[发明专利]一种油气井固井用低水化热早强水泥降失水剂及制备方法

说明书

本发明公开了一种油气井固井用低水化热早强水泥降失水剂及制备方法，属于油气井固井用水泥外加剂技术领域。所述降失水剂为：以丙烯酰胺、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸、丙烯酸、(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵以及烯丙基聚氧乙烯醚为单体的共聚物；所述烯丙基聚氧乙烯醚的分子结构如下：CH₂＝CHCH₂O(CH₂CH₂O)_nH。本发明的降失水剂可以使低水化热早强水泥在20℃下的失水量达到50ml/30min以下，保证固井作业的安全进行，提高固井质量。

技术领域

本发明涉及一种油气井固井用低水化热早强水泥降失水剂及制备方法，属于油气井固井用水泥外加剂技术领域。

背景技术

天然水合物的存在给深水固井和永冻地层固井提出了新的挑战，要求固井水泥浆必须具有低水化热和低温强度发展快的特点，为此，工业界开发了低水化热早强水泥。在固井施工时，低水化热早强水泥浆在压力下经过高渗透地层时将发生“渗滤”，引起水泥浆失水，导致水泥浆的流动度变差，危及施工安全；此外，水泥浆滤液还会对储层形成不同程度的伤害。因此，通常在固井作业时需要使用降失水剂。

本申请所述的低水化热早强水泥(按照美国石油协会(API)标准：7d水化热为244.33J/g，同条件下API G级水泥7d水化热为399.26J/g)是一种非硅酸盐基的特种胶凝材料，其组成为：早强水泥40％、火山灰质材料60％。其中，早强水泥的矿物含量为：SiO₂ 7％，Al₂O₃ 41％，Fe₂O₃ 3％，CaO 36％，SO₃ 13％；火山灰质材料矿物含量为：SiO₂ 42％，Al₂O₃23％，Fe₂O₃ 15％，MgO 0.9％，CaO 2.8％，其它K、Na、S氧化物及杂质约为16.3％。常见的适用于硅酸盐水泥的降失水剂在较低温度下(20℃)不能很好地控制上述水泥浆的失水。如含有常见的油井用降失水剂羟乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/丙烯酸三元共聚物、丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/丙烯酸/马来酸酐四元共聚物水泥浆的失水量均超过1000ml/30min。而在固井作业中，一般要求水泥浆的失水量不超过250ml/30min，特殊情况下(如尾管固井)，要求水泥浆的失水量不超过50ml/30min。

在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：现有技术中的水泥降失水剂不能使低水化热早强水泥在20℃下的失水量达到50ml/30min以下。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种可以使低水化热早强水泥在20℃下的失水量达到50ml/30min以下的降失水剂。

具体而言，包括以下技术方案：

本发明提供一种油气井固井用低水化热早强水泥降失水剂，所述降失水剂为：所述降失水剂为：以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酸、(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵以及烯丙基聚氧乙烯醚为单体的共聚物；

所述烯丙基聚氧乙烯醚的分子结构如下：

CH₂＝CHCH₂O(CH₂CH₂O)_nH。

优选地，所述烯丙基聚氧乙烯醚分子结构中的n的值为6、12、18。

优选地，所述烯丙基聚氧乙烯醚分子结构中的n的值为18。