[发明专利]油井水泥用耐高温聚合悬浮稳定剂水泥浆及其制备方法

说明书

本发明提供了一种油井水泥用耐高温聚合悬浮稳定剂水泥浆及其制备方法。所述油井水泥用耐高温聚合悬浮稳定剂水泥浆包括：硅酸盐水泥、硅粉、降失水剂、缓凝剂SD210、消泡剂、配浆水以及耐高温聚合物悬浮稳定剂，其中，还包括微硅或铁矿粉。所述油井水泥用耐高温聚合悬浮稳定剂水泥浆的制备方法将硅酸盐水泥、硅粉、降失水剂、缓凝剂、消泡剂、配浆水以及耐高温聚合物悬浮稳定剂配制成水泥浆，其中，还包括微硅或铁矿粉。本发明可以避免因高温热降解导致聚合物黏度的明显下降，从而增强其高温悬浮能力。耐高温悬浮稳定剂性能可耐至200℃高温，有效避免高温时水泥浆因自身热运动加剧导致沉降失稳的问题，防止水泥浆沉降、产生游离液而影响层间封隔等问题。

技术领域

本发明属于油井水泥领域，具体涉及油井水泥用耐高温聚合悬浮稳定剂水泥浆及其制备方法。

背景技术

近年来，随着油气资源开发时间的延长及开发重点的深入，增产增稳的难度不断加大，深层油气资源已成为目前勘探开发的重点领域。而由于深井、超深井地层温度高、压力大，固井工程面临着更多挑战，特别是高温下水泥浆的沉降稳定性问题尤为突出。水泥浆沉降稳定性是保证水泥浆获得优良性能的前提，稳定性不好直接影响着固井施工安全和固井质量。

专利号为CN107973546A、名称为“一种固井用油井水泥悬浮剂及其制备方法和固井用水泥浆”公开了一种固井用油井水泥悬浮剂，其组分包括硅的氧化物、酸性高锰酸钾。所述悬浮剂可以在低密度水泥浆中起到悬浮减轻剂的作用，增强体系的稳定性，同时在低温水泥浆中不会造成水泥浆增稠现象，在高温水泥浆中不会发生分解。但加入过多无机矿物稳定剂，会对水泥石强度发育有不良影响。

专利号为CN111154034A、名称为“一种油井水泥专用高温悬浮剂及其制备方法”公开了一种固井用水泥浆稳定剂，其包括：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸10～20份、乙烯基吡咯烷酮5～10份、丙烯酰胺晶体5～10份、去离子水60～80份、过硫酸钾0.01～0.05份、吊白粉0.01～0.05份、氢氧化钠2～5份、硅酸镁铝60～80份合成了高分子聚合物，可提高水泥浆的沉降稳定性。但该稳定剂作为一种高分子量聚合物会引起水泥浆的流动性能变差、低温下黏度增大等现象。

专利号为CN111808231A、名称为“热增粘共聚物类水泥浆高温稳定剂及其制备方法”公开了一种热增粘共聚物类稳定剂，其由2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、温敏单体和交联剂共聚而成。该水泥浆稳定剂高温增粘效果明显，可显著改善水泥浆高温稳定性，能够在深井和超深井中很好的解决由于其他外加剂变稀、水泥颗粒沉降加剧等造成的水泥浆稳定性差难题。但该稳定剂应用温度受限，综合性能耐温仅达到150～180℃。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明目的之一在于提供一种油井水泥用耐高温聚合悬浮稳定剂水泥浆。本发明的另一目的在于提供一种油井水泥用耐高温聚合悬浮稳定剂水泥浆的制备方法。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种油井水泥用耐高温聚合悬浮稳定剂，所述耐高温聚合物悬浮稳定剂为四元聚合物，分子量可为1200000～1500000g/mol，反应单体可包括：16～20重量份的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、8～12重量份的丙烯酰胺、3～6重量份的二烯丙基二甲基氯化铵(DMDAAC)、4～8重量份的N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、0.25～0.6重量份的引发剂。

在本发明的一个示例性实施例中，所述引发剂可包括：0.1～0.3重量份的过硫酸钾和0.15～0.3重量份的亚硫酸氢钠。

本发明另一方面提供了一种油井水泥用耐高温聚合悬浮稳定剂水泥浆：所述水泥浆可包括所述的油井水泥用耐高温聚合物悬浮稳定剂以及硅酸盐水泥，耐高温聚合物悬浮稳定剂的加量为硅酸盐水泥质量的3.5％～5.5％。