耐高温水泥缓凝剂的制备和使用方法技术

技术编号:9963885 阅读:327 留言:0更新日期:2014-04-24 11:00
本发明专利技术公开了一种耐高温水泥缓凝剂的制备及使用方法,步骤如下:将占单体总质量40~60%的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、20~40%的衣康酸和10~20%的马来酸溶解于质量为单体总质量2~4倍的水中,除氧、加入占单体总质量1.5~3%的引发剂过硫酸铵,在75~100℃条件下反应3~6h,然后冷却至室温,即得所述耐高温水泥缓凝剂。该方法制得的耐高温水泥缓凝剂能在100~230℃温度范围内使用,其添加量不敏感,稠化过渡时间短,与其它油井水泥外加剂匹配性良好,对水泥石的强度发展没有不良影响,具有很好的抗盐性能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种耐高温水泥缓凝剂的制备及使用方法,步骤如下:将占单体总质量40~60%的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、20~40%的衣康酸和10~20%的马来酸溶解于质量为单体总质量2~4倍的水中,除氧、加入占单体总质量1.5~3%的引发剂过硫酸铵,在75~100℃条件下反应3~6h,然后冷却至室温,即得所述耐高温水泥缓凝剂。该方法制得的耐高温水泥缓凝剂能在100~230℃温度范围内使用,其添加量不敏感,稠化过渡时间短,与其它油井水泥外加剂匹配性良好,对水泥石的强度发展没有不良影响,具有很好的抗盐性能。【专利说明】
本专利技术属于水泥添加剂领域,特别是涉及一种。
技术介绍
随着钻井技术的提高和油田开采难度的增加,钻井向深井、超深井、复杂井发展,井底温度和压力明显提高,而高温高压下固井过程中油井水泥浆快速稠化,满足不了固井施工的要求。为保证施工安全,水泥浆中需要加入合适的缓凝剂以使注水泥作业安全顺利地进行。现有已有的水泥缓凝剂主要有单宁衍生物、褐煤制剂、糖类化合物、硼酸及其盐类、有机膦化物、木质素磺酸盐及其改性产品、羟乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、有机酸、合成有机聚合物等等。最常用的缓凝剂是木质素磺酸盐类产品,而上世纪90年代以后重点开发的则是合成聚合物类产品。由于天然聚合物及其改性产品可能引起原料差异而导致性能不稳定,且其在高温下基本特性会受到破坏而导致失效。合成聚合物则具有较强的高温稳定性,而且重复生产的产品能一直保持理想的性能。目前,国内生产和使用的用于井温80°C以上的油井水泥缓凝剂普遍存在着缺陷,其适用温度范围一般仅有40°C的跨度,对温度的敏感性较强,大多数产品在井温增加或减小10°C时,添加量会增加或减少一半,这会对固井作业的安全性产生负面影响。
技术实现思路
为了解决上述技术问题,本专利技术提供了一种;该方法制得的耐高温水泥缓凝剂能在100~230°C温度范围内使用,其添加量不敏感,稠化过渡时间短,与其它油井水泥外加剂匹配性良好,对水泥石的强度发展没有不良影响,具有很好的抗盐性能。这种耐高温水泥缓凝剂的制备、使用方法简单,易于操作。为此,本专利技术的技术方案为:一种耐高温水泥缓凝剂的制备方法,步骤为:将占单体总质量40~60 %的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、20~40%的衣康酸和10~20%的马来酸溶解于质量为单体总质量2~4倍的水中,除氧、加入占单体总质量1.5~3%的过硫酸铵,在75~100°C条件下反应3~6h,然后冷却至室温,即得所述耐高温水泥缓凝剂。其中:单体总质量是2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、衣康酸和马来酸的质量和。将上述方法制得的耐高温水泥缓凝剂后还利用碱性物质调节其pH=6~7,可保持该耐高温水泥缓凝剂的性能稳定,使其保质期达到2年。所述除氧的方法是将氮气通入反应容器。所述引发剂在除氧至少20min后加入反应体系。所述调节pH值的方法是利用氢氧化钠、碳酸钠溶液调节。所述耐高温水泥缓凝剂的使用方法,其中水泥为油井或气井使用的水泥,以水泥重量100份计的配比为:【权利要求】1.一种耐高温水泥缓凝剂的制备方法,其特征在于:将占单体总质量40~60 %的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、20~40%的衣康酸和10~20%的马来酸溶解于质量为单体总质量2~4倍的水中,除氧、加入占单体总质量1.5~3%的过硫酸铵,在75~100°C条件下反应3~6h,然后冷却至室温,即得所述耐高温水泥缓凝剂。2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:制得所述耐高温水泥缓凝剂后还利用碱性物质调节其pH=6~7。3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述除氧的方法是将氮气通入反应容器。4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述引发剂在除氧至少20min后加入反应体系。5.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于:利用氢氧化钠、碳酸钠调节pH值。6.一种耐高温水泥缓凝剂的使用方法,所述水泥为油井或气井使用的水泥,其特征在于:以水泥重量100份计的配比为: 【文档编号】C09K8/467GK103739779SQ201310733606【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2013年12月19日 【专利技术者】刘景丽, 王野, 赵德喜, 王菁, 任路 申请人:中国石油集团渤海钻探工程有限公司本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种耐高温水泥缓凝剂的制备方法,其特征在于:将占单体总质量40~60%的2?丙烯酰胺基?2?甲基丙磺酸、20~40%的衣康酸和10~20%的马来酸溶解于质量为单体总质量2~4倍的水中,除氧、加入占单体总质量1.5~3%的过硫酸铵,在75~100℃条件下反应3~6h,然后冷却至室温,即得所述耐高温水泥缓凝剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:刘景丽王野赵德喜王菁任路
申请(专利权)人:中国石油集团渤海钻探工程有限公司
类型:发明
国别省市:

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