一种油井水泥用热塑性弹性材料的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种油井水泥用热塑性弹性材料的制备方法，包括：将可反应型溶剂和油溶性引发剂进行第一混合，得到混合液；将水溶性单体溶解于水中调节pH值，得到溶解液；将所述溶解液、混合液和热塑性弹性材料进行第二混合，得到混合物；将水溶性引发剂和所述混合物进行第三混合后反应，得到油井水泥用热塑性弹性材料。本发明专利技术提供了一种油井水泥用核壳结构的热塑性弹性材料TKA，以热塑性弹性材料(TPE)为核，加入到可反应型溶剂与水溶性单体的混合溶液中引发聚合，通过化学键作用在表面形成亲水性壳体，使其在亲水的同时保留自身力学性能，改善水泥石力学性能。本发明专利技术无需特殊生产设备，反应条件简单，适合规模生产。适合规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种油井水泥用热塑性弹性材料的制备方法


[0001]本专利技术属于油气井固井
，尤其涉及一种油井水泥用热塑性弹性材料的制备方法。

技术介绍

[0002]固井工程是为了加固井壁，保证继续钻进，封隔油、气和水层，保证勘探期间的分层试油及在整个开采中合理的油气生产，为此下入优质钢管，并在井筒与钢管间的环空充填水泥的作业。近年来随页岩气井的大力开发，页岩气井、储气库井日益增多，对固井水泥浆体系的弹韧性提出了更高的要求。
[0003]目前常用的水泥浆增韧材料主要有胶乳、纤维和橡胶，均存在一定缺陷，如胶乳体系加量敏感、易絮凝，橡胶为疏水材料，易出现悬浮稳定问题。热塑性弹性材料被称为第三代橡胶，具有优异的高温可塑性和一定的热膨胀性，是改善水泥石弹韧性的理想材料，但因其疏水性不能直接用于水泥浆体系中。
[0004]因此，研发一种以热塑性弹性材料为基础的油井水泥用增韧材料，在水泥浆泵送过程不聚集、悬浮稳定，水泥石固化后均匀分散，进而改善水泥石高温下的弹韧性，在页岩气井后期压裂、储气库井反复高压注气过程中，保证水泥环完整性实现长效密封，是十分必要的。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种油井水泥用热塑性弹性材料的制备方法，本专利技术提供的方法制备的油井水泥用热塑性弹性材料具有较好的性能。
[0006]本专利技术提供了一种油井水泥用热塑性弹性材料的制备方法，包括：
[0007]将可反应型溶剂和油溶性引发剂进行第一混合，得到混合液；
[0008]将水溶性单体溶解于水中调节pH值，得到溶解液；
[0009]将所述溶解液、混合液和热塑性弹性材料进行第二混合，得到混合物；
[0010]将水溶性引发剂和所述混合物进行第三混合后反应，得到油井水泥用热塑性弹性材料。
[0011]优选的，所述可反应型溶剂选自3
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷(A
‑
172)中的一种或几种。
[0012]优选的，所述油溶性引发剂选自偶氮二异丁腈和过氧化苯甲酰中的一种或几种。
[0013]优选的，所述可反应型溶剂和油溶性引发剂的质量比为(100～200)：(0.5～1.5)。
[0014]优选的，所述水溶性单体选自丙烯酸、衣康酸和2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸中的一种或几种。
[0015]优选的，所述水溶性引发剂选自过硫酸铵和过硫酸钾中的一种或几种。
[0016]优选的，所述溶解的温度为50～70℃。
[0017]优选的，所述调节pH值采用pH调节剂进行调节；
[0018]所述pH调节剂选自氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或几种。
[0019]优选的，所述可反应型溶剂和水性引发剂的质量比为(100～200)：(0.1～1)。
[0020]优选的，所述热塑性弹性体材料选自聚酯类和聚氨酯类热塑性弹性材料中的一种或几种。
[0021]本专利技术将热塑性弹性材料进行改性引入到油气井固井中，降低水泥石弹韧性，保证井筒完整性，实现长效密封。本专利技术提供了一种油井水泥用核壳结构的热塑性弹性材料TKA，以热塑性弹性材料(TPE)为核，加入到可反应型溶剂与水溶性单体的混合溶液中引发聚合，通过化学键作用在表面形成亲水性壳体，使其在亲水的同时保留自身力学性能，改善水泥石力学性能。较吸附方式改性的热塑性橡胶等油井水泥用增韧材料，TKA亲水壳体表面的亲水基团水化能力更强，在水泥浆中的分散性更好，不会出现漂浮、沉降等现象；同时化学键连接的亲水基团热稳定性更强，能够应用于更高的固井施工温度；TKA能够均匀分散在水泥浆中，可用在大温差、长井段固井施工中，改善水泥石硬脆性，增强水泥石弹韧性，满足后期开采和分段压裂对水泥石力学性能的需求，保证油气井长期稳定开发。本专利技术无需特殊生产设备，反应条件简单，适合规模生产。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例4制备的改性TKA在水泥石中的分散状态。
具体实施方式
[0023]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本专利技术保护的范围。应理解，本专利技术实施例仅用于说明本专利技术的技术效果，而非用于限制本专利技术的保护范围。实施例中，所用方法如无特别说明，均为常规方法。
[0024]本专利技术提供了一种油井水泥用热塑性弹性材料的制备方法，包括：
[0025]将可反应型溶剂和油溶性引发剂进行第一混合，得到混合液；
[0026]将水溶性单体溶解于水中调节pH值，得到溶解液；
[0027]将所述溶解液、混合液和热塑性弹性材料进行第二混合，得到混合物；
[0028]将水溶性引发剂和所述混合物进行第三混合后反应，得到油井水泥用热塑性弹性材料。
[0029]在本专利技术中，所述可反应型溶剂优选选自3
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷(KH
‑
570)、乙烯基三甲氧基硅烷(A
‑
171)和乙烯基三乙氧基硅烷(A
‑
172)中的一种或几种。
[0030]在本专利技术中，所述油溶性引发剂优选选自偶氮二异丁腈和过氧化苯甲酰中的一种或几种。
[0031]在本专利技术中，所述可反应型溶剂和油溶性引发剂的质量比优选为(100～200)：(0.5～1.5)，更优选为(130～170)：(0.8～1.2)，最优选为150：1。
[0032]在本专利技术中，所述第一混合优选在敞口容器中进行；所述第一混合优选充分分散均匀。
[0033]在本专利技术中，所述水溶性单体优选选自丙烯酸、衣康酸和2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙
磺酸中的一种或几种。
[0034]在本专利技术中，所述水溶性单体和水的质量比优选为(10～50)：(20～100)，更优选为(20～40)：(30～80)，更优选为(25～35)：(40～60)，最优选为30：50。
[0035]在本专利技术中，所述溶解优选为充分溶解，得到均一水溶液；所述溶解的温度优选为50～70℃，更优选为55～65℃，最优选为60℃。
[0036]在本专利技术中，所述调节pH值优选采用pH调节剂进行调节。
[0037]在本专利技术中，所述pH调节剂优选选自氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或几种。
[0038]在本专利技术中，所述水溶性单体和pH调节剂的质量比优选为(10～50)：(10～44)，更优选为(20～40)：(15～40)，更优选为(25～35)：(20～35)，最优选为30：(25～30)。
[0039]在本专利技术中，所述热塑性弹性体材料优选选自聚酯类(TPEE)和聚氨酯类(TPU)热塑性弹性材料中的一种或几种。
[0040]在本专利技术中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油井水泥用热塑性弹性材料的制备方法，包括：将可反应型溶剂和油溶性引发剂进行第一混合，得到混合液；将水溶性单体溶解于水中调节pH值，得到溶解液；将所述溶解液、混合液和热塑性弹性材料进行第二混合，得到混合物；将水溶性引发剂和所述混合物进行第三混合后反应，得到油井水泥用热塑性弹性材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可反应型溶剂选自3
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷(A
‑
172)中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述油溶性引发剂选自偶氮二异丁腈和过氧化苯甲酰中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可反应型溶剂和油溶性引发剂的质量比为(100～200)：(0.5～1....

【专利技术属性】
技术研发人员：郑志军，李晓岚，郭鹏，杨朝光，李艳，马小龙，
申请(专利权)人：中石化中原石油工程有限公司中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：