耐高溫水泥緩凝劑的制備和使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐高溫水泥緩凝劑的制備及使用方法，步驟如下：將占單體總質(zhì)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％的馬來酸溶解于質(zhì)量為單體總質(zhì)量2～4倍的水中，除氧、加入占單體總質(zhì)量1.5～3%的引發(fā)劑過硫酸銨，在75～100℃條件下反應(yīng)3～6h，然后冷卻至室溫，即得所述耐高溫水泥緩凝劑。該方法制得的耐高溫水泥緩凝劑能在100～230℃溫度范圍內(nèi)使用，其添加量不敏感，稠化過渡時(shí)間短，與其它油井水泥外加劑匹配性良好，對水泥石的強(qiáng)度發(fā)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制備和使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水泥添加劑領(lǐng)域，特別是涉及一種耐高溫水泥緩凝劑的制備和使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著鉆井技術(shù)的提高和油田開采難度的增加，鉆井向深井、超深井、復(fù)雜井發(fā)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(yè)安全順利地進(jìn)行。
[0003]現(xiàn)有已有的水泥緩凝劑主要有單寧衍生物、褐煤制劑、糖類化合物、硼酸及其鹽類、有機(jī)膦化物、木質(zhì)素磺酸鹽及其改性產(chǎn)品、羥乙基纖維素、羧甲基羥乙基纖維素、有機(jī)酸、合成有機(jī)聚合物等等。最常用的緩凝劑是木質(zhì)素磺酸鹽類產(chǎn)品，而上世紀(jì)90年代以后重點(diǎn)開發(fā)的則是合成聚合物類產(chǎn)品。由于天然聚合物及其改性產(chǎn)品可能引起原料差異而導(dǎo)致性能不穩(wěn)定，且其在高溫下基本特性會(huì)受到破壞而導(dǎo)致失效。合成聚合物則具有較強(qiáng)的高溫穩(wěn)定性，而且重復(fù)生產(chǎn)的產(chǎn)品能一直保持理想的性能。[0004]目前，國內(nèi)生產(chǎn)和使用的用于井溫80°C以上的油井水泥緩凝劑普遍存在著缺陷，其適用溫度范圍一般僅有40°C的跨度，對溫度的敏感性較強(qiáng)，大多數(shù)產(chǎn)品在井溫增加或減小10°C時(shí)，添加量會(huì)增加或減少一半，這會(huì)對固井作業(yè)的安全性產(chǎn)生負(fù)面影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種耐高溫水泥緩凝劑的制備和使用方法；該方法制得的耐高溫水泥緩凝劑能在100~230°C溫度范圍內(nèi)使用，其添加量不敏感，稠化過渡時(shí)間短，與其它油井水泥外加劑匹配性良好，對水泥石的強(qiáng)度發(fā)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制備、使用方法簡單，易于操作。
[0007]為此，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0008]一種耐高溫水泥緩凝劑的制備方法，步驟為:將占單體總質(zhì)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%的馬來酸溶解于質(zhì)量為單體總質(zhì)量2~4倍的水中，除氧、加入占單體總質(zhì)量1.5~3%的過硫酸銨，在75~100°C條件下反應(yīng)3~6h，然后冷卻至室溫，即得所述耐高溫水泥緩凝劑。
[0009]其中:單體總質(zhì)量是2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、衣康酸和馬來酸的質(zhì)量和。
[0010]將上述方法制得的耐高溫水泥緩凝劑后還利用堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)其pH=6~7，可保持該耐高溫水泥緩凝劑的性能穩(wěn)定，使其保質(zhì)期達(dá)到2年。
[0011]所述除氧的方法是將氮?dú)馔ㄈ敕磻?yīng)容器。
[0012]所述引發(fā)劑在除氧至少20min后加入反應(yīng)體系。
[0013]所述調(diào)節(jié)pH值的方法是利用氫氧化鈉、碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)。[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(jì)的配比為:
[0015]
[0016]
【權(quán)利要求】
1.一種耐高溫水泥緩凝劑的制備方法，其特征在于:將占單體總質(zhì)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%的馬來酸溶解于質(zhì)量為單體總質(zhì)量2~4倍的水中，除氧、加入占單體總質(zhì)量1.5~3%的過硫酸銨，在75~100°C條件下反應(yīng)3~6h，然后冷卻至室溫，即得所述耐高溫水泥緩凝劑。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:制得所述耐高溫水泥緩凝劑后還利用堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)其pH=6~7。
3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述除氧的方法是將氮?dú)馔ㄈ敕磻?yīng)容器。
4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述引發(fā)劑在除氧至少20min后加入反應(yīng)體系。
5.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于:利用氫氧化鈉、碳酸鈉調(diào)節(jié)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，其特征在于:以水泥重量100份計(jì)的配比為:
【文檔編號(hào)】C09K8/467GK103739779SQ201310733606
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】劉景麗, 王野, 趙德喜, 王菁, 任路 申請人:中國石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司