[发明专利]一种海水固井用缓释型降失水剂及制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种海水固井用缓释型降失水剂及制备方法及应用，制备：单体与引发剂反应，得到四元阴离子型共聚物；单体是由2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸，不饱和羧酸，丙烯酰胺类物质，烯丙基聚乙二醇组成；配混合硝酸盐去离子水溶液为A溶液；配钠混合物去离子水溶液为B溶液；N₂保护下，将A、B溶液分别同时滴入去离子水中反应，得钙铝型类水滑石；配四元阴离子型共聚物去离子水溶液为C溶液；配钙铝型类水滑石去离子水分散液为D分散液；在N₂保护、将C溶液和D分散液混合反应，得到海水固井用缓释型降失水剂。本发明制备方法简单，能显著提高降失水剂控滤失效果，对水泥浆具有持久分散能力。

技术领域

本发明涉及一种海水固井缓释型降失水剂及制备方法及应用，属于油田固井降失水剂领域。

背景技术

在内陆及近海石油可采、易采量日渐枯竭的情况下，油田勘探开发已向海洋以及深井方 面发展。但是由于海水中的部分金属阳离子电解质会影响水泥浆的流变性，从而使得降失水 剂在控滤失、分散和早期强度等性能大幅下降。因此海水固井要求降失水剂在具有良好的降 失水效果的同时兼具分散和早强功能。

为了解决此类问题，普遍采用的方法为在聚合物中引入具有与水泥水化颗粒吸附作用较 强的羧基，对阳离子敏感性低的磺酸基团以及具有较强空间位阻效应的长侧链基团。但是此 类共聚物仍然具有两个明显的缺点：首先羧基的引入在提高聚合物吸附量以保证控失水性能 的同时，对于水泥浆具有较强的缓凝作用，从而使得浆体的早期强度下降；其次，长侧链基 团对于浆体的早期流动性的调控较为出色，但是随着水泥浆水化反应的进行，外加剂逐渐被 消耗，从而难以调控浆体后期的流动度，因此难以满足整个固井过程对于水泥浆分散性的要 求。

针对上述问题，近年来关于钙铝型类水滑石与聚阴离子型外加剂插层制备缓释型外加剂 的报道逐渐引起了研究者的关注。这一方面是因为钙铝型类水滑石的晶体结构与水泥水化产 物中的单硫型铝酸钙盐极为相似，因此其晶种作用，有利于促进水泥早期水化，从而增强浆 体早期强度；另一方面，缓释型外加剂的作用方式类似于延时滴加，即将传统外加剂一次性 加入的方式转变为逐渐从水滑石层板上或层板间缓慢释放到水泥浆中，因而极大提高了外加 剂的有效利用，使得外加剂的控失水及流动度保持效果上升。例如J.Plank等利用苯酚/甲醛 缩聚物与钙铝型类水滑石插层成功制备出缓释型分散剂，从而在相对较长的时间内改善浆体 的流动性，从而提高了外加剂的实际利用率。但是目前所知的缓释型外加剂的制备虽然取得 了一定进展，却仍有不足，主要表现在：合成的研究主要集中于缓释型分散剂，对于缓释型 降失水剂的合成却鲜有报道；另一方面，目前缓释型外加剂多适用于淡水水泥浆，对其海水 性能的考察较少。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种海水固井用缓释型降失水剂。

本发明的第二个目的是提供一种海水固井用缓释型降失水剂的制备方法。

本发明的第三个目的是提供一种海水固井用缓释型降失水剂的应用。

本发明的技术方案概述如下：

海水固井用缓释型降失水剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)取单体20-30g溶于110mL去离子水中，常温下搅拌均匀，调节溶液的pH＝4-7；加入占 单体总质量0.4％-0.8％的引发剂，在60-80℃，搅拌下反应2-6h，冷却至室温，得到四元阴 离子型共聚物；所述单体是按质量由2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸76％-82％，不饱和羧酸3％-5％， 丙烯酰胺类物质14％-16％，烯丙基聚乙二醇1％-3％组成；