CN102485829A

CN102485829A - 一种用磁化水制作的耐高温油井水泥缓凝剂

Info

Publication number: CN102485829A
Application number: CN2010105752641A
Authority: CN
Inventors: 宫世全; 宫振鑫
Original assignee: DALIAN MINGYUANQUAN TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: DALIAN MINGYUANQUAN TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2010-12-06
Filing date: 2010-12-06
Publication date: 2012-06-06

Abstract

一种用磁化水制作的耐高温油井水泥缓凝剂，所用单体原料及其质量分数比为2-羟基乙烷二甲叉膦酸及其可溶性盐类∶柠檬酸∶水化硅酸钙∶磁化水为2.5～5.0∶0.5～1∶0.1～0.2∶4.0～6.0。本发明的用磁化水制作的耐高温油井水泥缓凝剂，它的适用温度范围广泛，缓凝剂配制水泥浆的稠化时间睡温度的增加呈单调变化，同一温度稠化时间和缓凝剂的使用量成正比，稠化度容易控制，并且对泥浆的失水，强度等性能没有影响。

Description

一种用磁化水制作的耐高温油井水泥缓凝剂

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂制作的技术领域，具体的讲是涉及一种用磁化水制作的耐高温油井水泥缓凝剂。

背景技术

随着油田勘探开发技术的不断深入和钻井技术的发展，许多油气井的井深增加，井底的稳定增高。随着温度的升高，水泥的水化速度也随之加快，这就要求缓凝剂在高温下能够减缓水泥浆的水化速度，延长稠化时间，同时又不会对水泥浆的综合性能产生影响，保证固井施工充足的时间和良好的固井质量。现在普遍使用的缓凝剂均存在问题，有的使用的温度范围较窄，有的虽然使用的温度范围较宽，但是对水泥的失水性，泥浆的强度的性能有一定不良的影响。这是目前迫切需要解决的问题。

发明内容

鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种用磁化水制作的耐高温油井水泥缓凝剂。

为实现上述目的，本发明所采用的技术解决方案主要是采用以下方法制备：

所用单体原料：2-羟基乙烷二甲叉膦酸及其可溶性盐类、柠檬酸和水化硅酸钙。

制备方法：首先配制各单体溶液，2-羟基乙烷二甲叉膦酸及其可溶性盐类、柠檬酸、水化硅酸钙和磁化水的质量分数比为2.5～5.0∶0.5～1∶0.1～0.2∶4.0～6.0。首先开启循环泵使反应所需的水经过强度为5000-8000高斯的磁场进行磁化处理，得到反映所需的磁化水，将水按质量分数比通入搅拌器中，之后向搅拌器中按质量分数比加入柠檬酸和水化硅酸钙，搅拌6～12分钟，使柠檬酸和水化硅酸钙充分溶解在磁化水中。再按质量分数比加入2-羟基乙烷二甲叉膦酸及其可溶性盐类，搅拌20～30分钟，得到无色或黄色的溶液。将溶液通入反应釜中，通入氮气，水浴加热到60～85℃，同时向溶液中滴加引发剂进行共聚反应，反应2～4.5小时，将反应后的溶液过滤，在温度为30～40℃时，用氢氧化钠等碱性物质将PH值调制为6.5～7.5，制得耐高温油井水泥缓凝剂。

所述水化硅酸钙是由钙质材料、硅质材料和水制成，其中钙质材料与硅质材料的重量比为1.3～1.9∶1，水的重量以钙质材料和硅质材料的总重量比为2.5～5∶1。

所述磁化处理是让混合溶液通过磁化水机，所述磁化水机是利用电子设备通过220伏50Hz电源，产生频率2M以上的高频电场，使水通过电场的作用，发生物理变化，是用高频电流在一组或多组线圈中产生交变磁场，将该交变磁场导入水管中，对水管内的水进行磁化处理来达到磁化饮用水的电子装置。

所述引发剂为过硫酸盐类水溶性较好的自由基型引发剂，包括过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾等，其加入量为为单体总量的0.3％～1.0％(质量分数)。

所述的引发剂分两次加入以得到较高的转化率，第一次在单体溶液混合是采用连续滴加的方式加入占总量20～35％的引发剂；剩余的引发剂在共聚反应反应后期全部加入。第一次滴加时间为0.1～0.3小时，第二次滴加时间为2～3小时。

所述共聚反应的温度可为80℃～100℃，时间为3.0～6.0小时。

本发明与现有技术相比，具有以下突出优点和积极效果：

1、采用在反应釜中加入磁化水，通入氮气水浴加热到60～85℃，然后向水同时向溶液中滴加引发剂进行共聚反应，反应2～4.5小时，过滤，在温度为30～40℃时，用氢氧化钠等碱性物质将PH值调制为6.5～7.5，制得耐高温油井水泥缓凝，工艺合理、操作简单。

2、所述引发剂分两次加入，此种引发剂加入方式比一次加入引发剂所得体系粘度变小。

3、反应中所需的水经过磁化作用，使得水中自由活动的离子少且表面张力减小，使得聚合反应进行得更充分，生成的聚羧酸系高效减水剂数量增加，因此，该减水剂的工作性能得以提高。

4、所述磁化水机构造简单，安装方便，用电量小。

5、本发明的用磁化水制作的耐高温油井水泥缓凝剂，它的适用温度范围广泛，缓凝剂配制水泥浆的稠化时间睡温度的增加呈单调变化，同一温度稠化时间和缓凝剂的使用量成正比，稠化度容易控制，并且对泥浆的失水，强度等性能没有影响。

具体实施方式

实施例1：

配制各单体溶液，2-羟基乙烷二甲叉膦酸及其可溶性盐类、柠檬酸、水化硅酸钙和磁化水的质量分数比为2.5∶0.5∶0.1∶4.0，首先开启循环泵使反应所需的水经过强度为5000-8000高斯的磁场进行磁化处理，得到反映所需的磁化水，将磁化水按质量分数比通入搅拌器中，之后向搅拌器中按质量分数比添加柠檬酸和水化硅酸钙，搅拌6分钟，使柠檬酸和水化硅酸钙充分溶姐在磁化水中，再按质量分数比加入2-羟基乙烷二甲叉膦酸及其可溶性盐类，搅拌20分钟，得到无色或黄色的溶液，将溶液通入反应釜中，通入氮气，水浴加热到60℃，同时向溶液中滴加引发剂进行共聚反应，反应2小时，将反应后的溶液过滤，在温度为30℃时，用氢氧化钠等碱性物质将PH值调制为6.5，制得耐高温油井水泥缓凝剂。

实施例2：

配制各单体溶液，2-羟基乙烷二甲叉膦酸及其可溶性盐类、柠檬酸、水化硅酸钙和磁化水的质量分数比为4.0∶0.75∶0.15∶5.0，首先开启循环泵使反应所需的水经过强度为5000-8000高斯的磁场进行磁化处理，得到反映所需的磁化水，将磁化水按质量分数比通入搅拌器中，之后向搅拌器中按质量分数比添加柠檬酸和水化硅酸钙，搅拌12分钟，使柠檬酸和水化硅酸钙充分溶姐在磁化水中，再按质量分数比加入2-羟基乙烷二甲叉膦酸及其可溶性盐类，搅拌30分钟，得到无色或黄色的溶液，将溶液通入反应釜中，通入氮气，水浴加热到85℃，同时向溶液中滴加引发剂进行共聚反应，反应4.5小时，将反应后的溶液过滤，在温度为45℃时，用氢氧化钠等碱性物质将PH值调制为7.5，制得耐高温油井水泥缓凝剂。

实施例3：

配制各单体溶液，2-羟基乙烷二甲叉膦酸及其可溶性盐类、柠檬酸、水化硅酸钙和磁化水的质量分数比为3.0∶1.0∶0.2∶6.0，首先开启循环泵使反应所需的水经过强度为5000-8000高斯的磁场进行磁化处理，得到反映所需的磁化水，将磁化水按质量分数比通入搅拌器中，之后向搅拌器中按质量分数比添加柠檬酸和水化硅酸钙，搅拌10分钟，使柠檬酸和水化硅酸钙充分溶姐在磁化水中，再按质量分数比加入2-羟基乙烷二甲叉膦酸及其可溶性盐类，搅拌25分钟，得到无色或黄色的溶液，将溶液通入反应釜中，通入氮气，水浴加热到73℃，同时向溶液中滴加引发剂进行共聚反应，反应3.5小时，将反应后的溶液过滤，在温度为35℃时，用氢氧化钠等碱性物质将PH值调制为7，制得耐高温油井水泥缓凝剂。

本发明不局限于上述实施例，在实际应用中，可根据对用磁化水制作的耐高温油井水泥缓凝剂的不同方面需求，选择上述实施例中的不同配比，或除上述实施例以外的不同配比，但均不以任何形式限制本发明的范围。

Claims

1.一种用磁化水制作的耐高温油井水泥缓凝剂，其特征在于：所用单体原料：2-羟基乙烷二甲叉膦酸及其可溶性盐类、柠檬酸和水化硅酸钙。

2.根据权利要求1所述的一种用磁化水制作的耐高温油井水泥缓凝剂，其特征在于：所用单体原料2-羟基乙烷二甲叉膦酸及其可溶性盐类、柠檬酸、水化硅酸钙和磁化水的质量分数比为：2.5～5.0∶0.5～1∶0.1～0.2∶4.0～6.0。

3.根据权利要求1所述的一种用磁化水制作的耐高温油井水泥缓凝剂，其特征在于：首先开启循环泵使反应所需的水经过强度为5000-8000高斯的磁场进行磁化处理，通入搅拌器中，之后向搅拌器中加入柠檬酸和水化硅酸钙，搅拌6～12分钟，加入2-羟基乙烷二甲叉膦酸及其可溶性盐类，搅拌20～30分钟，得到无色或黄色的溶液。

4.根据权利要求1所述的一种用磁化水制作的耐高温油井水泥缓凝剂，其特征在于：将溶液通入反应釜中，通入氮气，水浴加热到60～85℃，同时向溶液中滴加引发剂进行共聚反应，反应2～4.5小时，过滤，在温度为30～40℃时，用氢氧化钠等碱性物质将PH值调制为6.5～7.5。