[发明专利]一种油井水泥缓凝剂及制备方法

说明书

本发明公开了一种油井水泥缓凝剂及制备方法。缓凝剂包括按重量份数计的以下组分：水100重量份；羟基羧酸盐1～5重量份；多聚糖10～15重量份；戊二醛0.1～0.3重量份；浓盐酸1～3重量份；聚乙二醇1～5重量份；所述羟基羧酸盐选自葡萄糖酸钠、葡庚糖酸钠二水合物、柠檬酸钠中的一种或组合；多聚糖选自桔梗多糖、白糊精、黄糊精或菊糖。方法包括:所述组分按所述用量在搅拌状态下加热到70～80℃，保持1～2小时，制得所述油井水泥缓凝剂.本发明的缓凝剂适用温度范围较广，应用温度范围70℃～160℃；缓凝剂满足温差60℃时，水泥石24小时顶部强度>10MPa，对水泥浆的综合性能没有影响。

技术领域

本发明涉及油气井固井领域，更进一步说，涉及一种油井水泥缓凝剂及制备方法。

背景技术

油井水泥缓凝剂是一种油井水泥的外加剂，通常用于油、气井注水泥作业所使用的水泥浆中。在油气井注水泥作业中，通过水泥车泵送将水泥浆泵入井内，经过替浆的过程将水泥浆顶替到套管与井眼之间的环形空间，达到封隔油、气、水层保护生产层和支撑保护套管的目的。

水泥浆的稠化时间，大体上是水泥浆保持液体、可泵送状态的时间。随着水泥中水化反应的进行，当其达到一定程度时，水泥浆就会失去流动性而无法进行施工作业。水泥浆在泵送至所要求的位置以前应具有良好的流动可泵性。因此水泥浆的稠化时间是控制固井作业、保证施工安全和固井质量的关键。为了准确的控制水泥浆的稠化时间，扩大油井水泥的使用范围，必须在水泥浆中加入缓凝剂以延缓水泥浆在井下高温高压环境下的水化进程，调节稠化时间。

现有耐温缓凝剂存在耐温性能差，对温度敏感性大，顶部强度发展缓慢等问题。例如，专利CN101402849A，采用衣康酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、过氧化苯甲酰等为原料，并经丙酮溶液沉淀洗涤，制成高分子聚合物类油气井固井高温缓凝剂。该类缓凝剂为固体，相对加量较大，且分散性较强，顶部强度发展缓慢。专利CN1513797A，提供了一种油井水泥缓凝剂，其含有葡萄糖酸盐、有机膦酸及其盐和有机酸的反应产物。该缓凝剂为液体，耐温性能差，对温度敏感性大。

发明内容

为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种油井水泥缓凝剂及制备方法。本发明的缓凝剂适用温度范围较广，应用温度范围70℃～160℃；缓凝剂满足温差60℃时，水泥石24小时顶部强度>10MPa，对水泥浆的综合性能没有影响。

本发明的目的之一是提供一种油井水泥缓凝剂。

包括按重量份数计的以下组分：

水100重量份；

羟基羧酸盐1～5重量份；优选：2～5重量份；

多聚糖10～15重量份；优选：10～13重量份；

戊二醛0.1～0.3重量份；优选0.2～0.3重量份；

浓盐酸1～3重量份；优选2～3重量份；

聚乙二醇1～5重量份；优选：2～5重量份。

所述羟基羧酸盐选自葡萄糖酸钠、葡庚糖酸钠二水合物、柠檬酸钠中的一种或组合；

多聚糖选自桔梗多糖、白糊精、黄糊精或菊糖。

浓盐酸可采用现有技术中通常的浓盐酸，优选浓盐酸的浓度为36％～38％；

聚乙二醇可用现有技术中所用的聚乙二醇，优选选自PEG-6000、PEG-8000、PEG-10000、PEG-20000或它们的组合物。

其中羟基羧酸盐和多聚糖是缓凝剂主体，能够螯合钙离子，抑制水泥水化；戊二醛是交联剂能在浓盐酸作用下交联羟基羧酸盐和多聚糖，进一步增强缓凝作用；聚乙二醇能够增强缓凝剂在高温下的应用稳定性。