[发明专利]一种水泥浆体系及其制备方法

权利要求书

1.一种水泥浆体系，其原料包括G级油井水泥、抗高温弹性材料、抗高温降失水剂、抗高温无机防窜乳液、加重剂、高温强度稳定剂、分散剂、浆体调节剂、缓凝剂和水；

所述抗高温弹性材料为以纳米硅为壳，以橡胶为核的纳米硅-橡胶复合颗粒；

所述抗高温降失水剂为AMPS多元共聚物，其中，制备所述AMPS多元共聚物的原料包括如下：100质量份的水，40至80质量份的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，1至30质量份的3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙磺酸，30至70质量份的N’N-二甲基丙烯酰胺，1至20质量份的丙烯酸，1至20质量份的丙烯腈；

所述的抗高温无机防窜乳液为纳米二氧化硅乳液；

所述加重剂为粒径为100至150目的铁矿粉；

所述分散剂为醛酮缩聚物；

所述浆体调节剂为硅酸钠；

所述缓凝剂为丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物；

所述高温强度稳定剂为纯度大于95％，粒径为60至100目的硅粉；

所述水泥浆体系的密度为2至2.5g/cm³；

以G级油井水泥100质量份计，所述抗高温弹性材料4至8份，所述抗高温降失水剂4至6份，所述抗高温无机防窜乳液5至10份，所述加重剂60至90份，所述高温强度稳定剂30至60份，所述分散剂0.8至1份，所述浆体调节剂0.8至1份，所述缓凝剂1至2份，所述水55至59份；

所述纳米硅-橡胶复合颗粒由平均粒径为100-300nm的纳米硅包裹平均粒径为140-180目的橡胶颗粒形成。

2.根据权利要求1所述的水泥浆体系，其特征在于，制备所述AMPS多元共聚物的步骤如下：将40至80质量份的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，1至30质量份的3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙磺酸，30至70质量份的N’N-二甲基丙烯酰胺，1至20质量份的丙烯酸，1至20质量份的丙烯腈加入到100质量份的水中，搅拌溶解，然后调节溶液pH值到6至7，接着在惰性氛围下，于60至75℃下保持1至1.5小时；然后在搅拌状态下加入引发剂，继续于60至75℃下搅拌状态下反应，冷却至室温，得到所述抗高温降失水剂；其中所述引发剂包含氧化剂和还原剂；以所述水为100质量份计，所述氧化剂的用量为0.1至0.3质量份；所述还原剂的用量为0.1至0.3质量份；所述氧化剂为过硫酸铵，所述还原剂为亚硫酸氢钠。

3.根据权利要求1或2所述的水泥浆体系的制备方法，其包括如下步骤：

1)将所述G级油井纯水泥、加重剂、高温强度稳定剂和抗高温弹性材料混合均匀，得到大样灰；

2)将所述抗高温降失水剂、抗高温无机防窜乳液、分散剂、浆体调节剂和缓凝剂加入到水中，混合均匀，得到大样水；

3)将所述大样灰倒入到所述大样水中，混合均匀，得到所述水泥浆体系。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在施工前5天以内，将步骤1)得到的所述大样灰储藏于密闭容器中以备使用。