耐高温水泥缓凝剂的制备和使用方法
【专利摘要】本发明公开了一种耐高温水泥缓凝剂的制备及使用方法，步骤如下：将占单体总质量40～60％的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、20～40％的衣康酸和10～20％的马来酸溶解于质量为单体总质量2～4倍的水中，除氧、加入占单体总质量1.5～3%的引发剂过硫酸铵，在75～100℃条件下反应3～6h，然后冷却至室温，即得所述耐高温水泥缓凝剂。该方法制得的耐高温水泥缓凝剂能在100～230℃温度范围内使用，其添加量不敏感，稠化过渡时间短，与其它油井水泥外加剂匹配性良好，对水泥石的强度发展没有不良影响，具有很好的抗盐性能。
【专利说明】耐高温水泥缓凝剂的制备和使用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水泥添加剂领域，特别是涉及一种耐高温水泥缓凝剂的制备和使用方法。
【背景技术】
[0002]随着钻井技术的提高和油田开采难度的增加，钻井向深井、超深井、复杂井发展，井底温度和压力明显提高，而高温高压下固井过程中油井水泥浆快速稠化，满足不了固井施工的要求。为保证施工安全，水泥浆中需要加入合适的缓凝剂以使注水泥作业安全顺利地进行。
[0003]现有已有的水泥缓凝剂主要有单宁衍生物、褐煤制剂、糖类化合物、硼酸及其盐类、有机膦化物、木质素磺酸盐及其改性产品、羟乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、有机酸、合成有机聚合物等等。最常用的缓凝剂是木质素磺酸盐类产品，而上世纪90年代以后重点开发的则是合成聚合物类产品。由于天然聚合物及其改性产品可能引起原料差异而导致性能不稳定，且其在高温下基本特性会受到破坏而导致失效。合成聚合物则具有较强的高温稳定性，而且重复生产的产品能一直保持理想的性能。[0004]目前，国内生产和使用的用于井温80°C以上的油井水泥缓凝剂普遍存在着缺陷，其适用温度范围一般仅有40°C的跨度，对温度的敏感性较强，大多数产品在井温增加或减小10°C时，添加量会增加或减少一半，这会对固井作业的安全性产生负面影响。
【发明内容】
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种耐高温水泥缓凝剂的制备和使用方法；该方法制得的耐高温水泥缓凝剂能在100~230°C温度范围内使用，其添加量不敏感，稠化过渡时间短，与其它油井水泥外加剂匹配性良好，对水泥石的强度发展没有不良影响，具有很好的抗盐性能。
[0006]这种耐高温水泥缓凝剂的制备、使用方法简单，易于操作。
[0007]为此，本发明的技术方案为:
[0008]一种耐高温水泥缓凝剂的制备方法，步骤为:将占单体总质量40~60 %的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、20~40%的衣康酸和10~20%的马来酸溶解于质量为单体总质量2~4倍的水中，除氧、加入占单体总质量1.5~3%的过硫酸铵，在75~100°C条件下反应3~6h，然后冷却至室温，即得所述耐高温水泥缓凝剂。
[0009]其中:单体总质量是2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、衣康酸和马来酸的质量和。
[0010]将上述方法制得的耐高温水泥缓凝剂后还利用碱性物质调节其pH=6~7，可保持该耐高温水泥缓凝剂的性能稳定，使其保质期达到2年。
[0011]所述除氧的方法是将氮气通入反应容器。
[0012]所述引发剂在除氧至少20min后加入反应体系。
[0013]所述调节pH值的方法是利用氢氧化钠、碳酸钠溶液调节。[0014]所述耐高温水泥缓凝剂的使用方法，其中水泥为油井或气井使用的水泥，以水泥重量100份计的配比为:
[0015]
[0016]
【权利要求】
1.一种耐高温水泥缓凝剂的制备方法，其特征在于:将占单体总质量40~60 %的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、20~40%的衣康酸和10~20%的马来酸溶解于质量为单体总质量2~4倍的水中，除氧、加入占单体总质量1.5~3%的过硫酸铵，在75~100°C条件下反应3~6h，然后冷却至室温，即得所述耐高温水泥缓凝剂。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于:制得所述耐高温水泥缓凝剂后还利用碱性物质调节其pH=6~7。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述除氧的方法是将氮气通入反应容器。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述引发剂在除氧至少20min后加入反应体系。
5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于:利用氢氧化钠、碳酸钠调节pH值。
6.一种耐高温水泥缓凝剂的使用方法，所述水泥为油井或气井使用的水泥，其特征在于:以水泥重量100份计的配比为:
【文档编号】C09K8/467GK103739779SQ201310733606
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2013年12月19日
【发明者】刘景丽, 王野, 赵德喜, 王菁, 任路 申请人:中国石油集团渤海钻探工程有限公司