抗高温油井水泥用缓凝剂及其制备方法和应用与流程
技术特征:
1.抗高温油井水泥用缓凝剂,其特征在于,所述缓凝剂包含由不饱和羧酸单体、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸和铵盐类阳离子单体以集簇的形式聚合生成的分子链上带有阳离子集簇的磺酸-羧酸聚合物;所述铵盐类阳离子单体、所述不饱和羧酸单体和所述2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸的质量比为17:(19~30):(52~64)。
2.根据权利要求1所述的抗高温油井水泥用缓凝剂,其特征在于,所述缓凝剂还包含乙二胺四甲叉膦酸钠。
3.根据权利要求2所述的抗高温油井水泥用缓凝剂,其特征在于,所述乙二胺四甲叉膦酸钠的质量占所述分子链上带有阳离子集簇的磺酸-羧酸聚合物质量的15~30%。
4.根据权利要求1所述的抗高温油井水泥用缓凝剂,其特征在于,所述不饱和羧酸单体选自衣康酸、马来酸、富马酸和丙烯酸中的一种。
5.根据权利要求1所述的抗高温油井水泥用缓凝剂,其特征在于,所述铵盐类阳离子单体选自甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。
6.一种如权利要求1~5任一项所述的抗高温油井水泥用缓凝剂的制备方法,其特征在于,所述方法使用集簇式分布将铵盐类阳离子单体分布于所述的分子链上带有阳离子集簇的磺酸-羧酸聚合物的分子结构中。
7.根据权利要求6所述的抗高温油井水泥用缓凝剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
8.根据权利要求7所述的抗高温油井水泥用缓凝剂的制备方法,其特征在于,s1中,所述反应温度为60~65℃,反应时间为0.5~1h。
9.根据权利要求7所述的抗高温油井水泥用缓凝剂的制备方法,其特征在于,s2中,所述溶液b的ph值为2~4。
10.根据权利要求7所述的抗高温油井水泥用缓凝剂的制备方法,其特征在于,所述s3中,升高温度至60~70℃后加入到s1制得的溶液a中。
11.根据权利要求7所述的抗高温油井水泥用缓凝剂的制备方法,其特征在于,s3中,所述回流反应时间为6~8h。
12.根据权利要求7所述的抗高温油井水泥用缓凝剂的制备方法,其特征在于,所述引发剂的质量为所述铵盐类阳离子单体质量的1.5%~3%。
13.根据权利要求12所述的抗高温油井水泥用缓凝剂的制备方法,其特征在于,所述引发剂选自过硫酸铵或过硫酸钾。
14.一种固井水泥浆,其特征在于,所述固井水泥浆中使用如权利要求1~12任一项所述的抗高温油井水泥用缓凝剂。
15.一种油气井固井工艺,其特征在于,所述油气井固井工艺使用如权利要求13所述的固井水泥浆。
技术总结
本发明公开一种抗高温油井水泥用缓凝剂及其制备方法和应用。该缓凝剂包含由不饱和羧酸单体、2‑甲基‑2‑丙烯酰胺基丙磺酸和铵盐类阳离子单体以集簇的形式聚合生成的分子链上带有阳离子集簇的磺酸‑羧酸聚合物;其中,铵盐类阳离子单体、不饱和羧酸单体和2‑甲基‑2‑丙烯酰胺基丙磺酸的质量比为17:(19~30):(52~64)。本发明的缓凝剂使用集簇式分布的方法将铵盐类阳离子单体分布于分子链上带有阳离子集簇的磺酸‑羧酸聚合物的分子结构中,再复配具有强螯合Ca2+能力的乙二胺四甲叉膦酸钠来制备。本发明制备的缓凝剂耐温240℃,且当缓凝剂加量为2%~4%时,水泥浆在240℃的稠化时间在343~600min之间,水泥浆体系养护24h后水泥石抗压强度达到26.2MPa以上,可以满足超高温固井要求。
技术研发人员:辛颖,赵臣康,姜伟,祖钰,金书含,冯思涵,代曼,高珊,郭鸿宇,李影辉
受保护的技术使用者:中国石油天然气集团有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/28
技术研发人员:辛颖,赵臣康,姜伟,祖钰,金书含,冯思涵,代曼,高珊,郭鸿宇,李影辉
技术所有人:中国石油天然气集团有限公司
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