耐高溫水泥緩凝劑的製備和使用方法
2023-10-09 10:52:44
耐高溫水泥緩凝劑的製備和使用方法
【專利摘要】本發明公開了一種耐高溫水泥緩凝劑的製備及使用方法,步驟如下:將佔單體總質量40~60%的2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸、20~40%的衣康酸和10~20%的馬來酸溶解於質量為單體總質量2~4倍的水中,除氧、加入佔單體總質量1.5~3%的引發劑過硫酸銨,在75~100℃條件下反應3~6h,然後冷卻至室溫,即得所述耐高溫水泥緩凝劑。該方法製得的耐高溫水泥緩凝劑能在100~230℃溫度範圍內使用,其添加量不敏感,稠化過渡時間短,與其它油井水泥外加劑匹配性良好,對水泥石的強度發展沒有不良影響,具有很好的抗鹽性能。
【專利說明】耐高溫水泥緩凝劑的製備和使用方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於水泥添加劑領域,特別是涉及一種耐高溫水泥緩凝劑的製備和使用方法。
【背景技術】
[0002]隨著鑽井技術的提高和油田開採難度的增加,鑽井向深井、超深井、複雜井發展,井底溫度和壓力明顯提高,而高溫高壓下固井過程中油井水泥漿快速稠化,滿足不了固井施工的要求。為保證施工安全,水泥漿中需要加入合適的緩凝劑以使注水泥作業安全順利地進行。
[0003]現有已有的水泥緩凝劑主要有單寧衍生物、褐煤製劑、糖類化合物、硼酸及其鹽類、有機膦化物、木質素磺酸鹽及其改性產品、羥乙基纖維素、羧甲基羥乙基纖維素、有機酸、合成有機聚合物等等。最常用的緩凝劑是木質素磺酸鹽類產品,而上世紀90年代以後重點開發的則是合成聚合物類產品。由於天然聚合物及其改性產品可能引起原料差異而導致性能不穩定,且其在高溫下基本特性會受到破壞而導致失效。合成聚合物則具有較強的高溫穩定性,而且重複生產的產品能一直保持理想的性能。[0004]目前,國內生產和使用的用於井溫80°C以上的油井水泥緩凝劑普遍存在著缺陷,其適用溫度範圍一般僅有40°C的跨度,對溫度的敏感性較強,大多數產品在井溫增加或減小10°C時,添加量會增加或減少一半,這會對固井作業的安全性產生負面影響。
【發明內容】
[0005]為了解決上述技術問題,本發明提供了一種耐高溫水泥緩凝劑的製備和使用方法;該方法製得的耐高溫水泥緩凝劑能在100~230°C溫度範圍內使用,其添加量不敏感,稠化過渡時間短,與其它油井水泥外加劑匹配性良好,對水泥石的強度發展沒有不良影響,具有很好的抗鹽性能。
[0006]這種耐高溫水泥緩凝劑的製備、使用方法簡單,易於操作。
[0007]為此,本發明的技術方案為:
[0008]一種耐高溫水泥緩凝劑的製備方法,步驟為:將佔單體總質量40~60 %的2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸、20~40%的衣康酸和10~20%的馬來酸溶解於質量為單體總質量2~4倍的水中,除氧、加入佔單體總質量1.5~3%的過硫酸銨,在75~100°C條件下反應3~6h,然後冷卻至室溫,即得所述耐高溫水泥緩凝劑。
[0009]其中:單體總質量是2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸、衣康酸和馬來酸的質量和。
[0010]將上述方法製得的耐高溫水泥緩凝劑後還利用鹼性物質調節其pH=6~7,可保持該耐高溫水泥緩凝劑的性能穩定,使其保質期達到2年。
[0011]所述除氧的方法是將氮氣通入反應容器。
[0012]所述引發劑在除氧至少20min後加入反應體系。
[0013]所述調節pH值的方法是利用氫氧化鈉、碳酸鈉溶液調節。[0014]所述耐高溫水泥緩凝劑的使用方法,其中水泥為油井或氣井使用的水泥,以水泥重量100份計的配比為:
[0015]
[0016]
【權利要求】
1.一種耐高溫水泥緩凝劑的製備方法,其特徵在於:將佔單體總質量40~60 %的2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸、20~40%的衣康酸和10~20%的馬來酸溶解於質量為單體總質量2~4倍的水中,除氧、加入佔單體總質量1.5~3%的過硫酸銨,在75~100°C條件下反應3~6h,然後冷卻至室溫,即得所述耐高溫水泥緩凝劑。
2.如權利要求1所述的製備方法,其特徵在於:製得所述耐高溫水泥緩凝劑後還利用鹼性物質調節其pH=6~7。
3.如權利要求1所述的製備方法,其特徵在於:所述除氧的方法是將氮氣通入反應容器。
4.如權利要求1所述的製備方法,其特徵在於:所述引發劑在除氧至少20min後加入反應體系。
5.如權利要求2所述的製備方法,其特徵在於:利用氫氧化鈉、碳酸鈉調節pH值。
6.一種耐高溫水泥緩凝劑的使用方法,所述水泥為油井或氣井使用的水泥,其特徵在於:以水泥重量100份計的配比為:
【文檔編號】C09K8/467GK103739779SQ201310733606
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】劉景麗, 王野, 趙德喜, 王菁, 任路 申請人:中國石油集團渤海鑽探工程有限公司