一种水泥浆抗高温降失水剂的制备方法技术

本发明专利技术提供一种水泥浆抗高温降失水剂的制备方法，具体步骤为：第一步，按需求比例将2

【技术实现步骤摘要】
一种水泥浆抗高温降失水剂的制备方法


[0001]本专利技术涉及水泥浆抗高温降失水剂制备和应用
，具体涉及一种水泥浆抗高温降失水剂的制备方法。

技术介绍

[0002]油田常用2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸（AMPS）与其他单体的聚合物作为固井水泥浆的高温区降失水剂，适用于<180℃，温度进一步升高时会引起磺酸基和酰胺基的水解，并且还会引起高分子链的卷缩，分子间的缠绕作用降低，网络结构变弱直至拆散，降失水作用显著降低。随着油田开发的深入，井深逐渐加深，也就对降失水剂的抗温性要求逐渐提高，因此，在180℃以上的条件下目前油田用常规AMPS类降失水剂就不能有效控制失水量。降失水剂一般为聚乙烯醇类和AMPS(2
‑
Acrylamido
‑2‑
MethylPropanesulfonicAcid，2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸)类聚合物。但聚乙烯醇类降失水剂主要用于中低温条件，而盐膏层一般埋藏较深，温度较高，且聚乙烯醇类降失水剂不抗盐，因此不适合制备盐膏层固井作业所用水泥浆。而AMPS类聚合物类降失水剂在水泥浆中的分散性较差，加入含盐高密度水泥浆中，会导致含盐高密度水泥浆的流变性能变差，流动阻力变大，动态当量密度增加，对盐膏层的压力增大，在固井作业时，可能会压漏盐膏层，导致固井施工的安全性低，固井质量差。
[0003]公开号为CN1058983A的专利申请公开了一种油井水泥降失水剂的制备方法。 该方法将丙烯酰胺(AM)及丙烯酸(AA)经自由基聚合制备降失水剂。获得的产品具有较好的控制滤失能力，流动性能好，无增稠现象，但是产品中的丙烯酰胺在温度大于70
°
C时，酰胺基易发生水解形成羧基，对水泥浆起到缓凝的作用，导致出现温度越高，水泥浆稠化时间越长的“倒 挂”现象，影响固井质量。避免上述“倒挂”现象。专利号为201110063542.X的专利同样公开了一种AMPS类降失水剂。该产品由AMPS、N,N
‑
二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺和马来酸酐四种单体聚合而成。该产品成本较低，具有一定的分散性，且不存在高温条件下水泥浆出现“倒挂”的现象。然而该降失水剂的使用温度只能达到150
°
C，而且高温条件下水泥浆体系稳定性差，容易出现分层现象。因此，需要对研发抗温性更高的降失水剂。

技术实现思路

[0004]为了克服目前AMPS类降失水剂抗高温性能差的问题，本专利技术提供一种水泥浆抗高温降失水剂的制备方法，本专利技术提供的水泥浆抗高温降失水剂在100
‑
220℃下测定其失水量，失水量低于150ml，从而保证其在高温条件下的降失水性能。
[0005]本专利技术采用的技术方案为：一种水泥浆抗高温降失水剂的制备方法，具体步骤为：第一步，按需求比例将2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸溶解在水中，并调节溶液的pH值至6
‑
8；按需求比例加入N,N
‑
二甲基丙烯酰胺、N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺，搅拌至全部溶解；第二步，制备乳化液；第三步，将制备好的乳化液倒入反应釜中，在转速 300
‑
600
·
min
‑1下搅拌，通氮气
15
‑
30min后，加入引发剂，加热至65
‑
80℃反应2
‑
4h，停止搅拌与加热，冷却至室温；第四步，将第三步冷却得到的产物用3
‑
5倍体积的乙醇冲洗，过滤，置于 50
‑
80℃真空烘干箱中烘干至恒重，得到白色微球粉末；第五步，在另一反应釜中，加入第四步中得到的微球粉末和质量是该微球粉末10
‑
20倍的水，在30
‑
50℃下，搅拌6
‑
12h，得到分散均一的悬浊液；第六步，称取2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸、丙烯酸、N,N
‑
二甲基丙烯酰胺和烯丙基磺酸钠，上述四中物质的总质量为第五步中微球粉末量的2
‑
5倍，将称取的四中物质加入第五步的反应釜中的悬浊液内，再调节 pH值至6
‑
8，得到混合液，在转速 300
‑
600
·
min
‑1下搅拌，通入氮气15
‑
30min；第七步，在第六步的反应釜中加入引发剂，加热至65
‑
80℃反应2
‑
4h，停止搅拌与加热，冷却至室温，即得到一种水泥浆用抗高温降失水剂。
[0006]所述的第一步中，所述的2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸溶解在5
‑
10倍质量的水中，调节pH值后加入2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸2
‑
4倍摩尔量的N,N
‑
二甲基丙烯酰胺和0.2
‑
0.5倍摩尔量的N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺，搅拌至全部溶解。
[0007]所述的第一步中，通过pH调节剂调节溶液的pH值，所述的pH调节剂为质量浓度为20
‑
30% 的氢氧化钠溶液。
[0008]所述的水为工业级及以上的去离子水。
[0009]所述的第六步中，2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸、丙烯酸、N,N
‑
二甲基丙烯酰胺、烯丙基磺酸钠放的摩尔比例为10:（1
‑
2）:（2
‑
4）：（1
‑
2）。
[0010]所述的第三步和第七步中的引发剂用量相同，占第六步中的混合液总质量的0.05
‑
0.1%；引发剂为过硫酸铵和亚硫酸氢钠，过硫酸铵和亚硫酸氢钠的摩尔量比为1:1。
[0011]所述的第二步，制备乳化液的具体过程为：按需求选取白油，在白油内加入乳化剂，搅拌5
‑
30min，将第一步配制的溶液与加入乳化剂的白油混合后，8000
‑
12000 r
·
min
‑1下搅拌5
‑
10min，得到乳化液。
[0012]所述的白油的量为第一步中水的质量的10
‑
20%。
[0013]所述的乳化剂为第一步中水的质量的1
‑
5%。
[0014]所述的乳化剂为工业级及以上纯度的产品。
[0015]本专利技术的有益效果为：通过本专利技术提供的一种水泥浆抗高温降失水剂的制备方法制备出的抗高温降失水剂，与现有的三元或四元共聚物降失水剂相比，耐高温性能更好，正常使用温度最高可达220
°
C。对本专利技术制备得到的抗高温降失水剂，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水泥浆抗高温降失水剂的制备方法，其特征在于：具体步骤为：第一步，按需求比例将2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸溶解在水中，并调节溶液的pH值至6
‑
8；按需求比例加入N,N
‑
二甲基丙烯酰胺、N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺，搅拌至全部溶解；第二步，制备乳化液；第三步，将制备好的乳化液倒入反应釜中，在转速 300
‑
600
·
min
‑1下搅拌，通氮气15
‑
30min后，加入引发剂，加热至65
‑
80℃反应2
‑
4h，停止搅拌与加热，冷却至室温；第四步，将第三步冷却得到的产物用3
‑
5倍体积的乙醇冲洗，过滤，置于 50
‑
80℃真空烘干箱中烘干至恒重，得到白色微球粉末；第五步，在另一反应釜中，加入第四步中得到的微球粉末和质量是该微球粉末10
‑
20倍的水，在30
‑
50℃下，搅拌6
‑
12h，得到分散均一的悬浊液；第六步，称取2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸、丙烯酸、N,N
‑
二甲基丙烯酰胺和烯丙基磺酸钠，上述四中物质的总质量为第五步中微球粉末量的2
‑
5倍，将称取的四中物质加入第五步的反应釜中的悬浊液内，再调节 pH值至6
‑
8，得到混合液，在转速 300
‑
600
·
min
‑1下搅拌，通入氮气15
‑
30min；第七步，在第六步的反应釜中加入引发剂，加热至65
‑
80℃反应2
‑
4h，停止搅拌与加热，冷却至室温，即得到一种水泥浆用抗高温降失水剂。2.根据权利要求1所述的一种水泥浆抗高温降失水剂的制备方法，其特征在于：所述的第一步中，所述的2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸溶解在5
‑
10倍质量的水中，调节pH值...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，王长宁，王文斌，陈兴中，许朝阳，万向臣，刘志雄，唐凯，沈明华，张立君，狄强，曲先伟，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：