CN107973539A - 一种苯丙乳液稳定剂、制备方法及应用 - Google Patents

一种苯丙乳液稳定剂、制备方法及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN107973539A
CN107973539A CN201610939405.0A CN201610939405A CN107973539A CN 107973539 A CN107973539 A CN 107973539A CN 201610939405 A CN201610939405 A CN 201610939405A CN 107973539 A CN107973539 A CN 107973539A
Authority
CN
China
Prior art keywords
styrene
acrylic emulsion
parts
weight
emulsion stabilizer
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.)
Pending
Application number
CN201610939405.0A
Other languages
English (en)
Inventor
曾敏
桑来玉
王其春
汪晓静
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 Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering
Original Assignee
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering
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 Petroleum and Chemical Corp, Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering filed Critical China Petroleum and Chemical Corp
Priority to CN201610939405.0A priority Critical patent/CN107973539A/zh
Publication of CN107973539A publication Critical patent/CN107973539A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
    • C09K8/46—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement
    • C09K8/467—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement containing additives for specific purposes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明公开了一种苯丙乳液稳定剂、制备方法及应用。所述稳定剂包括以下组分：脂肪醇烷氧基化合物、烷基酰胺甜菜碱和去离子水；以去离子水为100重量份数计，脂肪醇烷氧基化合物：10～50重量份；烷基酰胺甜菜碱：10～50重量份。制备方法包括：在去离子水中加入脂肪醇烷氧基化合物和烷基酰胺甜菜碱，在室温下搅拌5‑20分钟，制得所述苯丙乳液稳定剂。本发明的稳定剂与苯丙胶乳复配使用，可以提高固井第一和第二胶结面的胶结强度，降低水泥石的渗透率，减少油气窜现象的发生，并且可增加水泥石的弹韧性，减少水泥石在射孔、压裂等固井后续作业的破裂程度，提高固井质量。

Description

一种苯丙乳液稳定剂、制备方法及应用
技术领域
本发明涉及油气水泥外加剂领域，进一步地说，是涉及一种苯丙乳液稳定剂、制备方法及应用。
背景技术
随着我国油气资源的勘探工作不断向深层复杂地质构造地区扩展，深井、超深井固井面临着高温高压防气窜难题。而加入胶乳防窜剂的胶乳水泥浆具有抗高温、防油气水窜、降失水保护油气层的特点，能够有效地提高深井和超深井的固井质量，是目前国内外公认的防窜性能优良的水泥浆体系。
目前用于油田固井作业的胶乳水泥浆大部分是丁苯胶乳水泥浆体系，前期研究已经开发了一种合成条件简单、易于控制，现场调整使用方便与丁苯胶乳性能相当的固井用苯丙胶乳。
苯丙胶乳应用到油井水泥固井时，由于乳液本身是一种乳化颗粒均匀分散在溶液中的亚稳态体系。加上水泥浆体系本身为强碱性，同时井下的高温及泵送过程中产生的剪切力都会对苯丙胶乳稳定性造成破坏，乳液中颗粒会相互聚集,导致絮凝，造成乳液失稳破乳失效。因此还需发明一种能够提高苯丙乳液的高温稳定性、机械稳定性、在碱性条件下化学稳定性的稳定剂。使得配置成的苯丙胶乳水泥浆能够满足固井工程施工要求。
现有技术中苯丙乳液是首次应用于固井水泥体系中，所采用的稳定剂为该发明所示稳定剂。
发明内容
为解决现有技术中苯丙胶乳在水泥浆中高温稳定问题，本发明提供了一种苯丙乳液稳定剂、制备方法及应用。将该稳定剂与苯丙胶乳复配使用，同时配套相关外加剂形成性能优良的抗高温苯丙胶乳防窜水泥浆体系，使得可以提高固井第一和第二胶结面的胶结强度，降低水泥石的渗透率，减少油气窜现象的发生，并且可增加水泥石的弹韧性，减少水泥石在射孔、压裂等固井后续作业的破裂程度，提高固井质量。
本发明的目的之一是提供一种苯丙乳液稳定剂。
包括以下组分：
脂肪醇烷氧基化合物、烷基酰胺甜菜碱和去离子水；
以去离子水为100重量份数计，
脂肪醇烷氧基化合物：10～50重量份；优选为：30～45重量份；
烷基酰胺甜菜碱：10～50重量份；优选为15～25重量份。
所述脂肪醇烷氧基化合物优选为含13～15个碳原子的脂肪醇、20-40个乙氧基的烷氧基化合物；
所述烷基酰胺甜菜碱优选为椰子油酰胺甜菜碱或月桂酰胺甜菜碱；
通过添加脂肪醇烷氧基化合物，改善苯丙乳液粒子表面形貌，提高苯丙乳液在水泥浆中的机械稳定性。通过添加烷基酰胺甜菜碱，改善苯丙乳液粒子表面电荷，提高苯丙乳液在高温水泥浆中的高温稳定性。
本发明的目的之二是提供一种苯丙乳液稳定剂的制备方法。
包括：在去离子水中加入脂肪醇烷氧基化合物和烷基酰胺甜菜碱，在室温下搅拌5-20分钟，制得所述苯丙乳液稳定剂。
优选：
在室温下搅拌5-20分钟，配置成为质量浓度为30-40％的化合物溶液。
本发明的目的之三是提供一种苯丙乳液稳定剂在油井水泥浆中的应用。
本发明所述的一种苯丙乳液稳定剂，该稳定剂的使用方法为和苯丙乳液共同加入油井水泥浆预配水中，搅拌均匀，然后与水泥混配形成苯丙胶乳防气窜水泥浆体系。用量为：以苯丙乳液为100份重量，加入5～15重量份苯丙乳液稳定剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明所述的改善苯丙乳液在高温水泥浆中的整体稳定性的稳定剂，操作简单、效果明显。不使用本发明所述稳定剂，苯丙乳液在油井水泥配浆时立即发生絮凝，致使胶乳水泥浆无法流动，不能满足固井施工要求。和该稳定剂共同使用，配置而成的苯丙胶乳水泥浆在90-160℃均保持良好的流变性能，满足固井施工要求。
附图说明
图1实施例1的苯丙胶乳水泥浆80℃稠化曲线；
图2实施例2的苯丙胶乳水泥浆140℃稠化曲线；
图3实施例3的苯丙胶乳水泥浆155℃稠化曲线；
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。
实施例1
为进一步公开本发明的技术方案，下面通过实施例作详细说明：本发明为由脂肪醇烷氧基化合物、烷基酰胺甜菜碱和水组成，其质量份数比为十三醇聚氧乙烯-20：椰油酰胺甜菜碱∶水＝3∶2∶10(固含量33％)，将其混合物搅拌制成高温苯丙乳液稳定剂。
固井水泥浆体系：嘉华G级油井水泥为100份重量，5份的降失水剂，2份的分散剂，1.5份的缓凝剂，15份的苯丙胶乳，0.75份的胶乳稳定剂和20份的水。
将所制固井水泥浆进行98℃×40MPa×90min稠化试验，初始稠度18Bc，200分钟稠度18Bc，222分钟稠度100Bc。稠化曲线(如图1)线性平稳，过渡时间较快，能满足现场固井需求。说明该苯丙乳液稳定剂能够满足98℃固井水泥浆配置需求。
实施例2
根据技术参数要求，其质量份数比为十三醇聚氧乙烯-30：椰油酰胺甜菜碱∶水＝4∶1.5∶10制成的高温苯丙乳液稳定剂(固含量35.5％)。将其混合物搅拌制成高温苯丙乳液稳定剂。
固井水泥浆体系：嘉华G级油井水泥为100份重量，5份的降失水剂，2份的分散剂，3份的缓凝剂，15份的苯丙胶乳，1.5份的胶乳稳定剂和20份的水。
将所制固井水泥浆进行120℃×70MPa×70min稠化试验，初始稠度8Bc，100分钟稠度6Bc，178分钟稠度70Bc，185分钟稠度100Bc。稠化曲线(如图2)线性平稳，过渡时间较快，能满足现场固井需求。说明该苯丙乳液稳定剂能够满足120℃固井水泥浆配置需求。
实施例3
根据技术参数要求，其质量份数比为十五醇聚氧乙烯-30：月桂酰胺甜菜碱∶水＝3.5∶2∶10制成的高温苯丙乳液稳定剂(固含量35.5％)。将其混合物搅拌制成高温苯丙乳液稳定剂。
固井水泥浆体系：嘉华G级油井水泥为100份重量，5份的降失水剂，2份的分散剂，3份的缓凝剂，15份的苯丙胶乳，2.25份的胶乳稳定剂和20份的水。
将所制固井水泥浆进行155℃×65MPa×80min稠化试验，初始稠度9Bc，260分钟稠度6Bc，550分钟稠度70Bc，552分钟稠度100Bc。稠化曲线(如图3)线性平稳，过渡时间较快，能满足现场固井需求。说明该苯丙乳液稳定剂能够满足155℃固井水泥浆配置需求。

Claims (6)

1.一种苯丙乳液稳定剂，其特征在于所述稳定剂包括以下组分：
脂肪醇烷氧基化合物、烷基酰胺甜菜碱和去离子水；
以去离子水为100重量份数计，
脂肪醇烷氧基化合物：10～50重量份；
烷基酰胺甜菜碱：10～50重量份。
2.如权利要求1所述的苯丙乳液稳定剂，其特征在于：
以去离子水为100重量份数计，
脂肪醇烷氧基化合物：30～45重量份；
烷基酰胺甜菜碱：15～25重量份。
3.如权利要求1所述的苯丙乳液稳定剂，其特征在于：
所述脂肪醇烷氧基化合物为含13～15个碳原子的脂肪醇、20-40个乙氧基的烷氧基化合物；
所述烷基酰胺甜菜碱为椰子油酰胺甜菜碱或月桂酰胺甜菜碱。
4.一种如权利要求1～3之一所述的苯丙乳液稳定剂的制备方法，其特征在于所述方法包括：
在去离子水中加入脂肪醇烷氧基化合物和烷基酰胺甜菜碱，在室温下搅拌5-20分钟，制得所述苯丙乳液稳定剂。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：
所述苯丙乳液稳定剂为质量浓度为30-40％的化合物溶液。
6.一种如权利要求1～3之一所述的苯丙乳液稳定剂在油井水泥浆中的应用，其特征在于：
所述苯丙乳液稳定剂和苯丙乳液共同加入油井水泥浆预配水中，搅拌均匀；
以苯丙乳液为100份重量计，苯丙乳液稳定剂的用量为5～15重量份。
CN201610939405.0A 2016-10-25 2016-10-25 一种苯丙乳液稳定剂、制备方法及应用 Pending CN107973539A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610939405.0A CN107973539A (zh) 2016-10-25 2016-10-25 一种苯丙乳液稳定剂、制备方法及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610939405.0A CN107973539A (zh) 2016-10-25 2016-10-25 一种苯丙乳液稳定剂、制备方法及应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107973539A true CN107973539A (zh) 2018-05-01

Family

ID=62004101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610939405.0A Pending CN107973539A (zh) 2016-10-25 2016-10-25 一种苯丙乳液稳定剂、制备方法及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107973539A (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003097746A1 (en) * 2002-05-14 2003-11-27 Western Emulsions, Inc. Improved asphalt emulsions for treatment of road surfaces
CN1809622A (zh) * 2003-07-31 2006-07-26 贝克休斯公司 使用胶乳添加剂的水基钻井液
CN101328401A (zh) * 2007-06-20 2008-12-24 中国石油天然气集团公司 高温韧性固井羧基丁苯胶乳外加剂
CN101759825A (zh) * 2003-11-24 2010-06-30 中国石油天然气集团公司 油气田固井专用羧基丁苯胶乳
CN101838371A (zh) * 2010-01-14 2010-09-22 湖北大学 一种高固含量低粘度核壳结构苯丙乳液的制备方法
CN101891859A (zh) * 2009-05-18 2010-11-24 成都科杰高新技术发展有限公司 一种聚合物水泥防水涂料用弹性苯丙乳液及其制备方法
CN102212352A (zh) * 2010-04-12 2011-10-12 长江大学 一种防气窜非渗透胶乳固井水泥浆
CN104804716A (zh) * 2015-03-16 2015-07-29 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 固井防窜非离子丁苯胶乳及其制备方法
CN105086970A (zh) * 2015-08-31 2015-11-25 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 油田固井用阴离子丁苯胶乳防窜剂及其制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003097746A1 (en) * 2002-05-14 2003-11-27 Western Emulsions, Inc. Improved asphalt emulsions for treatment of road surfaces
CN1809622A (zh) * 2003-07-31 2006-07-26 贝克休斯公司 使用胶乳添加剂的水基钻井液
CN101759825A (zh) * 2003-11-24 2010-06-30 中国石油天然气集团公司 油气田固井专用羧基丁苯胶乳
CN101328401A (zh) * 2007-06-20 2008-12-24 中国石油天然气集团公司 高温韧性固井羧基丁苯胶乳外加剂
CN101891859A (zh) * 2009-05-18 2010-11-24 成都科杰高新技术发展有限公司 一种聚合物水泥防水涂料用弹性苯丙乳液及其制备方法
CN101838371A (zh) * 2010-01-14 2010-09-22 湖北大学 一种高固含量低粘度核壳结构苯丙乳液的制备方法
CN102212352A (zh) * 2010-04-12 2011-10-12 长江大学 一种防气窜非渗透胶乳固井水泥浆
CN104804716A (zh) * 2015-03-16 2015-07-29 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 固井防窜非离子丁苯胶乳及其制备方法
CN105086970A (zh) * 2015-08-31 2015-11-25 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 油田固井用阴离子丁苯胶乳防窜剂及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
潘卫三: "《工业药剂学》", 31 August 2015 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107365574B (zh) 一种用于普通稠油油藏的降粘驱油剂及其制备方法
CN103131398B (zh) 强电稳定性油包水钻井液
CN103555304A (zh) 一种高效油基冲洗隔离液及其制备方法
AU2011203389B2 (en) Cement compositions comprising sub-micron alumina and associated methods
DE69632610T2 (de) Zementzusammensetzungen und ihre Verwendung zur Zementierung von Ölbohrlöchern oder ähnlichen
CN102746836B (zh) 一种油气田固井自愈合水泥浆
US3131075A (en) Low density cementing composition
CN102337108B (zh) 一种固井用高效抗污染隔离液及其制备方法
CN105038745A (zh) 一种新型固井用液硅防窜水泥浆
US20080171674A1 (en) Compositions comprising quaternary material and sorel cements
CN105001841B (zh) 提高油基钻井液固井质量的乳化冲洗隔离液及其制备方法
CN106800389B (zh) 一种高造壁性封窜堵漏剂及其制备方法
CN104119852B (zh) 一种压裂酸化纳米乳液助排剂及其制备方法
NZ630005A (en) Settable compositions comprising unexpanded perlite and methods of cementing in subterranean formations
CN107216070B (zh) 高效抗侵蚀防气窜水泥浆体系
CN102504775A (zh) 深井长封固段固井用大温差水泥浆及其制备方法
US20080000640A1 (en) Cement compositions for low temperature applications
CN103666420A (zh) 用于页岩气开发油基钻井液固井工艺的水泥浆
AU2011284547A1 (en) A cement composition containing a substituted ethoxylated phenol surfactant for use in an oil-contaminated well
CN102212352A (zh) 一种防气窜非渗透胶乳固井水泥浆
CN105907382A (zh) 一种基于油基钻井液的乳化剂及其制备方法
CN103923628A (zh) 一种小井眼单通道固井用低粘柔性水泥浆
CN103146368A (zh) 一种弹性固井水泥浆及其制备方法
CN104650845A (zh) 高温非交联清洁压裂液及其制备方法
WO2013184469A1 (en) Methods of using oil-based wellbore cement compositions

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180501

RJ01 Rejection of invention patent application after publication