CN113651931A - 一种超高温改性聚合物类固井降失水剂及其制备方法与应用 - Google Patents

一种超高温改性聚合物类固井降失水剂及其制备方法与应用 Download PDF

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徐�明
张华�
刘慧婷
张弛
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周崇奉
丁志伟
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Abstract

本发明公开了一种超高温改性聚合物类固井降失水剂及其制备方法与应用，属于油气井固井外加剂技术领域。本发明的超高温改性聚合物类固井降失水剂的原料包括0.1～2份氧化石墨烯、0.1～1份引发剂、12～48份2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸、3～24份不饱和酰胺、2～12份不饱和羧酸、130～170份水。本发明所提供的降失水剂具有性能稳定、耐温能力强(30～240℃)、抗盐达饱和、降失水性能优异、适应性强以及显著改善水泥石力学性能(增强增韧)等优点，可满足深井超深井、复杂天然气井、非常规油气井和储气库井等复杂工况下固井技术的需求。

Description

一种超高温改性聚合物类固井降失水剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及油气井固井外加剂技术领域，特别是涉及一种超高温改性聚合物类固井降失水剂及其制备方法与应用。
背景技术
深层、超深层、非常规油气资源已成为油气增储上产的主要领域，高温、超高温及大型体积压裂等复杂工况对固井水泥浆技术提出了严峻挑战，固井难度骤增，固井质量无法保障。井下复杂工况对固井水泥浆体系及外加剂提出更高的要求，其中，降失水剂是提高固井水泥浆综合性能的主要外加剂之一，对保障固井作业安全和提高固井质量意义重大。
随着油田化学和高分子材料技术迅速发展，固井降失水剂逐渐由单一性向超高温、多功能型方向转变，逐渐实现聚合物分子结构的精细化设计，产品性能得到大幅提升，其中，以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)类共聚物最为突出。AMPS共聚物降失水剂具有分子结构可设计、耐温抗盐性能优异、降失水能力强、协同增效显著等优势。同时，通过有机-无机接枝改性技术，拓宽AMPS类聚合物的功能性和适用范围，从而成为国内外固井领域研究和应用的热点。然而，高温、超高温等复杂工况下固井对水泥浆体系及外加剂性能要求越来越高，当前AMPS聚合物类降失水剂仍存在一系列问题，主要表现为：①线性聚合物分子量大，低温增粘、高温稀释现象明显，严重影响高温超高温水泥浆体系的流变性和沉降稳定性能，固井作业安全和固井质量无法保障；②分子结构中含有大量酰胺衍生基团，超高温高碱液相条件下聚合物分子主侧链易断裂，降失水性能失效，体系综合性能恶化；③功能单一，需复配使用其它功能材料提高体系综合性能，但材料之间存在不兼容的风险。因此，开发一种抗超高温、多功能型聚合物降失水剂对提高深井超深井、复杂天然气井、非常规油气井等固井质量具有非常重要的意义。
现有技术已公开多种方法来解决AMPS类聚合物的上述问题。如CN110551262A公开了一种双面丛状结构抗温抗盐油井水泥降失水剂，是通过AMPS、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)及石墨烯通过原位接枝法制备而成，其耐温200℃，抗盐达饱和，可应用于深井、超深井超高温及高含盐地层固井；然而，该公开技术并未介绍对水泥石力学性能的影响以及温度超过200℃的应用情况。CN106977651A公开了一种聚合物/插层蒙脱石复合降失水剂，通过AMPS、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)、马来酸酐(MAH)在插层剂作用下于蒙脱石片层间引发聚合而成的液体降失水剂，具有优异的抗钙镁离子污染和控失水能力，特别适用于海洋固井；然而，该技术并未公开80℃以上的高温水泥浆的综合性能。以上述专利为代表的现有技术，虽在聚合物类固井降失水剂的耐温、抗盐等方面取得了突破，但在200℃以上超高温固井作业以及大型体积压裂等工况对水泥石力学完整性要求较高的环境中作业仍存在问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种超高温改性聚合物类固井降失水剂及其制备方法与应用，以解决深井超深井、复杂天然气井、非常规油气井和储气库井等复杂工况下固井作业存在的问题，本发明所提供的降失水剂具有性能稳定、耐温能力强(30～240℃)、抗盐达饱和、降失水性能优异、适应性强以及显著改善水泥石力学性能(增强增韧)等优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种超高温改性聚合物类固井降失水剂，包括如下重量份的原料：一种超高温改性聚合物类固井降失水剂，其特征在于，包括如下重量份的原料：0.1～2份氧化石墨烯、0.1～1份引发剂、12～48份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3～24份不饱和酰胺、2～12份不饱和羧酸、130～170份水。
进一步地，所述引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA)。
进一步地，所述不饱和酰胺为N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、丙烯酰吗啉和N-乙烯基己内酰胺中的一种或多种。
进一步地，所述不饱和羧酸为丙烯酸、衣康酸、马来酸酐、马来酸、富马酸和丙烯三羧酸中的一种或多种。
本发明提供一种所述的超高温改性聚合物类固井降失水剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氧化石墨烯置于水中，进行超声分散处理；
(2)向步骤(1)所得溶液中加入引发剂进行反应；
(3)将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、不饱和酰胺、不饱和羧酸用水完全溶解，调整pH值，再将该溶液加入到步骤(2)所得溶液中进行反应，得到超高温改性聚合物类固井降失水剂。
进一步地，步骤(1)中所述超声分散的频率为80Hz±20Hz，时间为10～60min。
进一步地，步骤(2)中所述反应前使用氢氧化钠调节溶液pH至8～10，所述反应为置于旋转搅拌器中在25～60℃条件下反应1～4h。
进一步地，步骤(3)中所述调整pH值是将氢氧化钠加入到体系中调整pH至6～7。
进一步地，步骤(3)中所述反应是在转速200±50rpm下以0.5～3℃/min升温速率升温至50～90℃，并保持此温度持续反应1～6h，反应完成后自然冷却至室温。
本发明还提供一种所述的超高温改性聚合物类固井降失水剂在深井超深井、复杂天然气井、非常规油气井和储气库井工况下进行固井作业中的应用。
本发明利用偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA)活化氧化石墨烯(GO)，再通过“graftfrom”的方法在氧化石墨烯表面进一步通过自由基热引发单体发生共聚合反应，将聚合物修饰到氧化石墨烯表面，制得氧化石墨烯接枝改性聚合物。在聚合物分子结构中引入氧化石墨烯，不仅可明显降低AMPS类聚合物对水泥水化过程的影响而促进其强度发展，而且在一定程度上提高降失水剂适用温度范围及其在高温、超高温条件下的控制失水的能力。同时，赋予聚合物降失水剂多功能性，使水泥石韧性增强，降低弹性模量，实现从分子水平提高水泥石的结构完整性和水泥环的密封完整性。其中，氧化石墨烯力学强度、阻隔性以及超大比表面积等性能优异，通过对其进行物理或化学分散处理，制备高性能氧化石墨烯水泥基复合材料。此外，氧化石墨烯通过调控水泥水化反应、改善孔隙结构以及界面结合等方式，可以改善水泥基材料的力学强度和耐久性能，在水泥基复合材料领域展现出巨大的应用潜力。通过原位接枝改性技术，在一定程度上提高了聚合物降失水剂耐温能力及其在高温、超高温条件下的控制失水能力，从而达到“降失水、悬浮稳定、增强、增韧”多功能集于一体的目的。
本发明采用改性氧化石墨烯引发技术和聚合物原位接枝改性技术，通过热引发聚合共价修饰氧化石墨烯纳米材料的合成方法，制备抗温240℃的氧化石墨烯接枝改性型聚合物降失水剂，兼具聚合物的功能性和氧化石墨烯的增强增韧特性，实现了产品由单一性向多功能性转化。
本发明公开了以下技术效果：
(1)采用“graft from”的方法，通过热引发聚合共价修饰将聚合物接枝到活化氧化石墨烯表面，得到综合性能良好的氧化石墨烯接枝改性聚合物降失水剂，能显著提高聚合物降失水剂的耐温能力、降失水能力，同时可改善水泥石力学性能，增加其韧性。
(2)本发明的降失水剂性能稳定、适用温度范围广(30～240℃)、抗盐达饱和、降失水性能优异、适应性强以及增强增韧效果显著，可解决超高温聚合物降失水剂性能失效问题，以及提高水泥石抵抗外部载荷的能力，综合性能优于常规AMPS类聚合物降失水剂。
(3)本发明的降失水剂集“降失水、悬浮稳定、增强、增韧”多种功能于一体，综合性能优异，且制备方法简单，绿色安全环保，条件温和，原料易得且生产成本低，能够实现工业化生产和规模推广应用。
(4)本发明的降失水剂可适用于多种固井水泥浆体系，能够满足深井超深井、复杂天然气井、非常规油气井等复杂工况下的固井技术需求，应用市场广阔。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1制备的超高温改性聚合物类固井降失水剂(GO-Polymer)的红外光谱图；
图2为实施例1(GO-Polymer)和氧化石墨烯与聚合物共混物(GO+Polymer)稀释悬浮液离心前(a)和离心后(b)的光学图片；
图3为氧化石墨烯(a)、氧化石墨烯与聚合物混合物(b)和实施例1(c)在碱性水溶液中静置48h的光学对比图；
图4为实施例1制备的超高温改性聚合物类固井降失水剂热重曲线图；
图5为实施例1和对比例1制备的聚合物类固井降失水剂的DTG对比曲线图；
图6为实施例1制备的水泥浆在150℃×60MPa条件下的稠化养护曲线图；
图7为实施例1制备的水泥浆在240℃×100MPa条件下的稠化养护曲线图；
图8为超高温改性聚合物类固井降失水剂合成方法过程示意图。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
实施例1
反应过程如图8所示，包括以下步骤：
称取1g的氧化石墨烯(GO)加入100g水中，以频率100Hz超声分散处理30min。超声完成后，向上述溶液加入0.3g偶氮二异丁脒盐酸盐，并使用氢氧化钠调节溶液pH至10，置于旋转搅拌器中在30℃条件下反应4h。称取40g的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、7.5g的N,N-二甲基丙烯酰胺和2.5g的衣康酸加入50g水完全溶解，加入10g氢氧化钠调整体系pH至6，再将该溶液加入反应之后的氧化石墨烯溶液中，在转速200rpm下以2℃/min的速率升温至80℃，并保持此温度持续反应2h后，自然冷却至室温，得到黑色粘稠的氧化石墨烯接枝改性聚合物降失水剂，即超高温改性聚合物类固井降失水剂(GO-Polymer)。
实施例2
称取1g的氧化石墨烯(GO)加入100g水中，以频率100Hz超声分散处理1h。超声完成后，向上述溶液加入0.3g偶氮二异丁脒盐酸盐，并使用氢氧化钠调节溶液pH至9，置于旋转搅拌器中在35℃条件下反应3h。称取40g的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、5g的N,N-二甲基丙烯酰胺和5g的衣康酸加入50g水完全溶解，加入14g氢氧化钠调整体系pH至6，再将该溶液加入反应之后的氧化石墨烯溶液中，在转速250rpm下以1℃/min的速率升温至60℃，并保持此温度持续反应4h后，自然冷却至室温，得到超高温改性聚合物类固井降失水剂(GO-Polymer)。
实施例3
称取0.5g的氧化石墨烯(GO)加入100g水中，以频率60Hz超声分散处理10min。超声完成后，向上述溶液加入0.3g偶氮二异丁脒盐酸盐，并使用氢氧化钠调节溶液pH至9，置于旋转搅拌器中在25℃条件下反应3h。称取30g的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、15g的N-乙烯基己内酰胺和5g的马来酸加入50g水完全溶解，加入12.5g氢氧化钠调整体系pH至7，再将该溶液加入反应之后的氧化石墨烯溶液中，在转速150rpm下以3℃/min的速率升温至90℃，并保持此温度持续反应1h后，自然冷却至室温，得到超高温改性聚合物类固井降失水剂(GO-Polymer)。
实施例4
称取0.5g的氧化石墨烯(GO)加入100g水中，以频率100Hz超声分散处理30min。超声完成后，向上述溶液加入0.3g偶氮二异丁脒盐酸盐，并使用氢氧化钠调节溶液pH至10，置于旋转搅拌器中在60℃条件下反应1h。称取22g的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、6g的N,N-二甲基丙烯酰胺和2g的马来酸酐加入50g水完全溶解，加入15.5g氢氧化钠调整体系pH至6，再将该溶液加入反应之后的氧化石墨烯溶液中，在转速200rpm下以2℃/min的速率升温至70℃，并保持此温度持续反应3h后，自然冷却至室温，得到超高温改性聚合物类固井降失水剂(GO-Polymer)。
实施例5
称取0.9g的氧化石墨烯(GO)加入120g水中，以频率100Hz超声分散处理30min。超声完成后，向上述溶液加入0.2g偶氮二异丁脒盐酸盐，并使用氢氧化钠调节溶液pH至8，放置旋转搅拌器中在50℃条件下反应2h。称取20g的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、6.5g的丙烯酰吗啉和3.5g的丙烯三羧酸加入50g水完全溶解，加入16.8g氢氧化钠调整体系pH至7，再将该溶液加入反应之后的氧化石墨烯溶液中，在转速200rpm下以0.5℃/min的速率升温至50℃，并保持此温度持续反应6h后，自然冷却至室温，得到超高温改性聚合物类固井降失水剂(GO-Polymer)。
对比例1
分别称取40g的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、7.5g的N,N-二甲基丙烯酰胺和2.5g的衣康酸加入150g水完全溶解，加入14g氢氧化钠调整体系pH至6，200rpm下以2℃/min的速率升温至60℃，再加入0.3g偶氮二异丁脒盐酸盐，以1℃/min的速率升温至80℃保温反应2h，得到无色透明粘稠的液体AMPS共聚物降失水剂。
对比例2
称取41g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、7g丙烯酰胺(AM)、7g丙烯酸(AA)、0.05g石墨烯、258g水；将水加入反应釜，然后加入石墨烯，高速搅拌30min，使石墨烯在水中分散均匀，得到石墨烯分散液；将AMPS、AA、AM全部加入反应釜，高速搅拌30min；将混合均匀的反应液中加入11g的NaOH，调节溶液pH＝7；将反应液以2℃/min的速率升温至80℃，以3L/min的通气速度向反应釜中通氮气15min除氧，然后加入0.223g过硫酸铵，恒温反应8h，制得质量百分浓度约为16％的石墨烯聚合物降失水剂。
对比例3
同实施例1，区别在于，将偶氮二异丁脒盐酸盐替换为过硫酸铵。
对比例4
同实施例1，区别在于，将氧化石墨烯替换为石墨烯。
图1为实施例1制备的超高温改性聚合物类固井降失水剂(GO-Polymer)的红外光谱图。由图1可知，3455cm-1和1368cm-1为O-H的伸缩振动和变形吸收峰；2979cm-1、2937cm-1为甲基(-CH3)、亚甲基(-CH2-)的伸缩振动峰；1221cm-1、629cm-1为AMPS中S＝O的伸缩振动和弯曲振动峰；1044cm-1为酰胺基中C-N伸缩振动峰；1660cm-1为氧化石墨烯中C＝C伸缩振动峰；红外光谱分析表明：AMPS、DMAA、IA在氧化石墨烯表面进行了接枝共聚。
图2为实施例1(GO-Polymer)和氧化石墨烯与聚合物共混物(GO+Polymer)稀释悬浮液离心前(a)和离心后(b)的光学图片，离心是在10000rpm/min下离心10min。由图2可知，两者稳定分散效果有明显的区别，氧化石墨烯改性聚合物降失水剂(GO-Polymer)在水溶液中不易出现团聚沉积现象，而共混物沉积现象严重，可定性说明聚合物已成功接枝或部分接枝到氧化石墨烯表面。
图3为氧化石墨烯(a)、氧化石墨烯与聚合物混合物(b)和实施例1(c)在碱性水溶液中静置48h的光学对比图。图3(a)为GO在碱性条件下(pH＝13)的稳定情况，由于其表面阴阳离子电荷反应使其在水溶液中更易团聚沉降。图3(b)为GO与聚合物共混水溶液的光学图，表明聚合物网络结构有助于GO在水溶液中悬浮分散，碱性条件下GO在聚合物水溶液中相对稳定，但仍有大量沉降。图3(c)为实施例1的溶液光学图片，GO原位接枝改性聚合物在碱性水溶液中稳定分散，且无明显分层。对比结果表明，聚合物已通过物理和化学键作用接枝到氧化石墨烯表面，本发明的实施例1为氧化石墨烯原位接枝改性的聚合物。
图4为实施例1制备的超高温改性聚合物类固井降失水剂热重曲线图。由图4可知，实施例1在345.1℃时出现最大分解放热峰，热分解过程主要分为：30～128℃内样品失重5.8％，是由聚合物中结合水挥发所致；128～344℃，样品失重6.2％，是由聚合物分子链上部分侧链断裂及氧化石墨烯含氧官能团分解引起的；344～350℃，样品失重25％，是由聚合物主链断裂所致；350～412℃为聚合物继续碳化过程，最终样品残余量为47％。因此，本发明实施例分子结构稳定，耐温性强，聚合物本征耐温能力达344℃以上。
图5为实施例1和对比例1制备的聚合物提纯样品的DTG对比曲线图，由图5可知，对比例1最大放热峰的热分解温度为329℃，而实施例1的热分解温度为345.1℃，因此，氧化石墨烯原位接枝改性有效提高了聚合物的耐温能力。
图6为实施例1制备的水泥浆在150℃×60MPa条件下的稠化养护曲线图；图7为实施例1制备的水泥浆在240℃×100MPa条件下的稠化养护曲线图。由图6和7可知，该水泥浆低温增稠不明显，稠化线形正常，养护结束后浆体流态正常，无鼓包、“包芯”等异常胶凝现象，表明该降失水剂基本不影响水泥浆的高温稠化性能。
试验例1：基本性能评价
根据石油天然气行业标准SY/T5504.2-2013《油井水泥外加剂评价方法第2部分：降失水剂》和国家标准GB/T19139-2012《油井水泥试验方法》中相关规定，对实施例1～5和对比例1～9制备的降失水剂进行性能评价。在不同实验温度、降失水剂掺加量下，测试水泥浆初始稠度、API失水量、沉降稳定性等性能参数，结果如表1所示。
表1不同降失水剂在不同温度下控制水泥浆失水性能实验结果
Figure BDA0003226776540000121
Figure BDA0003226776540000131
注：本发明使用的水泥为嘉华G级油井水泥(高抗硫，HSR)。表1中低于110℃的水泥浆配方：嘉华G级油井水泥(HSR)+x％降失水剂+(44-x)％水；表1中120～180℃的水泥浆配方为嘉华G级油井水泥(HSR)+35％硅粉(BWOC，下同)+2.5％缓凝剂+x％降失水剂+0.3％分散剂+1％高温稳定剂+(54-x)％水；表1中210～240℃的水泥浆配方为：嘉华G级油井水泥(HSR)+35％硅粉+5％缓凝剂+x％降失水剂+1.2％分散剂+4％高温稳定剂+(52-x)％水，水泥浆密度为1.90g/cm3。*代表占水泥的质量浓度，其中x为4、5、6。实施例1制备的超高温改性聚合物类固井降失水剂掺加量为4％的水泥浆在150℃×60MPa以及掺加量为6％的水泥浆在240℃×100MPa下的稠化养护曲线如图6和7所示。
由表1可知，本发明实施例1～5制备的降失水剂可在90℃～240℃循环温度范围内使用，掺入该降失水剂的水泥浆初始稠度较低，经不同条件养护后，无游离液，沉降稳定性良好。随着试验温度升高，含本发明降失水剂的水泥浆API失水量有逐渐增加的趋势，但增加幅度较小。当实施例1降失水剂的掺量为4％时，150℃以下可使水泥浆API失水量控制在50mL以内。当试验温度高于150℃时，提高降失水剂掺量到5％以上可使水泥浆API失水量控制在50mL以内。不同实施例的高温控制失水能力差别不大，同时与对比例1相比，所有实施例在各相同温度点控制性能均优于对比例。因此，本发明降失水剂耐温性能优异，适用温度高达240℃，且对水泥浆的低温稠度和高温沉降稳定性影响较小。
试验例2：水泥石力学性能评价
按照石油天然气行业标准SY/T6466-2016《油井水泥石性能试验方法》中相关规定，考察了本实施例1～5和对比例1～4对水泥石力学性能的影响，主要包括抗压强度和弹性模量等力学参数，结果如表2所示。
表2不同降失水剂对水泥石力学性能实验结果
Figure BDA0003226776540000141
Figure BDA0003226776540000151
注：以上所有试验条件为常压养护，温度为90℃，本发明使用的水泥为嘉华G级油井水泥(高抗硫)。*代表占水泥的质量分数，-代表未测。表中水泥浆配方：600g的G级油井水泥+x％降失水剂+(44-x)％水，密度1.90g/cm3，其中x为4、5、6。
由表2可知，相同养护龄期下添加本发明实施例的水泥石抗压强度均高于对比例体系，表明氧化石墨烯接枝改性聚合物降失水剂有利于提高水泥石力学强度，且对水泥石强度发展无不良影响。此外，由掺实施例1～5和对比例1～4制备的降失水剂的水泥石弹性模量评价结果可知，掺入相同加量的实施例1～5制备的降失水剂的水泥石弹性模量均低于对比例水泥石体系，如实施例1水泥石弹性模量为6.63GPa，而对比例1弹性模量为8.42GPa，降低了21.2％。结果表明，使用氧化石墨烯接枝改性聚合物降失水剂充分发挥了片层氧化石墨烯的增强增韧作用，从而赋予了聚合物降失水剂良好的力学改性特性。因此，本发明实施例制备的降失水剂除具有良好的降失水效果，而且可有效改善水泥石的力学性能。
综上所述，本发明的氧化石墨烯原位接枝改性聚合物降失水剂综合性能良好、耐温能力强，兼具“降失水、悬浮稳定、增强、增韧”特性，可有效改善常规AMPS类聚合物降失水剂耐温能力差及对水泥石强度发展影响大等难题，在深井超深井、复杂天然气井、非常规油气井等复杂工况下的固井作业中具有良好应用前景。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种超高温改性聚合物类固井降失水剂，其特征在于，包括如下重量份的原料：0.1～2份氧化石墨烯、0.1～1份引发剂、12～48份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3～24份不饱和酰胺、2～12份不饱和羧酸、130～170份水。
2.根据权利要求1所述的一种超高温改性聚合物类固井降失水剂，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐。
3.根据权利要求1所述的一种超高温改性聚合物类固井降失水剂，其特征在于，所述不饱和酰胺为N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、丙烯酰吗啉和N-乙烯基己内酰胺中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种超高温改性聚合物类固井降失水剂，其特征在于，所述不饱和羧酸为丙烯酸、衣康酸、马来酸酐、马来酸、富马酸和丙烯三羧酸中的一种或多种。
5.一种如权利要求1～4任一项所述的超高温改性聚合物类固井降失水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将氧化石墨烯置于水中，进行超声分散处理；
(2)向步骤(1)所得溶液中加入引发剂进行反应；
(3)将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、不饱和酰胺和不饱和羧酸完全溶解，调整pH值，再将该溶液加入到步骤(2)所得溶液中进行反应，得到超高温改性聚合物类固井降失水剂。
6.根据权利要求5所述的超高温改性聚合物类固井降失水剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述超声分散的频率为80Hz±20Hz，时间为10～60min。
7.根据权利要求5所述的超高温改性聚合物类固井降失水剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述反应前调节溶液pH至8～10，所述反应的温度为25～60℃，时间为1～4h。
8.根据权利要求5所述的超高温改性聚合物类固井降失水剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述调整pH值是将氢氧化钠加入到体系中调整pH至6～7。
9.根据权利要求5所述的超高温改性聚合物类固井降失水剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述反应是在转速200±50rpm下升温至50～90℃，并保持此温度持续反应1～6h。
10.一种如权利要求1～4任一项所述的超高温改性聚合物类固井降失水剂在深井超深井、复杂天然气井、非常规油气井和储气库井工况下进行固井作业中的应用。
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