CN102643632A - 一种高温抗盐降失水剂及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高温抗盐降失水剂CG910L及生产方法属固井工程领域，满足深井和复杂地层钻井条件下的固井作业需求，其目的改善水泥浆的施工性能，降低水泥浆的滤失量，减小水泥石的收缩量。高温抗盐降失水剂CG910L，其组分是：2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、丙烯腈、活化剂、引发剂、乳化剂、终止剂和去离子水。它具有如下优异的特性：1、可改善水泥浆的施工性能；2、可降低水泥浆的滤失量；3、可减小水泥石的收缩量，改善水泥环与套管和地层的胶结特性；4、可改善水泥石的弹性和抗冲击性能，延长油气井的生产寿命，降低射孔造成水泥环的碎裂程度；5、使用温度范围：150～180。

Description

一种高温抗盐降失水剂及生产方法

技术领域

本发明涉及一种高温抗盐降失水剂CG910L及生产方法属固井工程领域，满足深井和复杂地层钻井条件下的固井作业需求。 

背景技术

对于高温高压抗盐体系，我国的研究开发较落后，其技术应用水平仍停留在理论范畴内和试验探索阶段，特别是现有的水泥外加剂产品质量稳定性能差，所形成的水泥浆性能差，抗温抗盐能力低，对油气层污染严重，固井质量达不到施工要求。目前大多数情况下为保证固井质量只好引进国外产品，直接增加了钻井成本，而且单靠进口或引进相关外加剂，远不能满足油田深井固井的需求，因此研究开发新的高温抗盐水泥外加剂(主要为缓凝剂、降失水剂、和早强剂，其它现有外加剂及外掺料性能可满足要求)是极其必要的。 

发明内容

本发明提出的一种高温抗盐降失水剂CG910L及生产方法。其目的是开发新的高温抗盐水泥降失水剂，改善水泥浆的施工性能，降低水泥浆的滤失量，减小水泥石的收缩量。 

一种高温抗盐降失水剂CG910L，其组分及重量百分比是 

2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸      8.3%；

丙烯酰胺                                     2.6%；

甲基丙烯酸                                   1.8%；

丙烯腈                                        7.3%；

活化剂                                        0.12% ；           

引发剂                                         0.17%；

乳化剂                                         0.18%；

终止剂                                         0.018%；

去离子水                    减去上述组分量所得的余量。

上述的一种高温抗盐降失水剂CG910L，所述的活化剂是硫酸亚铁。 

上述的一种高温抗盐降失水剂CG910L，所述的引发剂是过硫酸铵。 

上述的一种高温抗盐降失水剂CG910L，所述的乳化剂是十二烷基硫酸钠。 

上述的一种高温抗盐降失水剂CG910L，所述的终止剂是对苯二酚。 

高温抗盐降失水剂CG910L的生产方法是： 

以2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、丙烯腈为原料单体，加入乳化剂、引发剂、活化剂、终止剂，在低温下进行游离基共聚反应，反应达到预定转化率时，加入终止剂，终止聚合即得高温抗盐降失水剂剂。

高温抗盐降失水剂CG910L具体生产步骤如下： 

第一步骤、将2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、丙烯腈加入反应釜内，加入去离子水及乳化剂、活化剂、引发剂；同时开始搅拌，因反应是放热反应，待温度升至45℃时不再升温，需通入蒸汽加热，反应温度控制在64-66℃之间；

第二步骤、保持反应温度10小时，取样进行检测，如果共聚物转化率未达到要求时，应保持温度继续进行反应；

第三步骤、当聚合物单体所形成共聚物的转化率达到97℅以上时，加入终止剂，终止聚合反应即得合格的高温抗盐降失水剂CG910L。

研究和实践表明，在一般水泥浆中掺加适量高温抗盐降失水剂后，其水泥浆与常规水泥浆相比，具有如下优异的特性：1、可改善水泥浆的施工性能；2、可降低水泥浆的滤失量；3、可减小水泥石的收缩量，改善水泥环与套管和地层的胶结特性；4、可改善水泥石的弹性和抗冲击性能，延长油气井的生产寿命，降低射孔造成水泥环的碎裂程度；5、使用温度范围：150～180℃。 

具体实施方式

现举两组高温抗盐防气窜剂PCR770L配方为例说明本发明方案， 

配方1：           

原料名称	加量（kg）
		2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸	250
丙烯酰胺	80
		甲基丙烯酸	55
丙烯腈	220
		硫酸亚铁（活化剂）	3.5
过硫酸铵（引发剂）	5.0
		十二烷基硫酸钠（乳化剂）	5.5
对苯二酚（终止剂）	0.55
		去离子水	2400

 可制得高温抗盐降失水剂CG910：2980kg。

配方2： 

原料名称	加量（kg）
		2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸	246
丙烯酰胺	79
		甲基丙烯酸	53
丙烯腈	216
		硫酸亚铁（活化剂）	3.4
过硫酸铵（引发剂）	4.9
		十二烷基硫酸钠（乳化剂）	5.2
对苯二酚（终止剂）	0.55
		去离子水	2380

可制得高温抗盐降失水剂CG910：2950kg

两组配方的生产步骤相同，按下面的步骤生产：

第一步骤、将2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、丙烯腈加入反应釜内，加入去离子水及乳化剂十二烷基硫酸钠、活化剂硫酸亚铁、引发剂过硫酸铵；同时开始搅拌，因反应是放热反应，待温度升至45℃时不再升温，需通入蒸汽加热，反应温度控制在64-66℃之间；

第二步骤、保持反应温度10小时，取样进行检测，如果共聚物转化率未达到要求时，应保持温度继续进行反应；

第三步、当聚合物单体所形成共聚物的转化率达到97℅以上时，加入终止剂对苯二酚，终止聚合反应即得合格的高温抗盐降失水剂CG910L。

CG910L与国产CG71L降失水剂相比,具有加量小、抗盐、不触变等优点。 

CG910L与CG71L的性能比较： 

性能	CG910L	CG71L
			加量	3-4	4-6
抗盐能力	抗盐，可用24%盐水配浆	不抗盐，严格控制配浆水的cl的浓度
			稳定性	稳定，不用再加稳定剂	不稳定，需通过实验确定稳定剂加量
起泡情况	少	多

典型的CG910L24%盐水水泥浆的性能：

说明：上述盐水水泥浆中均用嘉华“G”级水泥，加0.3%（BWOC）的消泡剂CX62L。

典型的CG910L淡水水泥浆的性能（sg=1.9克每立方厘米）： 

典型的CG910L淡水水泥浆的性能（sg=1.58克每立方厘米）：

CSP305S隔离液对CG910L水泥浆的影响：

从实验结果可知，CG910L水泥浆的抗盐能力非常强（CG910L水泥浆的抗盐能力可抗24%盐水，而CG71L降失水剂则不抗盐。 

市场预测及推广前景： 

高温抗盐降失水剂CG910L的研制成功，适用于南海莺琼盆地的高温超压深井的固井作业，既有利于提高固井质量，又能替代进口固井材料，极大的降低固井成本。同时适用于其他油气田的固井作业中，解决层间高盐层的问题，具有很大的社会效益和市场推广前景。

Claims (6)

1.一种高温抗盐降失水剂CG910L，其组分及重量百分比是

2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸                    8.3%；

丙烯酰胺                                     2.6%；

甲基丙烯酸                                   1.8%；

丙烯腈                                       7.3%；

活化剂                                       0.12% ；           

引发剂                                        0.17%；

乳化剂                                        0.18%；

终止剂                                        0.018%；

去离子水                    减去上述组分量所得的余量。

2.根据权利要求1所述的一种高温抗盐降失水剂CG910L，其特征在于所述的活化剂是硫酸亚铁。

3.根据权利要求1所述的一种高温抗盐降失水剂CG910L，其特征在于所述的一种高温抗盐降失水剂CG910L，所述的引发剂是过硫酸铵。

4.根据权利要求1所述的一种高温抗盐降失水剂CG910L，其特征在于所述的乳化剂是十二烷基硫酸钠。

5.根据权利要求1所述的一种高温抗盐降失水剂CG910L，其特征在于所述的终止剂是对苯二酚。

6.一种高温抗盐降失水剂CG910L的生产方法是：

第一步骤、将2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、丙烯腈加入反应釜内，加入去离子水及乳化剂、活化剂、引发剂；同时开始搅拌，因反应是放热反应，待温度升至45℃时不再升温，需通入蒸汽加热，反应温度控制在64-66℃之间；

第二步骤、保持反应温度10小时，取样进行检测，如果共聚物转化率未达到要求时，应保持温度继续进行反应；

第三步骤、当聚合物单体所形成共聚物的转化率达到97℅以上时，加入终止剂，终止聚合反应即得合格的高温抗盐降失水剂CG910L。