CN101402849B - 一种油气井固井高温缓凝剂及制备方法 - Google Patents

一种油气井固井高温缓凝剂及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101402849B
CN101402849B CN2008101604893A CN200810160489A CN101402849B CN 101402849 B CN101402849 B CN 101402849B CN 2008101604893 A CN2008101604893 A CN 2008101604893A CN 200810160489 A CN200810160489 A CN 200810160489A CN 101402849 B CN101402849 B CN 101402849B
Authority
CN
China
Prior art keywords
well
amps
high temperature
multipolymer
retardant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2008101604893A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101402849A (zh
Inventor
步玉环
魏绪伟
齐志刚
刘伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Petroleum East China
Original Assignee
China University of Petroleum East China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Petroleum East China filed Critical China University of Petroleum East China
Priority to CN2008101604893A priority Critical patent/CN101402849B/zh
Publication of CN101402849A publication Critical patent/CN101402849A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101402849B publication Critical patent/CN101402849B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

一种油(气)井固井用的新型水泥高温缓凝剂及制造方法，以衣康酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、过氧化苯甲酰等为原料，并经丙酮溶液沉淀洗涤，制成具有抗高温的高分子聚合物即本发明。用它加入水泥浆中，具有高温下缓凝效果好、流动性好、抗盐抗钙等特点，能够满足深井超深井固井安全施工的需要。

Description

一种油气井固井高温缓凝剂及制备方法
技术领域
本发明涉及一种延长油井水泥浆稠化时间的高温缓凝剂，尤其适用于深井超深井固井中存在的高温环境。
背景技术
2004～2005年，中国政府对我国油气资源进行了全面的评价研究，评价结果表明：我国油气资源剩余储量的73％都埋藏在深层。随着井深的增加，高温混凝剂在深井超深井钻探开发中的作用越来越重要。目前，水泥浆缓凝剂的发展已经取得了显著的成就。
第一代水泥缓凝剂是木质素磺酸盐，这类物质是天然资源，为解决某些问题提供了经济有效的方法，但是有些缺点。作为天然的产品，尽管生产过程在改进，但是每批产品的性质还是存在不可避免的差异。
第二代是基于合成分子的缓凝剂，它克服了木质素磺酸盐缓凝剂的一些缺点，减小了分批产品之间的差异，提供了更长的可预测的稠化时间。
国外石油公司的多种合成缓凝剂的使用温度达到200℃以上，如：BJ公司的SR-30(1)型缓凝剂适用温度达到214℃以上；道威尔公司的合成缓凝剂D161，适用温度也高达214℃；哈里伯顿公司研发的合成缓凝剂HR-25，其使用温度高达到218℃。
我国目前可查的使用温度最高的缓凝剂是由谢应权等通过将木质素磺酸盐再次深度磺化改性合成的缓凝剂PQ，能经受200℃的高温。但其属于第一代的水泥缓凝剂，其稳定性受到原材料的限制较大。李长安等合成了有机磷酸油井水泥缓凝剂CT11-3和齐志刚等研制出了高温耐盐缓凝剂SDH-2的使用温度的上限为170℃，是目前国内第二代缓凝剂的佼佼者。
发明内容
为了解决深井固井作业中延长油井水泥浆稠化时间的要求，本专利提供了一种高温下使用的缓凝剂AMPS-IA，它不仅能够延长水泥浆在200℃下的稠化时间，还具有良好的抗盐抗钙性能，也是一种优良的油气井水泥高温分散剂。
本发明采用的技术方案是：将缓凝基团接枝到抗高温的高分子有机体上。AMPS(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)具有良好的抗高温性能，而且具有很好的协同增效性；每个衣康酸分子中都带有两个羧酸基团，具有良好的缓凝作用。两种单体都含有碳碳不饱和键，在引发剂的作用下，两者发生自由基聚合反应，生成高分子聚合物。其化学反应方程式如下：
Figure G2008101604893D00021
自由基聚合反应的条件为：反应的母液为N，N-二甲基丙酰胺，AMPS与衣康酸质量比为73：27，反应温度为75℃，引发剂过氧化苯甲酰的浓度为0.05mol·L-1，反应时间为1小时。
本发明的有益效果是：
1、当缓凝剂的加量为1％时，油气井水泥浆在180℃×75MPa条件下，稠化时间可达288min，完全可以满足深井超深井固井安全施工的需要。稠化时间可调，使用温度范围宽，见表1。
   表1  180℃×75MPa条件下缓凝剂加量对稠化时间的影响
 
缓凝剂加量/BWOC％ 1％ 1.5％ 2％ 2.5％ 3％
稠化时间/min 162 244 291 312 345
2、具有良好的抗钙抗盐的效果。当CaCl2的加量在18％以内时，水泥浆的稠化时间没有很大的改变。
3、缓凝剂还具有良好的分散性，能够改善水泥浆的流变性。在水泥浆中加入缓凝剂后，水泥浆的流性指数要大于没有加入缓凝剂的水泥浆的流性指数，见表2。
           表2 水泥浆流变性实验数据
Figure G2008101604893D00022
附图说明
附图1是水泥浆在180℃×75MPa下的稠化曲线图。水泥浆配方为：胜潍G级水泥550g+微硅250g+缓凝剂WR2％+消泡剂，水灰比0.5。实验仪器为OWC-2000A型增压稠化仪，沈阳市固井仪器研究所研制。
附图2是CaCl2加量对缓凝剂影响曲线图。水泥浆配方为：胜潍G级水泥550g+微硅250g+缓凝剂WR2％+消泡剂，水灰比0.5。试验条件为180℃×75MPa。
附图3是聚合物的红外光谱图。3433cm-1处的吸收峰是衣康酸钠羧酸基团分子间氢键的特征峰，衣康酸钠中的羧基基团的吸收峰出现在1750cm-1。由于和O-H的关联作用，C-O键的光带宽度变形，形成两个光带，一个分布在1218cm-1，另一个分布在1200～1000cm-1。AMPS单元也呈现出几个特征光带。与C＝O含量有关的酰胺I型的吸收峰在1655cm-1处，被称为酰胺II型的C-O的吸收峰位1220cm-1，AMPS中磺酸基团的吸收峰出现在光谱的1040cm-1处。
具体实施方式
实施例：
(1)将衣康酸在去离子水中溶解再结晶，提纯。将过氧化苯甲酰在氯仿-甲醇的混合溶液中溶解再结晶，提纯。
(2)按照AMPS与衣康酸质量比为73：27的比例称取一定量的AMPS。
(3)按照2mol·L-1的浓度，称取N，N-二甲基丙酰胺，加入到盖有聚乙烯盖子的四口烧瓶瓶中，加热到70℃，通氮气10min，去除氧气。
(4)按照先衣康酸后AMPS的顺序依次加入到N，N-二甲基丙酰胺中，再通氮气5min，升温至75℃，加入0.05mol·L-1的过氧化苯甲酰作为引发剂。反应一个小时后，冷却至室温。
(5)室温下向反应后的溶液中加入大量的丙酮，使聚合物沉淀。将沉淀后的物质再溶解于少量的N，N-二甲基丙酰胺中，再次洗涤沉淀，在50℃的烘箱中烘干，得到纯净的聚合物，即为高温缓凝剂。

Claims (1)

1.一种油气井固井高温缓凝剂AMPS-IA共聚物，其特征是：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸AMPS与衣康酸IA的共聚物，当加量为1％时，油气井水泥浆在180℃×75MPa条件下，稠化时间可达288min，该高温缓凝剂AMPS-IA共聚物的制备方法是：以2mol·L-1的N，N-二甲基丙酰胺为母液，将衣康酸与AMPS按质量比27∶73依次加入到母液中，加入0.02-0.1mol·L-1过氧化苯甲酰为引发剂，在70-80℃下聚合，聚合时间为1-3小时，得到高温缓凝剂AMPS-IA共聚物。
CN2008101604893A 2008-11-17 2008-11-17 一种油气井固井高温缓凝剂及制备方法 Expired - Fee Related CN101402849B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008101604893A CN101402849B (zh) 2008-11-17 2008-11-17 一种油气井固井高温缓凝剂及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008101604893A CN101402849B (zh) 2008-11-17 2008-11-17 一种油气井固井高温缓凝剂及制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101402849A CN101402849A (zh) 2009-04-08
CN101402849B true CN101402849B (zh) 2010-12-22

Family

ID=40537018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008101604893A Expired - Fee Related CN101402849B (zh) 2008-11-17 2008-11-17 一种油气井固井高温缓凝剂及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101402849B (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102153698B (zh) * 2011-05-11 2012-06-27 卫辉市化工有限公司 固体水泥缓凝剂的制备方法
CN102351986A (zh) * 2011-07-28 2012-02-15 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 一种油气井固井用二元共聚物缓凝剂的制备方法
CN103013481B (zh) * 2013-01-21 2015-09-30 中国石油大学(华东) 一种防倒挂宽温带油井水泥缓凝剂
CN103739779B (zh) * 2013-12-19 2016-03-30 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 耐高温水泥缓凝剂的制备和使用方法
CN104403056B (zh) * 2014-11-07 2016-08-31 中国石油天然气集团公司 一种耐高温共聚物油井水泥缓凝剂及其制备方法
CN106433585B (zh) * 2015-08-12 2019-03-05 中国石油化工股份有限公司 一种油井水泥缓凝剂及其制备方法和应用
CN106117424A (zh) * 2016-07-25 2016-11-16 国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所 衣康酸与2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸共聚物及制法和应用
CN107814876A (zh) * 2016-09-12 2018-03-20 中国石油化工股份有限公司 一种油气井固井用缓凝剂的制备方法、缓凝剂及应用
CN106928950A (zh) * 2017-01-20 2017-07-07 长江大学 一种固井用缓凝剂
CN107162512A (zh) * 2017-06-28 2017-09-15 四川宏升石油技术开发有限责任公司 一种超深井用抗高温水泥浆体系
CN112592118A (zh) * 2020-12-31 2021-04-02 陈海涛 一种高强度抗沉降水泥浆

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4726906A (en) * 1984-11-23 1988-02-23 Calgon Corporation Polymers for use as filtration control aids in drilling muds
CN1281472A (zh) * 1997-12-10 2001-01-24 Cytec技术有限公司 阴离子型聚合物产物及其制备方法
CN1887774A (zh) * 2006-07-21 2007-01-03 天津恒信石油技术开发有限公司 水泥缓凝剂及应用
CN101284893A (zh) * 2008-06-06 2008-10-15 成都理工大学 梳型两亲水溶性共聚物及其制备方法和用途
CN101293944A (zh) * 2008-04-03 2008-10-29 成都理工大学 高增粘抗盐水溶性共聚物及其制备方法和用途
CN101302266A (zh) * 2008-06-23 2008-11-12 成都理工大学 水溶性微交联共聚物及其制备方法和用途

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4726906A (en) * 1984-11-23 1988-02-23 Calgon Corporation Polymers for use as filtration control aids in drilling muds
CN1281472A (zh) * 1997-12-10 2001-01-24 Cytec技术有限公司 阴离子型聚合物产物及其制备方法
CN1887774A (zh) * 2006-07-21 2007-01-03 天津恒信石油技术开发有限公司 水泥缓凝剂及应用
CN101293944A (zh) * 2008-04-03 2008-10-29 成都理工大学 高增粘抗盐水溶性共聚物及其制备方法和用途
CN101284893A (zh) * 2008-06-06 2008-10-15 成都理工大学 梳型两亲水溶性共聚物及其制备方法和用途
CN101302266A (zh) * 2008-06-23 2008-11-12 成都理工大学 水溶性微交联共聚物及其制备方法和用途

Also Published As

Publication number Publication date
CN101402849A (zh) 2009-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101402849B (zh) 一种油气井固井高温缓凝剂及制备方法
Song et al. Synthesis and application of starch-graft-poly (AM-co-AMPS) by using a complex initiation system of CS-APS
CN109705834B (zh) 一种组合物、利用该组合物制备的耐温抗盐压裂液增稠剂及其制备方法
CN101274974B (zh) 耐温水溶性共聚物及其制备方法和用途
CN101293944B (zh) 高增粘抗盐水溶性共聚物及其制备方法和用途
CN102604623B (zh) AM/NaAA/NAC水溶性聚合物驱油剂及合成方法
CN101302266B (zh) 水溶性微交联共聚物及其制备方法和用途
CN102702424A (zh) 两性离子聚合物、其制备方法及在盐酸基压裂液中的应用
CN103320112B (zh) 一种抗剪切树枝聚合物驱油剂及其合成方法
CN102838781A (zh) 适合聚合物交联的超高温有机锆交联剂及其制得的压裂液
CN102391417A (zh) 一种水溶性疏水缔合聚合物驱油剂及其制备方法
CN113185630B (zh) 一种可生物降解耐盐型稠化体系及其制备方法和应用
CN101463110B (zh) 乳聚苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物及其制备方法
Jiang et al. A double‐tailed acrylamide hydrophobically associating polymer: Synthesis, characterization, and solution properties
CN102504292A (zh) 聚合物驱油用有机交联体系及交联剂制备方法
CN109912743B (zh) 一种温增粘水溶性聚合物及其制备方法
CN102659989A (zh) 一种低成本的混凝土聚羧酸减水剂制备方法
CN104628944A (zh) 一种丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用
CN102875715B (zh) 一种用溶液法合成丁基橡胶的方法
CN104479652A (zh) 一种水玻璃调剖剂及其制备方法
Shao et al. High performance hydrophobic associated polymer for fracturing fluids with low-dosage
CN104672408A (zh) 一种具刚性核-壳结构的水溶性驱油聚合物及其制备方法
CN102391849B (zh) 一种咪唑类聚合物驱油剂及其合成方法
CN102453252B (zh) 丙烯酰胺型大单体和梳型共聚物及其制备方法和应用
CN103320111B (zh) 一种am/aa/nvp/yeml四元聚合物驱油剂及其合成方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20101222

Termination date: 20141117

EXPY Termination of patent right or utility model