CN108690582A - 油井水泥用固体降失水剂及其制备方法 - Google Patents

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卢三杰
姜鹏
李立华
刘泸萍
杨豫杭
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Abstract

本发明公开一种油井水泥用固体降失水剂及其制备方法，配方包括按照重量份数计的以下组分：去离子水100份、烯丙基聚乙二醇20～30份、衣康酸10～15份、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸8～10份、氢氧化钠4～5份、过硫酸钾0.1‑0.15份和吸水剂5～10份。制备方法包括如下步骤：1)分别配制氢氧化钠水溶液和过硫酸钾水溶液；2)将去离子水、烯丙基聚乙二醇、衣康酸和2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸搅拌均匀，滴加氢氧化钠水溶液；在50～60℃的条件下，滴加过硫酸钾水溶液，至反应完成，冷却至室温，加入吸水剂，冷冻干燥，得到产品。该降失水剂具有运输存贮方便、混配的性能佳的特点，同时制备方法简单，易于实现。

Description

油井水泥用固体降失水剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及油气井固井用添加剂领域，特别是涉及一种油井水泥用固体降失水剂及其制备方法。
背景技术
降失水剂是固井施工作业中最常用的油井水泥添加剂之一，它可以有效控制水泥浆体的失水量。常规的降失水剂一般是液态的，存在①不便于长途运输，②冬季施工因室外温度过低液体溶液凝固，混配不便导致水泥浆性能不稳定等缺点。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种油井水泥用固体降失水剂及其制备方法，其具有运输存贮方便、混配的性能佳的特点，同时制备方法简单，易于实现。
为此，本发明的技术方案如下：
一种油井水泥用固体降失水剂，由按照重量份数计的以下组分制备而成：去离子水100份、烯丙基聚乙二醇20～30份、衣康酸10～15份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸8～10份、氢氧化钠4～5份、过硫酸钾0.1-0.15份和吸水剂5～10份。
进一步，所述烯丙基聚乙二醇为APEG 2500-4000。
进一步，所述吸水剂为丙烯酸-聚乙烯醇。
一种油井水泥用固体降失水剂的制备方法，包括如下步骤：
1)分别配制氢氧化钠水溶液、过硫酸钾水溶液；
2)将去离子水、烯丙基聚乙二醇、衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸加入到反应瓶中，搅拌均匀，滴加氢氧化钠水溶液；在50～60℃的条件下，滴加过硫酸钾水溶液，搅拌反应至反应完成，冷却至室温，加入吸水剂，冷冻干燥，得到所述油井水泥用固体降失水剂。
进一步，所述油井水泥用固体降失水剂还经过研磨，以获得所需粒度。
进一步，所述氢氧化钠水溶液的浓度为10～15wt.％。
进一步，所述过硫酸钾水溶液的浓度为1-3wt.％。。
进一步，加入过硫酸钾水溶液后，反应时间为2～2.5h。
该油井水泥用固体降失水剂易于运输和混配、综合成本低、性能良好，具有较好的市场应用价值。制备方法简单，易于实现。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
实施例1
配方为(按照重量份数计)：去离子水100份、烯丙基聚乙二醇(APEG-2800)20份、衣康酸10份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸8份、氢氧化钠4份、过硫酸钾0.1份、吸水剂丙烯酸-聚乙烯醇5份。
配制浓度为15wt.％的氢氧化钠水溶液，浓度为1wt.％过硫酸钾水溶液；
按照配方，先将水、烯丙基聚乙二醇、衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸加入到反应瓶中，搅拌均匀，滴加浓度为15wt.％的氢氧化钠水溶液，升温至55℃，滴加浓度为1wt.％过硫酸钾水溶液，搅拌反应120min，冷却至室温后，加入丙烯酸-聚乙烯醇吸水剂，冷冻干燥，研磨，得到粉末状的油井水泥用固体降失水剂。
实施例2
配方为(按照重量份数计)：去离子水100份、烯丙基聚乙二醇(APEG-3000)25份、衣康酸15份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸10份、氢氧化钠5份、过硫酸钾0.1份、吸水剂丙烯酸-聚乙烯醇8份。
配制浓度为15wt.％的氢氧化钠水溶液，浓度为1.5wt.％过硫酸钾水溶液；
按照配方，先将水、烯丙基聚乙二醇、衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸加入到反应瓶中，搅拌均匀，滴加浓度为15wt.％的氢氧化钠水溶液，升温至60℃，滴加浓度为1.5wt.％过硫酸钾水溶液，搅拌反应150min，冷却至室温后，加入丙烯酸-聚乙烯醇吸水剂，冷冻干燥，研磨，得到粉末状的油井水泥用固体降失水剂。
实施例3
配方为(按照重量份数计)：去离子水100份、烯丙基聚乙二醇(APEG-3000)30份、衣康酸12份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸10份、氢氧化钠5份、过硫酸钾0.15份、吸水剂丙烯酸-聚乙烯醇10份。
配制浓度为15wt.％的氢氧化钠水溶液，浓度为3wt.％过硫酸钾水溶液；
按照配方，先将水、烯丙基聚乙二醇、衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸加入到反应瓶中，搅拌均匀，滴加浓度为15wt.％的氢氧化钠水溶液，升温至60℃，滴加浓度为3wt.％过硫酸钾水溶液，搅拌反应120min，冷却至室温后，加入丙烯酸-聚乙烯醇吸水剂，冷冻干燥，研磨，得到粉末状的油井水泥用固体降失水剂。
实施例4
配方为(按照重量份数计)：去离子水100份、烯丙基聚乙二醇(APEG-3000)28份、衣康酸12份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸8份、氢氧化钠4份、过硫酸钾0.15份、吸水剂丙烯酸-聚乙烯醇8份。
配制浓度为15wt.％的氢氧化钠水溶液，浓度为2wt.％过硫酸钾水溶液；
按照配方，先将水、烯丙基聚乙二醇、衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸加入到反应瓶中，搅拌均匀，滴加浓度为15wt.％的氢氧化钠水溶液，升温至60℃，滴加浓度为2wt.％过硫酸钾水溶液，搅拌反应150min，冷却至室温后，加入丙烯酸-聚乙烯醇吸水剂，冷冻干燥，研磨，得到粉末状的油井水泥用固体降失水剂。
实施例5
配方为(按照重量份数计)：去离子水100份、烯丙基聚乙二醇(APEG-4000)20份、衣康酸15份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸8份、氢氧化钠5份、过硫酸钾0.1份、吸水剂丙烯酸-聚乙烯醇6份。
配制浓度为15wt.％的氢氧化钠水溶液，浓度为2.5wt.％过硫酸钾水溶液；
按照配方，先将水、烯丙基聚乙二醇、衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸加入到反应瓶中，搅拌均匀，滴加浓度为15wt.％的氢氧化钠水溶液，升温至50℃，滴加浓度为2.5wt.％过硫酸钾水溶液，搅拌反应150min，冷却至室温后，加入丙烯酸-聚乙烯醇吸水剂，冷冻干燥，研磨，得到粉末状的油井水泥用固体降失水剂。
性能评价
按照标准SY/T 5504.2-2013油井水泥外加剂评价方法第2部分：降失水剂对实施例1～5中降失水剂在饱和盐水中进行降失水性能评价，得到数据如下表所示。
从表中可以看出，本发明的实施例的API失水量均控制在50mL以下，游离液控制在0.3mL，24小时抗压强度也都大于14MPa，抗温可达200℃，均具有较好的耐盐、抗温和降失水性能。

Claims (8)

1.一种油井水泥用固体降失水剂，其特征在于由按照重量份数计的以下组分制备而成：去离子水100份、烯丙基聚乙二醇20～30份、衣康酸10～15份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸8～10份、氢氧化钠4～5份、过硫酸钾0.1-0.15份和吸水剂5～10份。
2.如权利要求1所述油井水泥用固体降失水剂，其特征在于：所述烯丙基聚乙二醇的分子量为2500～4000。
3.如权利要求1所述油井水泥用固体降失水剂，其特征在于：所述吸水剂为丙烯酸-聚乙烯醇。
4.一种油井水泥用固体降失水剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)分别配制氢氧化钠水溶液、过硫酸钾水溶液；
2)将去离子水、烯丙基聚乙二醇、衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸加入到反应瓶中，搅拌均匀，滴加氢氧化钠水溶液；在50～60℃的条件下，滴加过硫酸钾水溶液，搅拌反应至反应完成，冷却至室温，加入吸水剂，冷冻干燥，得到所述油井水泥用固体降失水剂。
5.如权利要求4所述油井水泥用固体降失水剂的制备方法，其特征在于：所述油井水泥用固体降失水剂还经过研磨。
6.如权利要求4所述油井水泥用固体降失水剂的制备方法，其特征在于：所述氢氧化钠水溶液的浓度为10～15wt.％。
7.如权利要求4所述油井水泥用固体降失水剂的制备方法，其特征在于：所述过硫酸钾水溶液的浓度为1-3wt.％。
8.如权利要求4所述油井水泥用固体降失水剂的制备方法，其特征在于：加入过硫酸钾水溶液后，反应时间为2～2.5h。
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