[发明专利]油田固井水泥浆缓凝剂的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及固结井眼壁用的组合物，特别是一种适用于石油钻探固井时，高温地层中延长水泥稠化时间的固井水泥浆缓凝剂的制备方法。

背景技术：

目前，在石油钻探时，高温地层中固井用的水泥浆缓凝剂，对水泥浆的其他性能存在副作用。有的使水泥浆闪凝变稠，有的使水泥浆很稀，如闪凝稠度高时，会造成水泥车超载荷工作，引起憋泵，造成施工事故，水泥浆过稀，又会造成体系不稳定沉降和游离水量增加。现在常用的木质素磺酸盐、纤维素、弱有机酸、酒石酸、柠檬酸、葡萄酸、无机有硼酸硼砂等缓凝剂，纤维素易使水泥增稠，有机或无机酸对水泥石强度的性能影响较大，同时在温度方面不耐高温受到了很大的限制，不利于固井的要求。

发明内容：

本发明的目的是提供一种可延长水泥浆在高温地层中的稠化时间，使之获得最佳流变参数和良好地分散减阻作用，保持水泥强度性能稳定的油田固井水泥浆缓凝剂的制备方法。

本发明的技术方案是以如下方式解决的，油田固井水泥浆缓凝剂的制备方法，它包括有以下重量组分，二甲基丙烯酰胺基-2-丙烯磺酸33.44份，衣康酸7.2份，氢氧化钠6.2份、异丙醇5.2份，过硫酸铵0.3份、亚硫酸氢钠0.2份、去离子水53.6份，其制备方法是(1)先将50份去离子水加入反应釜中，开始搅拌并加入6.2份氢氧化钠，溶解后再向反应釜中加入33.44份二甲基丙烯酰胺基-2-丙烯磺酸，边搅边溶解使PH值保持在5-6，(2)再将7.2份衣康酸加入釜中边搅拌边溶解升温，使PH值降到2-3，料液温度升到48-50℃条件下，再称取1.6份去离子水将0.3份过硫酸铵溶解后加入反应釜中搅拌10分钟，再称取1.6份去离子水将0.2份的亚硫酸氢钠溶解后加入反应釜中搅拌10分钟，(3)停止搅拌后保持液温度升至80℃时，再进行搅拌降温，降温至70-68℃时停止搅拌，静置四个小时，待料液降至室温后，取样检验，合格后包装备用。本发明的缓凝剂一般加量为0.3-0.5％，可适合在60-180℃井温下使用，随着加量的不同能满足不同地层深度所需稠化时间的需要，同时还具有一定的分散性能，保证水泥浆的发育及提高水泥石强度，在高温和盐碱环境中性能稳定。

具体实施方式：

本发明有以下实施例：油田固井水泥浆缓凝剂包括有以下组分：二甲基丙烯酰胺基-2-丙烯磺酸3344克，衣康酸720克、氢氧化钠620克、异丙醇520克、过硫酸铵30克、亚硫酸氢钠20克、去离子水5360克，对上述原料的纯度要求均在99％以上，具体的制备方法是，(1)先将500克去离子水加入到反应釜中，开始搅拌并加入620克氢氧化钠，溶解后再向反应釜中加入3344克二甲基丙烯酰胺基-2-丙烯磺酸，边搅拌溶解，使PH值保持在5-6，(2)再将720克的衣康酸加入反应釜中，边搅边溶解升温，使PH值降到2-3，温度升到48-50℃情况下，再称取160克去离子水将30克过硫酸铵溶解后加入到反应釜中，搅拌10分钟，再称取160克去离子水将20克亚硫酸氢钠溶解后加入到反应釜中，搅拌10分钟，(3)停止搅拌后待料液温度升至80℃时再进行搅拌降温，当降温至70-80℃时停止搅拌、静置四个小时，待料液降至室温后，取样检验，合格后包装备用。使用该缓凝剂一般用量是水泥浆料的0.3-0.5％，随着加入量的不同能满足不同地层深度所需稠化时间的要求，适用于井温条件在60-180℃范围，以及淡水和盐水水泥稠化体系，不影响失水，能使水泥浆获得最佳的流变参数，对水泥浆具有良好的分散减阻作用，同时能保证水泥浆的发育及提高水石泥强度，在高温和盐碱环境下性能仍能保持稳定。

技术指标如下表：

  项目  指标要求  初始稠度Bc  ≤30  稠化时间min  180℃ 111Mpa  180-420可调  40Bc-100Bc所经过时间min  ≤40  抗压强度Mpa/142℃ 21Mpa48h  ≥14