固井水泥浆用温敏降失水剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种固井水泥浆用温敏降失水剂，属于油田化学领域，由以下质量百分比的组份制成：亲水单体4.999～19.996％，温敏单体4～9.998％，水69.986～89.991％，引发剂0.01～0.04％。本发明专利技术还公开一种固井水泥浆用温敏降失水剂的制备方法。本发明专利技术能发挥固井水泥浆用温敏降失水作用，能提高耐温性能。能提高耐温性能。能提高耐温性能。

【技术实现步骤摘要】
固井水泥浆用温敏降失水剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及油田化学领域，具体涉及固井水泥浆用温敏降失水剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着能源需求的不断增长及油田勘探开发的不断深入，高温深井超深井逐渐成为勘探开发的焦点。高温、超高温下对水泥浆性能提出了更高的要求。高温深井固井过程中主要存在以下难点：(1)高温超高温下水泥浆失水量变大，甚至不可控，存在施工安全风险；(2)高温超高温下水泥浆沉降稳定性差，停泵过程中固相易沉降导致安全隐患；(3)水泥浆稠化时间难以调节。
[0003]目前，高分子降失水剂主要包括天然高分子聚合物和合成高分子聚合物。天然高分子聚合物包括纤维素及纤维素衍生物类、木质素类、淀粉类等天然高分子聚合物具有材料易得、价格低的优点，但是同时又存在温度范围适应性小、产品质量稳定性差、高温易降解等问题。合成高分子聚合物包括非离子、阴离子、阳离子、两性离子聚合物，合成高分子降失水剂种类繁多，且性能优良，但存在高温分散性强、泥浆体系粘度太高、配伍性差、影响水泥水化反应而降低水泥强度。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：提供一种固井水泥浆用温敏降失水剂及其制备方法；该制备方法操作简单，反应条件温和，转化率高，对设备和环境要求低，易于实现降失水剂的工业化批量生产；通过该方法制备的温敏降失水剂能够有效减少失水量，化学性能好，耐高温，降失水剂性能优异。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：一种固井水泥浆用温敏降失水剂，由以下质量百分比的组份制成：亲水单体4.9990～19.9960％，温敏单体4～9.9980％，水69.9860～89.9910％，引发剂0.0100～0.0400％；所述亲水单体为对苯乙烯磺酸钠、丙烯酰胺、2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸、N
‑
乙烯基吡咯烷酮中至少一种；所述温敏单体为N,N
‑
二甲基丙烯酰胺、N
‑
异丙基丙烯酰胺中至少一种。
[0006]所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵中至少一种。
[0007]一种所述固井水泥浆用温敏降失水剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1，向反应釜中加入部分水，再向反应釜中加入亲水单体、温敏单体，搅拌溶解完全后，调节反应釜内溶液的pH值至9～11，得到初级反应液；步骤2，得到初级反应液后，再向反应釜内通入氮气，搅拌升温至50～70℃，得到中间反应液；步骤3，向剩余水中加入引发剂，得引发溶液；步骤4，将步骤2中得到的中间反应液升温后，再向中间反应液中加入引发溶液，保
温反应4～7h，得溶液反应物；步骤5，将溶液反应物进行冷冻干燥后，即得固井水泥浆用温敏降失水剂。
[0008]所述步骤4中，将步骤2中得到的中间反应液升温至50～70℃，保温为50～70℃。
[0009]所述步骤4中，保温反应合成历程为：
[0010]所述步骤5中，将溶液反应物依次进行冷冻、干燥、粉碎后，即得产品。
[0011]本专利技术与现有技术相比，具有以下有益技术效果：（1）本专利技术固井水泥浆用温敏降失水剂具有双重降失水作用。一方面，固井水泥浆用温敏降失水剂分子结构中酰胺基、磺酸基团对水泥中钙离子具有络合作用，形成一定的结构，将水分包裹，发挥固井水泥浆用温敏降失水作用；另一方面，固井水泥浆用温敏降失水剂中温敏单体在高温下疏水基团水溶性变弱，相互聚集形成缔合的疏水微区，促使可逆物理网状结构的形成，提高聚合物流体力学体积和高温下的粘度稳定性，发挥固井水泥浆用温敏降失水作用；（2）本专利技术固井水泥浆用温敏降失水剂耐温性能优异，耐温最高可达200℃。固井水泥浆用温敏降失水剂分子结构中，类似网络结构，提高了固井水泥浆用温敏降失水剂的耐温性能。
附图说明
[0012]图1为实施例1制备的固井水泥浆用温敏降失水剂的热失重曲线图；图2为实施例2制备的固井水泥浆用温敏降失水剂的热失重曲线图；图3为实施例3制备的固井水泥浆用温敏降失水剂的热失重曲线图；图4为实施例4制备的固井水泥浆用温敏降失水剂的热失重曲线图。
具体实施方式
[0013]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征为一系列等效或类似特征中的一
个实施例而已。
[0014]本专利技术的一种固井水泥浆用温敏降失水剂，由以下质量百分比的组份制成：亲水单体4.9990～19.9960％，温敏单体4～9.9980％，水69.9860～89.9910％，引发剂0.0100～0.0400％。
[0015]所述亲水单体为对苯乙烯磺酸钠、丙烯酰胺、2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸、N
‑
乙烯基吡咯烷酮。
[0016]所述温敏单体为N,N
‑
二甲基丙烯酰胺、N
‑
异丙基丙烯酰胺。
[0017]所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵中至少一种。
[0018]除非特别说明，后文实施例中的百分数均为质量百分比。
[0019]实施例1本专利技术的一种固井水泥浆用温敏降失水剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1，向反应釜中加入59.9880％水，再向反应釜中加入9.9980％温敏单体、19.9960%亲水单体，搅拌溶解完全后，调节反应釜内溶液的pH值至11，得到初级反应液；其中，温敏单体为N,N
‑
二甲基丙烯酰胺，19.9960%亲水单体包括7.9984％对苯乙烯磺酸钠、11.9976％丙烯酰胺；步骤2，得到初级反应液后，再向反应釜内通入氮气10min，以200r／min搅拌条件下升温至65℃，得到中间反应液；步骤3，向剩余9.9980％水中加入0.0200％过硫酸铵引发剂中，得到引发溶液；步骤4，待步骤2中的中间反应液升温至65℃后，在10min内向中间反应液中加入引发溶液，在65℃下继续保温反应5h，得溶液反应物；步骤5，将溶液反应物依次进行冷冻、干燥、粉碎后，即得固井水泥浆用温敏降失水剂。
[0020]实施例2本专利技术的一种固井水泥浆用温敏降失水剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1，向反应釜中加入69.9720％水，再向反应釜中加入5.9980％温敏单体、13.9940 %亲水单体，搅拌溶解完全后，调节反应釜内溶液的pH值至9，得到初级反应液；其中，温敏单体为N,N
‑
二甲基丙烯酰胺，13.994 0%亲水单体包括4.9979％对苯乙烯磺酸钠、8.9961％2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸；步骤2，得到初级反应液后，再向反应釜内通入氮气10min，以200r／min搅拌条件下升温至60℃，得到中间反应液；步骤3，向剩余9.9960％水中加入0.0400％过硫酸铵引发剂中，得到引发溶液；步骤4，待步骤2中的中间反应液升温至60℃后，在10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固井水泥浆用温敏降失水剂，其特征在于，由以下质量百分比的组份制成：亲水单体4.9990～19.9960％，温敏单体4.0000～9.9980％，水69.9860～89.9910％，引发剂0.0100～0.0400％；所述亲水单体为对苯乙烯磺酸钠、丙烯酰胺、2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸、N
‑
乙烯基吡咯烷酮中至少一种；所述温敏单体为N,N
‑
二甲基丙烯酰胺、N
‑
异丙基丙烯酰胺中至少一种。2.根据权利要求1所述固井水泥浆用温敏降失水剂，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵中至少一种。3.一种权利要求1～2任一项所述固井水泥浆用温敏降失水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，向反应釜...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪少青，杜培伟，蒋卓颖，覃勇，张凯敏，谭元铭，张云华，李雨威，罗龙，曾夏茂，
申请(专利权)人：中石化西南石油工程有限公司固井分公司，
类型：发明
国别省市：