[发明专利]一种硫铝酸盐水泥用聚合物降失水剂的制备方法

说明书

本发明公开一种硫铝酸盐水泥用聚合物降失水剂的制备方法，包括如下步骤：(1)纳米材料的改性聚合，得到改性纳米材料；(2)改性纳米材料与单体的水溶液聚合。本发明制备的硫铝酸盐水泥用聚合物降失水剂在硫铝酸盐水泥浆中稳定性很好，同时可有效控制水泥浆失水量，水泥浆稠化时间容易调整。

技术领域

本发明涉及油气井固井领域，特别涉及一种硫铝酸盐水泥用聚合物降失水剂的制备方法。

背景技术

油气井固井施工常用的硅酸盐水泥性能可满足一般固井施工的需要，但由于其低温水化速度和早期强度发展慢等原因，使其不能满足如浅层地表固井、稠油热采等特殊油气固井的使用要求。近年来，我国对硫铝酸盐水泥的研究和生产有了很大进展，它具有早强、高强、抗冻、抗渗、耐蚀、低碱等突出优点，显示出十分乐观的发展前景。硫铝酸盐水泥浆体系也逐渐被油气井固井界认可。由于硫铝酸盐水泥即使在低温下也有很快的水化速度，为了保证固井施工安全和改善固井质量，需要严格控制硫铝酸盐水泥浆的稠化时间和失水量，但常用的油井水泥(硅酸盐水泥)降失水剂在该体系中浆体很稀，对施工配浆造成一定风险，水泥浆稳定性很差，密度不易控制，因此需要研制一种专门用于硫铝酸盐水泥的降失水剂。

发明内容

有鉴于此，本发明在于提供一种在硫铝酸盐水泥浆中稳定性很好，同时可有效控制水泥浆失水量，水泥浆稠化时间容易调整的硫铝酸盐水泥用聚合物降失水剂的制备方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种硫铝酸盐水泥用聚合物降失水剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)纳米材料的改性聚合，得到改性纳米材料；

(2)改性纳米材料与单体的水溶液聚合。

上述硫铝酸盐水泥用聚合物降失水剂的制备方法方法，在步骤(1)中，纳米材料为纳米二氧化硅溶液，改性聚合包括如下步骤：(1-1)将硅烷偶联剂滴加到纳米二氧化硅溶液中搅拌混合形成硅烷偶联剂/硅溶胶混合体系，继续搅拌后，得到初始的硅烷偶联剂改性硅溶胶溶液；(1-2)将初始的硅烷偶联剂改性硅溶胶，用氢氧化钠溶液调节PH值在9～10，制得硅烷偶联剂改性硅溶胶，即为改性纳米材料。

上述硫铝酸盐水泥用聚合物降失水剂的制备方法方法，在步骤(1-1)中：硅烷偶联剂在纳米二氧化硅溶液中加量为纳米二氧化硅溶液质量的0.5～1wt％。

上述硫铝酸盐水泥用聚合物降失水剂的制备方法方法，在步骤(1-1)中：在纳米二氧化硅溶液中，纳米二氧化硅的质量分数是29-30wt％。

上述硫铝酸盐水泥用聚合物降失水剂的制备方法方法，在步骤(1-2)中：氢氧化钠溶液的浓度为40wt％。

上述硫铝酸盐水泥用聚合物降失水剂的制备方法方法，在步骤(2)中：单体由AMPS(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)、AM(丙烯酰胺)、NVP(N-乙烯基吡咯烷酮)、富马酸和AA(丙烯酸)组成。

上述硫铝酸盐水泥用聚合物降失水剂的制备方法方法，在步骤(2)中：各单体与改性纳米材料的质量之比为：AMPS(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)：AM(丙烯酰胺)：NVP(N-乙烯基吡咯烷酮)：富马酸：AA(丙烯酸)：改性纳米材料＝0.4-0.6：1.3-1.5：0.1-0.4：0.1：0.3-0.5：(5～6)。

上述硫铝酸盐水泥用聚合物降失水剂的制备方法方法，在步骤(2)中，改性纳米材料与单体的水溶液聚合包括如下步骤：

(2-1)在搅拌的条件下，向反应容器内依次投入蒸馏水、AMPS(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)、AM(丙烯酰胺)、富马酸、NVP(N-乙烯基吡咯烷酮)和AA(丙烯酸)，配置成单体质量分数为25wt％～35wt％的单体溶液；

(2-2)用氢氧化钠质量分数为40wt％的氢氧化钠溶液，调节单体溶液的pH值为5～6；