一种油（气）井固井用的新型水泥宽带缓凝剂的制备方法，以顺丁烯二酸、２－丙烯酰胺－２－甲基丙磺酸（ＡＭＰＳ）为原料，过硫酸铵和亚硫酸氢钠为引发剂，在４５℃环境中反应６小时制成具有温度不敏感性的高分子聚合物即为本发明专利技术。用它加入水泥浆中，能够延长水泥浆在６０～１５０℃下的稠化时间，并且具有良好温度不敏感性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种适用于长封固段固井中应用的能够减少侯凝时间、降低气窜发生机率、 温度敏感性差的宽带缓凝剂。
技术介绍
随着石油勘探领域不断向复杂及深部油气藏拓展，尤其是国内勘探进程的快速发展，为 了满足地层的复杂性和预处理复杂情况的应急措施耍求，长封固段固井的井次越来越多，因 此，长封固段固井技术显示出其重要性。由于固井长度的增加，存在水泥浆柱顶部和底部温 差大的因素，容易造成顶底水泥浆侯凝时间相差太大，严重影响了后续作业的进行。现有的缓凝剂对温度的敏感性很大，底部水泥浆能够按照施工要求凝冏，而顶部水泥浆 往往出现"过缓凝"现象。本专利旨在研制一种温度不敏感性的宽带缓凝剂，使水泥浆在长 封固段的底部和顶部的稠化时间接近，以便满足在施工过程中长封固段的底部和顶部同时凝 固，既可以满足减少水泥浆失重对气窜的影响，又可以缩短候凝时间快速进入下-作业程序。
技术实现思路
为了解决长封固段固井作业中顶部和底部水泥浆侯凝时间差较大的要求，本专利提供了 一种长封固段固井中使用的宽带缓凝剂AMPS-顺丁烯二酸，它不仅能够延长水泥浆在60 15() 'C下的稠化时间，还具有良好温度不敏感性。2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)中含有不饱和的活泼乙烯基双键，可与烯类单体 共聚，表现出很好的加成聚合性能；其结构单元中含有强阴离子性和亲水性官能团磺酸基， 具有抗盐性、耐高温性；含有酰胺基团，只有较好的水解稳定性、抗酸碱及热稳定性；含有 高电荷的羰基，具有良好的吸附性和络合性。两种单休都含有碳碳不饱和键，在引发剂的作 用下，两者发生6由基聚合反应，生成高分子聚合物。其化学反应方程式如下XCH 二CH2+yH 二g——^"H —亍H—CJH — CH24ni二o —一一一— 一一NHCH2 ~"CO CO OH OHCO CO OH OHC二OINHH3C-p—Chi CH2 '聚合反应的条件为反应的母液为去离子水，两种单体(AMPS和顺丁烯二酸)之间的配比为3:1，引发剂(过硫酸钠和亚硫酸氢氨)浓度为0.5%，反应温度为45。C， pH值为6，3反应时间为6小时。.本专利技术的有益效果是当缓凝剂加量为6.25%时，60'C 15(TC范围内的温度环境的水泥浆稠化时间相差不大。 完全可以满足长封固段固井安全施工的需要。60匸 150'C范围内的稠化时间数据见表i。表1 6(TC 150'C稠化时间数据表<table>table see original document page 4</column></row><table>附图说明附图1是聚合物的纟T外光谱图。1048.90on—]、 1179.87 cm人]55.26cm—'、 3441.50cm-' 为AMPS链节中的特征吸收，其中1048.90cm—1为磺酸基中S-0的伸縮振动峰，1173.87 cm-'' 为酰胺基中一CO—的伸縮振动峰，1392.38 cm—1处的吸收峰为一CH3的面内变形振动与一NH 一的剪式振动峰的重叠峰；1466.82cm—1为一CH2—与一CH3的面外变形振动的重叠峰； 1551.26cm—1为AMPS链节中一NH—的变形振动峰与C-N的伸缩振动峰的偶合，3441.50cnf1 为AMPS分子结构中的一NH—的伸缩振动峰；1669.60cm—1为顺T烯二酸链节中—COO --的 吸收峰，这说明该聚合物为顺丁烯二酸和AMPS的共聚物。由阁！还可以看出，3100-3000 cm-'处的-CH2禾t^CH—基团中的一CH—伸缩振动峰消失， 1660cm」 1630cm—1处-一C=C—的伸縮振动峰消失，这表明顺丁烯二酸与AMPS进行了充分 的共聚反应。具体实施例方式实施例(1) 量取若干体积的去离子水，置于两个烧杯中，待用；(2) 按照单体浓度10%、单体AMPS和顺丁烯二酸之间的比例3:1秤取，并溶解；(3) 将烧杯中滴入NaOH溶液，调pH为6;(3) 按照单体的浓度0.5。/。称量过硫酸铵和亚硫酸氢钠，置于另一烧杯中，溶解；(4) 将AMPS和顺丁烯二酸的溶液放入四口烧瓶中，开始搅拌；(5) 通入氮气，去除烧瓶中的氧，并将溶液加热到45。C;(6) 约30分钟后加入过引发剂，并继续通入氮气10分钟，结束通气保护，反应6小时， 得到粘稠液体物。权利要求1. 一种油气井固井宽带缓凝剂AMPS-顺丁烯二酸，其特征是2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)与顺丁烯二酸的共聚物，在水泥浆中加入相同量的聚合物时，不同温度的水泥浆稠化时间相差不大。2. 根据权利要求1所述的宽带缓凝剂AMPS-顺丁烯二酸，合成工艺及方法。其特征是合成 单体AMPS和顺丁烯二酸之间的配比为3:1，引发剂为过硫酸铵和亚硫酸氢钠，单体浓度为 5% 15%，引发剂浓度为0.1%~1%，反应温度为30~60°C， pH值为6，聚合时问为4 8小时， 溶剂为去离子水。全文摘要一种油(气)井固井用的新型水泥，以顺丁烯二酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料，过硫酸铵和亚硫酸氢钠为引发剂，在45℃环境中反应6小时制成具有温度不敏感性的高分子聚合物即为本专利技术。用它加入水泥浆中，能够延长水泥浆在60～150℃下的稠化时间，并且具有良好温度不敏感性。文档编号C09K8/42GK101503619SQ20091001456公开日2009年8月12日 申请日期2009年3月9日 优先权日2009年3月9日专利技术者伟 刘, 唐延彦, 步玉环, 魏绪伟 申请人:中国石油大学(华东)本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种油气井固井宽带缓凝剂ＡＭＰＳ－顺丁烯二酸，其特征是：２－丙烯酰胺－２－甲基丙磺酸（ＡＭＰＳ）与顺丁烯二酸的共聚物，在水泥浆中加入相同量的聚合物时，不同温度的水泥浆稠化时间相差不大。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：步玉环，刘伟，唐延彦，魏绪伟，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]
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