一种油井水泥缓凝剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种油井水泥缓凝剂及其制备方法和应用。本发明专利技术的油井水泥缓凝剂的制备原料包括：增强剂、稳定剂、酒石酸、葡庚糖酸钠、葡萄糖酸钠和去离子水。该油井水泥缓凝剂适用温度范围为100～180℃，能够适应80℃较大温差的强度需求，能够解决高温缓凝剂耐温能力差、加量没有线性关系、顶部水泥石强度发展缓慢和工业化困难的问题。工业化困难的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种油井水泥缓凝剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种油井水泥缓凝剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]为了满足固井施工的需要，控制水泥浆的凝结时间，需要在水泥浆中添加一定比例的缓凝剂，适应不同的井底温度的要求，缓凝剂通常分为低温、中温和高温缓凝剂，目前高温缓凝剂主要分类：(1)木质素磺酸盐；(2)纤维素及其衍生物；(3)含特殊官能团及结构的有机小分子；(4)无机酸、无机盐或氧化物；(5)合成高分子聚合物，使用较多的还是无机酸、多糖类和合成高分子聚合物，这些材料价廉易得且具有较好的缓凝作用，很受各大油田和企业单位欢迎，但因其结构的非均性导致使用效果差异多变，往往存在对水泥选择性强、加量敏感、不抗高温、长封固段大温差顶部强度发展慢等弊病。
[0003]国外关于高温缓凝剂的机理研究和产品开发主要还是集中在满足高温高压条件下缓凝剂的使用需求，例如：Tiemeyer C.等研究了AMPS/IA合成的高温缓凝剂在200℃高温下的缓凝作用机理及其与降失水聚合物的相互作用。Reddy等开发了含磺酸和羧酸基团的共聚物作为高温缓凝剂，耐温高达300℃。Halliburton产品目录不断更新，推出的SCR
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500
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和SCR
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500L
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合成缓凝剂，在高温井长间隔段大温差下，提供比其他缓凝剂更稳定一致的稠化时间；比木质素磺酸盐提供更快的发展强度，和更好的批次重现性；中石化工程院温度广谱型油井水泥缓凝剂SCR
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3，适用温度：100～170℃，大温差适应范围70℃。
[0004]综上，国外的缓凝剂耐高能力强，可以适用大温差强度发展的需要，但价格昂贵，很难在国内市场推广应用。而国内的缓凝剂适应温度普遍适用温度范围100～160℃，适应60℃温差的强度需求，随着勘探开发难度的加大，无法满足耐温能力提到180℃，温差范围80℃的需求。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提供一种新的油井水泥缓凝剂，该油井水泥缓凝剂适用温度范围为100～180℃，能够适应80℃较大温差的强度需求，能够解决高温缓凝剂耐温能力差、加量没有线性关系、顶部水泥石强度发展缓慢和中试工业化困难的问题，且价格低廉。
[0006]本专利技术第一方面提供了一种油井水泥缓凝剂，其制备原料包括：增强剂、稳定剂、酒石酸、葡庚糖酸钠、葡萄糖酸钠和去离子水。
[0007]根据本专利技术所述的缓凝剂的一些实施方式，优选地，各物质的用量为：增强剂0.01～2重量份、稳定剂10～30重量份、酒石酸5～20重量份、葡庚糖酸2～15重量份、葡萄糖酸钠0.5～10重量份、去离子水100重量份。
[0008]根据本专利技术所述的缓凝剂的一些实施方式，优选地，以重量份计，各物质的用量为：增强剂0.1～1重量份、稳定剂15～20重量份、酒石酸10～15重量份、葡庚糖酸钠5～10重量份、葡萄糖酸钠1～5重量份、去离子水100重量份。
[0009]根据本专利技术所述的缓凝剂的一些实施方式，优选地，增强剂与稳定剂的重量比为0.005～0.015:1。
[0010]根据本专利技术所述的缓凝剂的一些实施方式，优选地，所述稳定剂为黄糊精。
[0011]根据本专利技术所述的缓凝剂的一些实施方式，优选地，所述增强剂为纳米石墨烯，优选为1～3层，更优选单层率≥80％。
[0012]根据本专利技术所述的缓凝剂的一些实施方式，优选地，所述增强剂的碳含量＞98％。
[0013]根据本专利技术所述的缓凝剂的一些实施方式，优选地，所述增强剂的D50片径为7～12μm。
[0014]在本专利技术中，各物质可以通过商购或自主制备获得。
[0015]本专利技术第二方面提供了一种上述的油井水泥缓凝剂的制备方法，包括以下步骤：
[0016]步骤I、将稳定剂、酒石酸、葡庚糖酸钠、葡萄糖酸钠依次投入去离子水中并进行反应，得到第一溶液；
[0017]步骤II、将所述第一溶液与增强剂混合，然后进行分散。
[0018]根据本专利技术所述的制备方法的一些实施方式，优选地，所述反应的条件包括：温度为40～60℃，时间为0.5～2h。
[0019]根据本专利技术所述的制备方法的一些实施方式，优选地，所述混合的条件包括：时间为0.5～2h。
[0020]根据本专利技术所述的制备方法的一些实施方式，优选地，所述分散的条件包括：温度为40～60℃，时间为30～120min。
[0021]本专利技术第三方面提供了上述的油井水泥缓凝剂在油田领域中的应用。尤其是油田化学助剂化学领域。
[0022]本专利技术的有益效果：
[0023](1)本专利技术的缓凝剂耐温能力好，能满足100～180℃的要求，而且缓凝剂的加量线性关系好，水泥浆体系好调，强度能适应80℃大温差需求。
[0024](2)本专利技术的缓凝剂的制备工艺简单，适宜工业化生产。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术更加容易理解，下面将结合实施例来详细说明本专利技术，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本专利技术的应用范围。
[0026]在以下实施例中，
[0027]增强剂为购自深圳市宏达昌进化科技有限公司的纳米石墨烯，为1～3层，单层率为80％，碳含量＞98％，D50片径为7～12μm。
[0028]稳定剂为黄糊精，通过商购获得。
[0029]【实施例1】
[0030](1)油井水泥缓凝剂，其制备原料包括：去离子水100重量份，增强剂0.25重量份，稳定剂18重量份，酒石酸14.4重量份，葡庚糖酸钠7.2重量份，葡萄糖酸钠3.6重量份。
[0031](2)采用上述重量份的原料，制备油井水泥缓凝剂：
[0032]步骤I、将稳定剂、酒石酸、葡庚糖酸钠、葡萄糖酸钠依次投入去离子水中，升温至50℃，反应1h，得到第一溶液；
[0033]步骤II、将得到的第一溶液与增强剂混合搅拌1h，然后采用冷水浴，在50℃下分散45min，得到油井水泥缓凝剂。
[0034]【实施例2】
[0035](1)油井水泥缓凝剂，其制备原料包括：去离子水100重量份，增强剂0.25重量份，稳定剂18重量份，酒石酸10重量份，葡庚糖酸钠7.2重量份，葡萄糖酸钠3.6重量份。
[0036](2)采用(1)的原料，并按照实施例1的制备方法制备得到油井水泥缓凝剂。
[0037]【实施例3】
[0038](1)油井水泥缓凝剂，其制备原料包括：去离子水100重量份，增强剂0.25重量份，稳定剂18重量份，酒石酸14.4重量份，葡庚糖酸钠5重量份，葡萄糖酸钠3.6重量份。
[0039](2)采用(1)的原料，并按照实施例1的制备方法制备得到油井水泥缓凝剂。
[0040]【实施例4】
[0041](1)油井水泥缓凝剂，其制备原料包括：去离子水100重量份，增强剂1重量份，稳定剂20重量份，酒石酸15重量份，葡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油井水泥缓凝剂，其制备原料包括：增强剂、稳定剂、酒石酸、葡庚糖酸钠、葡萄糖酸钠和去离子水。2.根据权利要求1所述的油井水泥缓凝剂，其特征在于，各物质的用量为：增强剂0.01～2重量份、稳定剂10～30重量份、酒石酸5～20重量份、葡庚糖酸2～15重量份、葡萄糖酸钠0.5～10重量份、去离子水100重量份；优选地，以重量份计，各物质的用量为：增强剂0.1～1重量份、稳定剂15～20重量份、酒石酸10～15重量份、葡庚糖酸钠5～10重量份、葡萄糖酸钠1～5重量份、去离子水100重量份。3.根据权利要求1或2所述的油井水泥缓凝剂，其特征在于，增强剂与稳定剂的重量比为0.005～0.015:1。4.根据权利要求1
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3中任意一项所述的油井水泥缓凝剂，其特征在于，所述稳定剂为黄糊精。5.根据权利要求1
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4中任意一项所述的油井水泥缓凝剂，其特征在于，所述增强剂为纳米石墨...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建，周仕明，王牧，刘学鹏，魏浩光，苗霞，穆海朋，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：