[发明专利]一种油井水泥降失水剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油井水泥降失水剂及其制备方法，且尤其涉及一种聚合物类油井水泥降失水剂。

背景技术

在钻井和固井过程中，控制泥浆和水泥浆的失水性能非常重要。如果失水量过大，不仅会使钻井液和水泥浆性能变差，影响钻井，固井质量或固井施工，还会对储层造成一定程度的损害。因此必须按要求控制浆体的失水量。控制失水量的通常方法是加入降失水剂。用作油田降失水剂的材料很多，目前常用的是以AMPS(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)为主体的聚合物类降失水剂。聚合物类降失水剂的制备方法大都是采用溶液聚合方法和反相乳液聚合的方法，溶液产品一般含量不高，最高只有20％-25％左右，其余为水相；不便于长途运输而且性质不稳定；固相产品一般是经过烘干后粉碎，烘干过程一般使用捏合机，设备成本高而且能耗比较大；反相乳液产品的有效含量最高可达40％，但也存在贮存不稳定和运输成本较高等问题。

因此，需要一种制备聚合物类油井水泥降失水剂的改进的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备油井水泥降失水剂的方法。

本发明的另一个目的是提供一种油井水泥降失水剂。

本发明的又一个目的是油井水泥降失水剂用于高温深井和海上油井中的固井用途。

本发明提供的油井水泥降失水剂是通过下述方法制备而成的：

1)将10-30重量份的单体溶液与70-90重量份的油相混合，再加入0.001-0.1重量份的引发剂，在氮气保护下，在65℃-70℃的温度下进行反相悬浮聚合；其中所述单体溶液由20-40重量份的第一单体、1-10重量份的第二单体、0.1-2重量份的第三单体，与酸性单体总摩尔数相同摩尔数的氢氧化钠以及50-70重量份的蒸馏水混合而成，所述第一单体选自2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，乙烯基磺酸和甲基丙烯酸；所述第二单体选自N，N-二甲基丙烯酰胺，丙烯酰胺和N，N-二乙基丙烯酰胺；所述第三单体选自马来酸酐，马来酸和富马酸；其中所述油相是0.2-5重量份的分散剂和95-120重量份的环己烷混合溶解而成；

2)在0.01MPa-0.05MPa的真空度和50℃-65℃的温度下，对步骤1)的聚合产物进行共沸除水，过滤、干燥即得。

优选地，本发明的油井水泥降失水剂中，单体溶液由20-40重量份，优选33-37重量份的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、1-10重量份，优选5-8重量份的N，N-二甲基丙烯酰胺、0.1-2重量份，优选0.5-1重量份的马来酸酐，与5-9重量份，优选7-9重量份的氢氧化钠以及20-70重量份，优选50-60重量份的蒸馏水混合而成。

优选地，本发明的油井水泥降失水剂中，单体溶液由20-40重量份，优选33-37重量份的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、1-10重量份，优选5-8重量份的N，N-二乙基丙烯酰胺、0.1-2重量份，优选0.5-1重量份的富马酸，与5-9重量份，优选7-9重量份的氢氧化钠以及20-70重量份，优选50-60重量份的蒸馏水混合而成。

优选地，本发明的油井水泥降失水剂中，单体溶液由20-40重量份，优选33-37重量份的甲基丙烯酸、1-10重量份，优选5-8重量份的N，N-二乙基丙烯酰胺、0.1-2重量份，优选0.5-1重量份的富马酸，与15-20重量份的氢氧化钠，优选7-9重量份以及20-70重量份，优选50-60重量份的蒸馏水混合而成。

还优选地，本发明的油井水泥降失水剂中，单体溶液由20-40重量份，优选33-37重量份的乙烯基磺酸、1-10重量份，优选5-8重量份的N，N-二甲基丙烯酰胺、0.1-2重量份，优选0.5-1重量份的马来酸，与9-15重量份的氢氧化钠，优选7-9重量份以及20-70重量份，优选50-60重量份的蒸馏水混合而成。

优选地，分散剂选自失水山梨醇单硬脂酸酯、失水山梨醇单油酸脂、失水山梨醇三油酸酯、失水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯氢化蓖麻油酯、大豆卵磷酯、十八醇磷酯、聚氧乙烯壬基酚醚、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十八烷基三甲基溴化铵和双十六烷基三甲基溴化铵。

优选地，引发剂是自由基引发剂。

还优选地，引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠。

本发明的制备油井水泥降失水剂的方法包括下述步骤：

1)将10-30重量份的单体溶液与70-90重量份的油相混合，再加入0.001-0.1重量份的引发剂，在氮气保护下，在65℃-70℃的温度下进行反相悬浮聚合；