一种复合固井助剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种复合固井助剂及其制备方法，制备方法包括如下步骤：(1)将吸附剂、抗菌剂、丙烯酰胺类单体、硅烷单体和2

【技术实现步骤摘要】
一种复合固井助剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及油田化学品
，特别涉及一种复合固井助剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]固井是指将水泥注入管套和地层之间的环形空间并经过凝固以形成水泥环的过程，利用水泥环的胶结作用和硬度，以达到封隔油、气、水层，阻止地层间流体相互窜流，保护生产层的目的。随着各国可开采的浅层油气资源的减少，油田勘探开发逐步向深井、超深井和复杂的地层方向发展，固井质量要求越来越高，井底高温高盐环境不断出现，因此对给固井带来巨大的挑战。固井水泥的强度能否在长期的高温高盐环境下保持稳定，是保证高温油井水泥环长期密封完整性、延长油井寿命的关键因素。
[0003]固井水泥在高温环境下的强度极易发生快速衰退，严重影响高温深井井筒长期完整性，导致油井寿命大大缩短。因此，一般通过在固井水泥中加入助剂来提高其在高温高盐环境下的强度。
[0004]然而，现有技术中，固井水泥助剂的抗盐和抗高温性能较差，当井底的温度或盐含量过高时，助剂中的分子链发生断裂、失活等问题，使得固井水泥的吸附能力大大减弱，严重会导致固井失败，出现安全事故。因此，需要研究一种在高温高盐含量环境中稳定性较好的复合固井助剂。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种复合固井助剂及其制备方法，该复合固井助剂在高温高盐环境中具有较好的稳定性，与固井水泥配伍后能够显著提高固井水泥的抗温抗盐性能，增强井壁的稳定性。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种复合固井助剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
[0007](1)将吸附剂、抗菌剂、丙烯酰胺类单体、硅烷单体和2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸加入溶剂中混匀，得到混合悬浊液；
[0008](2)向所述混合悬浊液中加入引发剂，经聚合反应后得到中间体聚合物；
[0009](3)向所述中间体聚合物中加入固化剂，经固化反应后得到所述复合固井助剂。
[0010]优选地，在步骤(1)中，所述吸附剂为膨润土或硅藻土中的至少一种；
[0011]所述抗菌剂为4
‑
乙基
‑4‑
大豆基硫酸乙酯吗啉、4
‑
丙烯酰吗啉、氟吗啉、蓖麻油酸锌、十一碳烯酸锌或衣康酸锌中的至少一种；
[0012]所述丙烯酰胺类单体包括第一丙烯酰胺单体和第二丙烯酰胺单体；
[0013]所述硅烷单体为四烯丙基硅烷、丙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、二甲氧基甲基乙烯基硅烷或甲基乙烯基二乙氧基硅烷中至少一种；
[0014]所述溶剂为二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二氯甲烷或四氢呋喃中的至少一种。
[0015]优选地，在步骤(1)中，所述吸附剂的颗粒粒径为1000～1200目；
[0016]所述第一丙烯酰胺单体为丙烯酰胺，所述第二丙烯酰胺单体为2
‑
甲基丙烯酰胺、N,N
‑
二甲基双丙烯酰胺或N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺中的至少一种。
[0017]更为优选地，在步骤(1)中，所述丙烯酰胺类单体中，第一丙烯酰胺单体的质量百分比为0.1～0.5％，第二丙烯酰胺单体的质量百分比为99.5～99.9％。
[0018]优选地，在步骤(2)中，向所述悬浊液中加入引发剂之前，还包括采用pH调节剂将所述悬浊液的pH值调节至8.0～14.0的步骤；
[0019]所述pH调节剂为氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液。
[0020]优选地，在步骤(2)中，所述引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰、偶氮二异丁腈、过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵中的至少一种。
[0021]优选地，在步骤(3)中，所述固化剂为碳酸钙、葡萄糖酸钙、乳酸钙、磷酸氢钙或硅藻土中的至少一种。
[0022]优选地，以质量份数计，吸附剂的添加量为5～60份、抗菌剂的添加量为0.15～0.5份，丙烯酰胺类单体的添加量为15～89份、硅烷单体的添加量为1.5～5份、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸的添加量为5～15份、溶剂的添加量为53.3～502.5份；
[0023]引发剂的添加量为0.1～0.3份、固化剂的添加量为1～3份。
[0024]优选地，在步骤(2)中，进行聚合反应之前，还包括向反应体系中通入氮气的步骤，所述通入氮气的时间为10～30min。
[0025]更为优选地，在步骤(2)中，分三个阶段向所述混合悬浊液中加入引发剂，其中，引发剂的添加速度随着反应时间的延长而逐渐降低。
[0026]优选地，在步骤(3)中，所述固化反应的温度为25～30℃，反应时间为20～30min；
[0027]在固化反应后，还包括将所述复合固井助剂依次干燥和粉碎的步骤；
[0028]所述干燥的温度为50～80℃，时间为20～50h。
[0029]第二方面，本专利技术提供了一种复合固井助剂，采用上述第一方面任一所述的制备方法制备得到。
[0030]本专利技术与现有技术相比至少具有如下有益效果：
[0031](1)本专利技术中采用具有吸水性能的吸附剂和丙烯酰胺类单体为支撑材料，抗菌剂、硅烷单体和2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸能够与支撑材料内部交联分步聚合，使网状结构有规律的分布在聚合物链中，并且2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸的加入能够使得聚合物分子链中带有大量的磺酸根基团，从而使得复合固井助剂具备优异的抗温抗盐性能；
[0032](2)本专利技术中制备得到的复合固井助剂为亲水性的网状链聚合物，具有更好的控水性能，将其与固井水泥配伍后能够提高固井水泥的含水率，减少固井套管粘连，表面成膜均匀，防漏效果好，并且复合助剂在高温下不易被分解，能够有效的控制水泥浆失水，提高固井水泥凝固强度并使水泥浆的强度在高温下长时间能够保持稳定。
具体实施方式
[0033]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]本专利技术提供了一种复合固井助剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
[0035](1)将吸附剂、抗菌剂、丙烯酰胺类单体、硅烷单体和2
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丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸加入溶剂中混匀，得到混合悬浊液；
[0036](2)向所述混合悬浊液中加入引发剂，经聚合反应后得到中间体聚合物；
[0037](3)向所述中间体聚合物中加入固化剂，经固化反应后得到所述复合固井助剂。
[0038]本专利技术通过对固井隔离液在高温高盐环境下的保湿和交联性能以及固井水泥在高温高盐环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合固井助剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)将吸附剂、抗菌剂、丙烯酰胺类单体、硅烷单体和2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸加入溶剂中混匀，得到混合悬浊液；(2)向所述混合悬浊液中加入引发剂，经聚合反应后得到中间体聚合物；(3)向所述中间体聚合物中加入固化剂，经固化反应后得到所述复合固井助剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中：所述吸附剂为膨润土或硅藻土中的至少一种；所述抗菌剂为4
‑
乙基
‑4‑
大豆基硫酸乙酯吗啉、4
‑
丙烯酰吗啉、氟吗啉、蓖麻油酸锌、十一碳烯酸锌或衣康酸锌中的至少一种；所述丙烯酰胺类单体包括第一丙烯酰胺单体和第二丙烯酰胺单体；所述硅烷单体为四烯丙基硅烷、丙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、二甲氧基甲基乙烯基硅烷或甲基乙烯基二乙氧基硅烷中至少一种；所述溶剂为二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二氯甲烷或四氢呋喃中的至少一种。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中：所述吸附剂的颗粒粒径为1000～1200目；所述第一丙烯酰胺单体为丙烯酰胺，所述第二丙烯酰胺单体为2
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甲基丙烯酰胺、N,N
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二甲基双丙烯酰胺或N,N
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亚甲基双丙烯酰胺中的至少一种；优选地，所述丙烯酰胺类单体中，第一丙烯酰胺单体的质量百分比为0.1～0.5％，第二丙烯酰胺单体的质量百分比为99.5～99.9％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，向所述混合悬浊液中加入引发剂之前，还包括采用pH调节剂将所述混合悬浊液的pH值调节至8.0～14....

【专利技术属性】
技术研发人员：李金江，王兵杰，荣洪杰，
申请(专利权)人：山东蓝湾新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：