一种抗盐低温早强降失水剂及其制备方法技术

本申请公开了一种抗盐低温早强降失水剂及其制备方法，降失水剂由以下组分聚合得到：100重量份的2

【技术实现步骤摘要】
一种抗盐低温早强降失水剂及其制备方法


[0001]本申请涉及油田固井水泥领域，尤其涉及一种抗盐低温早强降失水剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]盐穴储气库能否长期高效运行的关键取决于盐穴腔体及井筒的密封性能，固井质量对于保障井筒密封最为重要。
[0003]盐穴型储气库一般盐层埋深较浅，地层温度低，最高温度为60℃，正常固井作业时井内最高温度一般在50℃左右，冬季时更低。对于含盐水泥浆体系来说，低温下其稳定性差、失水量不易控制、抗压强度发展缓慢，触变性强，流变性不佳，使固井质量难以保证。
[0004]目前市售降失水剂多为AMPS聚合物，为提高其控失水能力，尤其是在含盐水泥浆中的控失水能力，常常引入大量含有强吸附能力的羧酸类单体，这往往会导致降失水剂的缓凝性能增强，相同实验条件下，水泥浆的稠化时间延长，抗压强度发展缓慢，尤其在低温条件下，此现象更加明显，严重影响固井施工质量。因此，为保障盐穴型储气库的固井质量，亟需研发出具有抗盐且低温早强的降失水剂。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种抗盐低温早强降失水剂及其制备方法，能够具有抗盐、低温早强的特性。
[0006]本申请采用了下列技术方案：
[0007]本申请提供了一种抗盐低温早强降失水剂，用于盐穴型储气库固井作业，由以下组分聚合得到：
[0008]100重量份的2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸、0.1～0.5重量份的交联单体、1～3重量份的分子量调节剂、1～3重量份的醇类单体、8～10重量份的酰胺类单体、0.5～1.0重量份的羧酸类单体以及300～400重量份的水。
[0009]其中，交联单体与分子量调节剂用于控制降失水剂的交联结构及分子量分布，综合提高降失水剂在使用降失水剂配制而成的含盐水泥浆中的控失水能力。醇类单体用于促进含盐水泥浆在低温条件下的强度发展。
[0010]进一步地，交联单体包括二甲基丙烯酸乙二醇酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯中的至少一种。
[0011]进一步地，分子量调节剂包括异丙醇、十二硫醇中的至少一种。
[0012]进一步地，醇类单体包括甲基烯丙醇、乙烯醇中的至少一种。
[0013]进一步地，酰胺类单体包括N,N
‑
二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺中的至少一种。
[0014]进一步地，羧酸类单体包括衣康酸、丙烯酸中的至少一种。
[0015]本申请提供了一种上述的抗盐低温早强降失水剂的制备方法，包括以下步骤：
[0016]向反应器中加入水、2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸、交联单体、分子量调节剂、醇类单
体、酰胺类单体、羧酸类单体，得到反应液。
[0017]搅拌反应液，将反应液的氢离子浓度指数调节至6～7，将反应液的温度升高至50～60℃，待反应液中的各组分均溶解后，向反应液中加入引发剂0.5～0.7重量份，反应2～3小时，冷却至室温，得到降失水剂。
[0018]进一步地，向反应器中依次加入水、2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸、交联单体、分子量调节剂、醇类单体、酰胺类单体、羧酸类单体。
[0019]进一步地，在200转/分钟的速度下搅拌反应液。
[0020]进一步地，引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐中的至少一种。
[0021]与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：
[0022]本申请的降失水剂通过添加交联单体与分子量调节剂控制降失水剂的交联结构及分子量分布，在基本不影响含盐水泥浆流变性能的基础上，综合提高降失水剂在含盐水泥浆中的控失水能力，还通过添加醇类单体及降低羧酸单体用量，促进使用降失水剂配制的含盐水泥浆在低温条件下的强度发展，因此，本申请的降失水剂具有良好的控失水性能、抗盐性能及低温早强性能，使用降失水剂配制含盐水泥浆时，可保障含盐水泥浆低温下稳定性好、失水优、抗压强度发展快，52℃条件下6h起强度，24h抗压强度大于30MPa，流变性佳，进而保障固井质量。本申请的降失水剂适用于盐穴型储气库固井作业。
附图说明
[0023]图1是本申请实施例1中降失水剂制备的含盐水泥浆在52℃条件下的稠化曲线图；
[0024]图2是本申请实施例2中降失水剂制备的含盐水泥浆在52℃条件下的静胶凝曲线图；
[0025]图3是本申请实施例3中降失水剂制备的含盐水泥浆的三轴曲线图。
具体实施方式
[0026]下面将对本申请实施例中的技术方法进行清晰、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0027]本申请的实施例提供了一种抗盐低温早强降失水剂，用于盐穴型储气库固井作业，具体用于配制盐穴型储气库固井作业时所用的水泥浆。降失水剂由以下组分聚合得到：
[0028]100重量份的2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸、0.1～0.5重量份的交联单体、1～3重量份的分子量调节剂、1～3重量份的醇类单体、8～10重量份的酰胺类单体、0.5～1.0重量份的羧酸类单体以及300～400重量份的水。
[0029]其中，2
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丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸具有良好的水溶性，且其分子内具有亲水性的磺酸基及聚合性的乙烯基，在一定条件下可以与其它组分发生共聚反应。
[0030]交联单体可以为二甲基丙烯酸乙二醇酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯中的至少一种，如交联单体可以为二甲基丙烯酸乙二醇酯，也可以为二甲基丙烯酸乙二醇酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的混合物。
[0031]通过添加交联单体，使降失水剂制备含盐水泥浆时，降失水剂进行交联，在含盐水泥浆中形成空间网状结构，这样即使在降低羧酸类强吸附单体的条件下，依然可以控制含盐水泥浆的控失水能力，同时促进含盐水泥浆在低温下的强度发展。
[0032]当交联单体的用量超过0.5重量份时，通过本申请的降失水剂制备的含盐水泥浆的稠度高，流变性能变差，因此，交联单体的用量不超过0.5重量份。优选地，交联单体的用量为0.1～0.5重量份。交联单体的用量可以为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5等重量份。
[0033]分子量调节剂可以为异丙醇、十二硫醇中的至少一种，如分子量调节剂可以为异丙醇，也可以为异丙醇、十二硫醇的混合物。分子量调节剂的用量可以为1、1.3、1.5、2、2.3、2.5、3等重量份。
[0034]通过添加分子量调节剂，使通过降失水剂制备含盐水泥浆时，可以降低降失水剂的分子量，配合控制交联单体的用量，保障降失水剂形成微交联的状态，使其既能控制含盐水泥浆的失水，又不过分影响含盐水泥浆的流变性能，同时还能对含盐水泥浆起到一定的悬浮稳定作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗盐低温早强降失水剂，其特征在于，用于盐穴型储气库固井作业，由以下组分聚合得到：100重量份的2
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丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸、0.1～0.5重量份的交联单体、1～3重量份的分子量调节剂、1～3重量份的醇类单体、8～10重量份的酰胺类单体、0.5～1.0重量份的羧酸类单体以及300～400重量份的水；其中，所述交联单体与所述分子量调节剂用于控制所述降失水剂的交联结构及分子量分布，综合提高所述降失水剂在使用所述降失水剂配制而成的含盐水泥浆中的控失水能力；所述醇类单体用于促进所述含盐水泥浆在低温条件下的强度发展。2.如权利要求1所述的一种抗盐低温早强降失水剂，其特征在于，所述交联单体包括二甲基丙烯酸乙二醇酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯中的至少一种。3.如权利要求1所述的一种抗盐低温早强降失水剂，其特征在于，所述分子量调节剂包括异丙醇、十二硫醇中的至少一种。4.如权利要求1所述的一种抗盐低温早强降失水剂，其特征在于，所述醇类单体包括甲基烯丙醇、乙烯醇中的至少一种。5.如权利要求1所述的一种抗盐低温早强降失水剂，其特征在于，所述酰胺类单体包括N,N
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二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱海金，邹双，邹建龙，侯薇，赵宝辉，冯明慧，张天意，李岩阁，董子越，谢飞燕，涂思琦，杨雷，
申请(专利权)人：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：