[发明专利]一种抗高温抗盐降失水剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及油气固井领域的一种抗高温抗盐降失水剂及其制备方法。其中所述的抗高温抗盐降失水剂包括水，100重量份；2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸，40～80重量份；N,N‑二甲基丙烯酰胺，30～70重量份；3‑烯丙氧基‑2‑羟基‑1‑丙磺酸，1～30重量份；丙烯酸，1～20重量份；丙烯腈，1～20重量份。本发明的抗高温抗盐降失水剂可在高达180℃条件下与其他油井水泥添加剂配合使用。具有较宽的温度适用范围及良好的抗盐效果，在饱和或者半饱和盐水中不影响水泥浆的性能，与相配套的分散剂、中温缓凝剂、高温缓凝剂等一起配合使用，可配制出满足不同固井施工要求的低失水水泥浆。适用于API各级油井水泥。

技术领域

本发明涉及一种油气固井领域的添加剂，更进一步说，涉及一种抗高温抗盐降失水剂及其制备方法和应用。

背景技术

在石油天然气的钻井过程中，每一口井都需要进行固井作业。在固井工程中，需要将套管下入指定井深，然后在套管和井筒之间的环空中泵入水泥浆，起到平衡地层压力、封隔油气水层和支撑套管等作用。在水泥浆与地层接触以及在水泥浆凝固的过程中，水泥浆中的水会渗入地层，如果水泥浆失水量过大，就会导致水相体积不断减少，严重时会导致水泥浆无法泵送，甚至严重的会导致整口井报废，会造成巨大的工程损失和经济损失。

在水泥浆中加入降失水剂会大大的改善水泥浆的失水性能，目前国内外油井水泥浆降失水剂有纤维素、聚乙烯醇(PVA)和以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酰胺(AM)为主要单体的聚合物降失水剂。聚乙烯醇类耐高温能力差，一般适用温度为95℃以下。纤维素类降失水剂在满足控制失水量的情况下会导致水泥浆增稠，导致施工困难。而AMPS型降失水剂分子中的酰胺基团在高温高压条件下，会导致碱性水泥浆中水解作用加速，使分子结构中的吸附基团中的羧基增多，从而出现水泥浆过度缓凝的现象。由于在高温条件下，AMPS型降失水剂的水解和基团的脱吸附会直接造成高温油井水泥浆的失水量超出标准要求范围，耐高温性能差。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种抗高温抗盐降失水剂，具体地说涉及一种抗高温抗盐降失水剂及其制备方法和应用。本发明的目的是提供一种制备方法简单，且水溶性较好的五元共聚的抗高温抗盐降失水剂及其制备方法和应用。

本发明目的之一是提供一种抗高温抗盐降失水剂，其包括以重量份计的以下组分在内：

其中，单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)在聚合物结构中具有提高抗温耐盐性的作用；N,N-二甲基丙烯酰胺、3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙磺酸、丙烯酸、丙烯腈在聚合物结构中具有吸附作用。

本发明目的之二是提供一种抗高温抗盐降失水剂的制备方法。

所述的抗高温抗盐降失水剂的制备方法可包括以下步骤：

将包含所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺、3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙磺酸、丙烯酸、丙烯腈在内的组分加入水中搅拌溶解，然后加入氢氧化钠调节溶液pH值为6～7，同时加热到60～75℃恒温水浴保持1～1.5小时；在惰性氛围下(可以向反应器内通入氮气等惰性气体以排除氧气)，待反应器内水溶液的温度达到60～75℃后，在搅拌状态下加入引发剂，(引发剂可选自过硫酸铵和亚硫酸氢钠)，恒温搅拌状态下反应，反应时间可为3～3.5小时，自然冷却至室温，得到所述抗高温抗盐油井水泥降失水剂。(有效浓度为25～30％)其中，以水的用量为100重量份计，所述组分的用量为：

所述过硫酸铵/过硫酸钾和亚硫酸氢钠构成氧化还原体系引发剂，用以引发自由基聚合反应。以所述水为100重量份计，所述氧化剂选自过硫酸铵、过硫酸钾中的至少一种；所述氧化剂的用量为0.1～0.3重量份；所述亚硫酸氢钠的用量为0.1～0.3重量份。