸附性的羧基、磺酸基等分散基团从而可保证其具有良好的减阻作用，引入少量疏水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油井水泥用减阻降粘剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将以重量分数计的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸40～60份、衣康酸5～15份、丙烯酸10～20份、二甲基二烯丙基氯化铵10～25份和疏水单体3～10份，在pH5～7的条件下混匀获得混合液，向所述混合液中加入链转移剂，后在温度55～85℃、氮气保护的条件下，加入引发剂进行聚合反应，以获得两性聚合物；获得聚羧酸减阻剂和醇胺类促凝剂；将所述两性聚合物、所述聚羧酸减阻剂和所述醇胺类促凝剂以重量比(4.5～5.5)：(2.5～3.5)：1混匀，以获得油井水泥用减阻降粘剂。2.根据权利要求1所述的油井水泥用减阻降粘剂的制备方法，其特征在于，所述疏水单体包括丙烯酸丁酯、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵中一种或两种。3.根据权利要求1所述的油井水泥用减阻降粘剂的制备方法，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钾与亚硫酸钠的混合物；所述链转移剂包括异丙醇、巯基丙醇中的一种或两种。4.根据权利要求1所述的油井水泥用减阻降粘剂的制备方法，其特征在于，所述两性聚合物的相对分子量为50000～70000。5.根据权利要求1所述的油井水泥用减阻降粘剂的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢海川，安少辉，高继超，郑会锴，冯望生，王海平，李宗要，谢承斌，
申请(专利权)人：中国石油集团海洋工程有限公司中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：