[发明专利]油气田固井专用羧基丁苯胶乳

说明书

技术领域

本发明涉及一种油气田固井作业中用作降失水剂的羧基丁苯胶乳。 

背景技术

石油开采工业固井施工过程中大量使用水泥外添加剂。在这些外添加剂中，水泥浆降失水剂在降低流动损失、自由水、提高流动性能、防止环空气窜和增加压缩强度等方面有很大的应用空间。 

石油开采过程中，注水泥固井是重要环节。未加降失水剂的水泥浆失水量高达1500-2000ml/30min。大量的失水会对产层造成伤害，以及影响水泥浆的顶替效率，严重的失水甚至会造成固井失败，造成巨大的经济损失。为控制流体损失，在六十年代国外已开始研究油田固井水泥浆降失水剂，研制出许多不同品种的降失水剂。随着合成胶乳工业的迅速发展，国外开始以各种胶乳作为降失水剂进行研究，直到现在还在继续研究，有关专利报道陆续出现。为了改进油田油气井固井质量，降低失水量等而开发的专用丁苯共聚物胶乳与其它种类降失水剂的性能不同，该产品具有橡胶特性又有塑料特性，既能与水泥颗粒相吸附，又能与水分子相溶，形成“溶剂化层”。这些特有的性能既能保持降低失水量、控制自由水、良好的流动性、稳定的增稠时间，又能保持水泥的压缩强度、水泥的粘接力，防止气窜，现场易施工，易保存等优点。这些优点显著提高了油田油气井固井质量，保护油气层，提高采收率，降低了固井成本。 

由于胶乳水泥浆在固井中的诸多优点，尤其是胶乳水泥浆的综合性能非常好，国外油气井使用该类水泥浆进行固井。国内胶乳水泥浆在固井中的应用尚处于探索使用阶段。随着人们对胶乳水泥浆认识水平的提高和应用技术 的完善，胶乳水泥浆在我国油气井固井中的用量会越来越大。 

据报道，美国对固井水泥浆的要求是：在6.90Mpa压力下，为防止气窜，水泥浆失水量为20ml/30min；对管尾固井，水泥浆失水量≤50ml/30min；对挤水泥，水泥浆失水量≤50-200ml/30min；对固套管，水泥浆失水量≤250ml/30min。Dowell公司，80年代后期使用丁苯胶乳，一种固体扩散剂。丁苯胶乳中，苯乙烯与丁二烯重量比1∶1，它成功地防止了水泥颗粒沉淀，失水量为200ml/30min以下，具有很好的增稠时间，有效的防止了气窜。 

Halliburton公司在九十年代使用一种高烷基聚氧乙烯硫酸盐表面活性剂稳定一种新开发的丁苯胶乳与水泥浆配合降低油气井水泥浆的流动损失。苯乙烯与丁二烯重量比从20～80∶30～70份。 

BASF公司，在90年代研制一种丁苯胶乳，苯乙烯与丁二烯重量比2∶1，胶乳中含有一种硅氧烷化合物，采用一种阴离子和一种非离子表面活性剂稳定胶乳。配制的水泥浆有效地防止了气窜；降失水量低于50ml/30min，自由水低于3ml(2小时)，该丁苯胶乳配合物现场使用工艺简单，与水泥相溶性好。 

Halliburton公司，在九十年代中期研制一种羧基丁苯胶乳，苯乙烯与丁二烯重量比为6∶4，不加入表面活性剂及外添加剂，使用普通水泥解决了油气井，地热井降失水量低于50ml/30min，防止了气窜和热稀释。 

根据国外专利、文献报道，此类胶乳合成方法为1、乳液聚合法，胶乳中苯乙烯比丁二烯，25∶75重量份，采用高皂非离子乳化剂，氧化还原聚合；2、乳液聚合法，胶乳中苯乙烯比丁二烯比丙烯酸60∶40∶3，采用低皂高烷基聚氧乙烯硫酸盐与液体扩散剂乳化体系，过硫酸钠引发剂，热引发聚合。3、乳液聚合法，胶乳中苯乙烯比丁二烯66∶34，采用低皂烷基硫酸盐和高皂非离子乳化剂混合皂乳化体系，过氧化物热引发聚合。4、乳液聚合法，胶乳中苯乙烯与丁二烯比50∶50，采用烷基硫酸盐乳化剂。 

油田固井专用丁苯胶乳在国内目前此方面研究、应用和专利报道很少。国内胶乳水泥浆在固井中的应用尚处于探索使用阶段。随着人们对胶乳水泥浆认识水平的提高和应用技术的完善，胶乳水泥浆在我国油气井固井中的用量会越来越大。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种能在油气田固井作业中起降滤失水作用的羧基丁苯胶乳，使用该胶乳能提高油田油气井固井质量，保护油气层，提高采收率，降低固井成本。