[发明专利]一种固井水泥降失水剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种油井固井用水泥降失水剂，属于油田建材领域。

背景技术

油井水泥是用于封固井壁和套管间的环隙的。封固时，一般是在套管中泵入水泥浆 ，水泥浆再从环隙中返出。使用这种方法时水泥在压力作用下通过渗透性地层时会产生虑 失现象即水泥中的水相分离出来进入地层，而留下水泥颗粒，这种现象称为“失水”，如 果在注水泥过程中遇到页岩层，水泥浆中的水就会渗入地层，造成水相体积不断减少，严 重时水泥浆会变的无法泵送，就是俗话说的“灌香肠”，这样会造成重大损失，甚至使油 井报废。

加入水泥降失水剂可以降低水泥的失水现象，降失水剂的作用是减少水泥浆的失水 量，作用有：①防止水泥浆在渗透性地层，特别是在尾管注水泥时先期脱水；②保护水敏 性地层；③改善挤水泥作业。

当前降失水剂面临的两大难题是耐温性能差和抗盐性能差，因此市场一直期待着一 种在较高温度下也具有较好抗失水效果的水泥降失水剂，以及在盐水体系下也能够降低水 泥浆失水的水泥降失水剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有耐高温性能和抗盐性能的固井水泥降失水剂，本发明 固井水泥降失水剂适用温度范围广，且无论是在在淡水还是盐水中都能很好的控制失水。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

本发明固井水泥降失水剂通过将A、B、C、D四种组分聚合得到，聚合时A、B、C、D 四种组分的质量比例为：A组分1％～80％，B组分1％～60％，C组分1％～30％和D组分1％～20％ ；

所述A组分是指2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸盐或它们 的混合物。

所述B组分是指具有如下分子式的物质：

R₅为氢或者甲基，R₆和R₇为独立的氢，甲基，乙基或者丙基；

所述C组分是指具有如下分子式的物质：

R₈为氢或者甲基，R₉为羧酸，羧酸盐，羧酸酯，磺酸，磺酸盐或者腈；

所述D组分是指具有如下分子式的物质R₁₀R₁₁(CO)₂O，R₁₀、R₁₁为4～10个碳原子 的烷烃基团。

为了获得更好的效果，

优选A组分是2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸盐；

优选B组分是丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，N-烷基丙烯酰胺，N，N-二烷基丙烯酰胺中 的一种或它们的混合物；

优选C组分是丙烯酸，丙烯酸盐，甲基丙烯酸，甲基丙烯酸盐，丙烯腈，烷氧基丙烯 酸酯，烷氧基甲基丙烯酸酯，乙烯基磺酸，乙烯基磺酸盐中的一种或它们的混合物；

优选D组分是丁二酸酐。

更优选，A组分是2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠；B组分是丙烯酰胺，C组分是丙 烯酸或者丙烯酸钠。

组分聚合时的质量分数优选A组分50％～80％，B组分1％～40％，C组分1％～30％，D组分 1％～20％。

本发明产品的分子量范围可以为3000到10000或者更大。

本发明制备时不需要特殊技术和设备，按照现有技术中制备溶液、分散相或乳液中的 基本聚合技术即可制备。

在制备过程中可以使用高活性的聚合体系、化学或电磁提供的显著过量的引发能量， 包括电，伽马射线，慢中子，紫外，利用过剩的能量以形成适合粘度产品。

本发明可以单独使用，当用作水泥的降失水剂时，用量范围是水灰比为2.0～10％，优 选用量范围是：用于淡水，水灰比为4～5％，用于盐水，水灰比为6～7％。

本发明的优点和特点：

1.本发明为水溶性聚合物，有较好的水溶性，常温自然状态下可溶。

2.适用温度范围广，常温至180℃均有较好的抗失水效果，在较高温度下仍可以很好 的控制水泥浆的失水量。

3.耐盐性能高，最高耐盐可达36％，在半饱和盐水或饱和盐水中仍能继续使用。

4.与各种水泥配伍性好，稠化时间可调，有较高的抗压强度和较高的抗污染能力。

5.在降低水泥浆失水量的同时，不会影响水泥石的强度及缓凝时间。