CN116553859B - 一种泡沫水泥浆稳泡剂、泡沫水泥浆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种泡沫水泥浆稳泡剂、泡沫水泥浆及其制备方法。本发明的稳泡剂组分包括颗粒物、悬浮稳定剂和热增粘聚合物,利用“界面纳米吸附”、“低温增稠”与“高温增粘”协同稳泡作用,起到增强液膜强度、降低泡沫排液速度、提高高温下水泥浆体稳定性的作用,克服现有稳泡剂适用温度范围窄、低温过分增稠、高温增粘效果变差的缺陷,高温稳泡效果更佳,能够满足高温深井泡沫水泥浆固井需求,适用温度范围更广,绿色、环保,易干混与运输存储,适用方便,具有很好的推广应用价值。

Description

一种泡沫水泥浆稳泡剂、泡沫水泥浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及固井水泥技术领域,尤其涉及一种泡沫水泥浆稳泡剂、泡沫水泥浆及其制备方法。
背景技术
在固井过程中,泡沫水泥浆具有密度低、弹性好、膨胀性好的特点,能够起到防漏、防窜、提高水泥环密封完整性的作用。并且,泡沫水泥浆由气、液、固等三相组成,该三相之间的密度和特性差异较大,导致容易发生泡沫分层与聚集现象。因此,必须向泡沫水泥浆中添加高性能的稳泡剂,来维持泡沫水泥浆体系的相对稳定。
目前,国内外比较常用的固井用泡沫水泥浆稳泡剂主要包括两种类型:(1)表面活性剂类及其组合物;(2)有机大分子聚合物类稳泡剂。
表面活性剂类及其组合物主要包括学名脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、α-烯基磺酸盐(AOS)、甜菜碱、十二烷基氧化胺等,该类稳泡剂的作用机理为降低液膜阴离子表面活性剂阴离子基团的排斥力,进而实现稳泡,但是稳泡效果一般。其中,美国有关专利中涉及的AES、AOS等产品,该类型稳泡剂的作用机理主要是增加泡沫膜的厚度。尤其是贝克休斯于2020年开发出了一种液体稳泡剂,但是该液体稳泡剂的适用温度仅能达到60℃,在添加量为0.2gps时,所测定的泡沫水泥浆的密度差为0.49ppg。
专利CN110606684A公开了一种稳泡剂组合物、泡沫水泥浆添加剂及泡沫水泥浆,其中的稳泡剂组合物主要由以下重量份的组分组成:C12-C22烷基酰胺丙基甜菜碱100份,动物角质蛋白水解液100~150份,C8-C14烷基苯磺酸钠75~120份,C6-C20烷基酰胺烷基氧化胺60~100份;所述动物角质蛋白水解液由动物蹄角粉水解得到,质量浓度为25~40%。该稳泡剂组合物在保证泡沫稳定性的基础上,可实现在泡沫液膜上的均匀附着,进而使泡沫水泥浆体系中的泡沫细小均匀,降低了泡沫水泥石的孔隙结构缺陷,有利于提高泡沫水泥石在较低密度下的渗透性和抗压强度。
有机大分子聚合物类稳泡剂主要包括聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、纤维素醚类大分子聚合物等也被作为泡沫水泥浆的稳泡剂,常见的主要有羧甲基纤维素(CMC)、羟乙基纤维素(HEC)、XC。该类稳泡剂的作用机理是通过增加泡沫液的粘度,降低泡沫流动性,进而大幅度提高泡沫的稳定性,稳泡效果优于表面活性剂类产品。如专利CN201810709222.9公开了一种泡沫水泥浆及其制备方法,其中采用的稳定剂主要成分是黄原胶与温伦胶,实施例中温度是60℃,但是由于黄原胶加量过小,难以干混均匀,极小的加量下增稠效果明显,在低温条件下容易过分增稠,导致配浆困难甚至配浆失败,而当温度升高时,黄原胶等受热导致浆体变稀,增粘稳泡效果急剧下降,难以满足高温稳泡需求,适用温度不超过90℃。
综上所述,国内外泡沫水泥浆用稳泡剂适用温度范围窄,超过90℃后稳泡剂增粘效稳泡效果急剧变差,限制了泡沫水泥浆在高温深井中应用。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题,本发明提出了一种泡沫水泥浆稳泡剂、泡沫水泥浆及其制备方法。
第一方面,本发明提出了一种泡沫水泥浆稳泡剂,包括颗粒物、悬浮稳定剂和热增粘聚合物。所述颗粒物、悬浮稳定剂和热增粘聚合物的质量比为(6~8):(0.5~1.5):(1~3);最优选为7:1:2。
作为本发明的具体实施方式,所述颗粒物包括纳米颗粒和超微颗粒;所述纳米颗粒粒径为10~50nm;所述超微颗粒粒径为48~74μm;也就是将超微颗粒筛分至200~300目;所述纳米颗粒和超微颗粒的配比为(1~3):(4~6);最优选为2:5;所述纳米颗粒优选为纳米二氧化硅;所述超微颗粒为微硅与硅粉的至少一种。
作为本发明的具体实施方式,所述纳米二氧化硅可以是气相法纳米二氧化硅、也可以是沉淀法气相二氧化硅,二氧化硅颗粒粒径范围保证在10~50nm范围内即可;所述超微颗粒,可以是微硅、硅粉、粉煤灰中的一种或者其中的任意两种组成,组成比例可以是任意比例。
作为本发明的具体实施方式,所述悬浮稳定剂为黄原胶或温伦胶中的至少一种。所述黄原胶和温伦胶中的一种或者两种组成,具体组成比例可以是任意比例。
作为本发明的具体实施方式,所述热增粘聚合物为疏水缔合改性羟乙基纤维素;优选地,所述疏水缔合改性羟乙基纤维素的制备方法包括:将缩水甘油基十六烷基醚通过环氧环开环接枝到羟乙基纤维素上。缩水甘油基十六烷基醚与羟乙基纤维素的摩尔比为(2~4):(6~8);最优选为3:7。
作为本发明的具体实施方式,热增粘聚合物的合成方法可以为:将羟乙基纤维素(HEC)和异丙醇与水的混合溶液混合搅拌,通氮气20~60min;缓慢滴加3~10%的氢氧化钠溶液;升温至50~70℃,缓慢加入溶于适量异丙醇的缩水甘油基十六烷基醚,反应6~12小时;用稀盐酸中和至中性后洗涤、过滤,最后在50~70℃下真空干燥6~24h,得到疏水缔合改性羟乙基纤维素的粉末颗粒。
所述的稳泡剂的作用机理,主要是利用纳米颗粒的吸附作用,纳米颗粒吸附在气液界面,起到增强泡沫液膜强度,延缓泡沫破碎的作用;悬浮稳定剂在低温条件下,起到低温增稠作用,能提高水泥浆切力,降低泡沫排液速度;热增粘聚合物能够弥补悬浮稳定剂高温变稀的缺点,保持高温下水泥浆粘度,起到高温增粘的稳泡效果;超微颗粒的加入,能够起到预混合和分散颗粒作用,现场应用干混中保证稳泡剂与水泥充分混合均匀。
第二方面,本发明提供了一种所述泡沫水泥浆稳泡剂的制备方法,将所述颗粒物、所述悬浮稳定剂和所述热增粘聚合物混合反应,得到泡沫水泥浆稳泡剂。
作为本发明的具体实施方式,所述混合反应在旋转条件下进行,旋转速度为30~60rmp/min。
作为本发明的具体实施方式,为解决不同颗粒之间的均匀混合问题,本发明优选的实施方案中采用双运动混合方式,将纳米二氧化硅、超微材料、悬浮稳定剂与热增粘聚合物按比例从送料口送入料筒中,装载量为料筒容积的45%~65%,旋紧入料口盖,料筒转速35r/min,叶片转速52r/min,经过20min混拌后出料,即可得到混合均匀的稳定剂SCW。
第三方面,本发明提供了一种泡沫水泥浆,所述泡沫水泥浆包括所述泡沫水泥浆稳泡剂;所述泡沫水泥浆稳泡剂在泡沫水泥浆中的质量分数比为0.5wt%~1.0wt%。
作为本发明的具体实施方式,所述泡沫水泥浆还包括油井水泥、降失水剂、缓凝剂、发泡剂和水。
作为本发明的具体实施方式,所述泡沫水泥浆中,以油井水泥为100质量份为基准,其他组分为:
降失水剂 5~6份;
缓凝剂 0.3~0.5份;
发泡剂 1~3份;
水 38~40份。
作为本发明的具体实施方式,所述油井水泥、降失水剂、缓凝剂、发泡剂和水的用量,根据具体现场施工条件调整其配比即可,本发明中不做限定。
第四方面,本发明提供了一种泡沫水泥浆的制备方法,包括以下步骤:
S1:将油井水泥与泡沫水泥浆稳定剂混合均匀,得到第一混合物;
S2:将水、降失水剂、缓凝剂和所述第一混合物混合均匀,得到第二混合物;
S3:将所述第二混合物和发泡剂在惰性气体气氛下混合均匀,得到所述泡沫水泥浆。
作为本发明的具体实施方式,所述步骤S2中,混合方式优选为低速搅拌和高速搅拌混合方式搅拌;所述低速搅拌速率为3000~5000r/min;所述高速搅搅拌为11000~13000r/min。
作为本发明的具体实施方式,所述步骤S2得到的第二混合物的密度为1.88~1.90g/cm3
作为本发明的具体实施方式,所述步骤S3中,所述惰性气体包括氮气、二氧化碳中的至少一种,优选为氮气;所述发泡剂加入量占水泥浆体积的1%~3%,优选为2%。
作为本发明的具体实施方式,所述步骤S3中的混合方式优选为搅拌,搅拌速率为1000~2000r/min。
本发明中的上述原料均可自制,也可商购获得,本发明对此不作特别限定。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1、本发明提供的泡沫水泥浆稳泡剂,主要是利用“界面纳米吸附”、“低温增稠”与“高温增粘”协同稳泡作用,起到增强液膜强度、降低泡沫排液速度、提高高温下水泥浆体稳定性的作用,适用温度范围更广,高温稳泡效果更佳,克服现有稳泡剂适用温度范围窄、低温过分增稠、高温增粘效果变差的缺陷。
2、本发明实施例表明本发明的泡沫水泥浆稳泡剂,在加入泡沫水泥浆中1.5%效果最佳,适用温度甚至可达150℃,泡沫水泥浆密度差小于0.03g/cm3
3、本发明的泡沫水泥浆稳泡剂,制备方法简单,绿色环保无污染,符合节能减排的需要;含有所述稳定剂的泡沫水泥浆适用范围更广,具有很好的推广应用价值。
附图说明
图1为本发明实施例1中高温条件下泡沫水泥凝结后的泡孔结构图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,但并不构成对本发明的任何限制。
本发明各实施例中,所用的各个试剂:
缩水甘油基十六烷基醚,牌号GHE,分子量298.511[g/mol],江苏省海安石油化工厂,
纳米二氧化硅,牌号MSI,生产厂家:德州大陆架石油工程有限公司;
微硅,牌号WG,生产厂家:德州大陆架石油工程有限公司;
硅粉,牌号SiO2,生产厂家:德州大陆架石油工程有限公司;
羟乙基纤维素,牌号HEC,生产厂家:德州大陆架石油工程有限公司;
异丙醇,生产厂家:国药集团化学试剂有限公司;
稀盐酸,浓度10%,生产厂家:德州大陆架石油工程有限公司;
黄原胶,石油级XC(HD),生产厂家:河北鑫合生物化工有限公司;
温伦胶,牌号BG3801,生产厂家:河北鑫合生物化工有限公司;
油井水泥,牌号G级,生产厂家:嘉华水泥厂油井水泥;
降失水剂,牌号DZJ-Y,生产厂家:德州大陆架石油工程有限公司;
缓凝剂,牌号DZH-3,生产厂家:德州大陆架石油工程有限公司;
发泡剂,牌号SF-1,生产厂家:德州大陆架石油工程有限公司。
实施例1
本实施例提供了一种热增粘聚合物及其制备方法,具体细节如下:
在1000ml三颈瓶中加入50g羟乙基纤维素(HEC)和500g异丙醇与水质量比为90%的混合溶液,搅拌,通氮气30min;缓慢滴加3g浓度为48%的氢氧化钠溶液;升温至90℃,缓慢加入溶于适量异丙醇的缩水甘油基十六烷基醚(GHE),GHE与HEC摩尔比为30:70,反应4小时后用稀盐酸中和至中性,倒出所有反应物,过滤,依次用80%和90%丙酮与水的混合物搅拌洗涤,然后过滤,再用丙酮搅拌洗涤,过滤,将未反应的GHE等残余反应物除净,最后在真空烘箱中于60℃干燥12h,即得热增粘聚合物的粉末颗粒。
实施例1得到的热增粘聚合物颗粒。
实施例2
本实施例提供了一种泡沫水泥浆稳定剂及其制备方法,具体细节如下:
采用双运动混合料筒,将2质量份纳米二氧化硅、5质量份微硅、1质量份黄原胶与2质量份实施例1得到的热增粘聚合物颗粒依次从送料口送入料筒中,装载量为料筒容积的50%,旋紧入料口盖,料筒转速35r/min,叶片转速52r/min,经过20min混拌后出料,即可得到混合均匀的泡沫水泥浆稳定剂SCW-1。
实施例2得到的泡沫水泥浆稳定剂SCW-1。
实施例3
本实施例提供了一种泡沫水泥浆稳定剂及其制备方法,具体细节如下:
采用双运动混合料筒,将2质量份纳米二氧化硅、5质量份硅粉、1质量份温伦胶与2质量份实施例1得到的热增粘聚合物颗粒依次从送料口送入料筒中,装载量为料筒容积的50%,旋紧入料口盖,料筒转速35r/min,叶片转速52r/min,经过20min混拌后出料,即可得到混合均匀的泡沫水泥浆稳定剂SCW-2。
实施例3得到的泡沫水泥浆稳定剂SCW-2。
实施例4
本实施例提供了一种泡沫水泥浆稳定剂及其制备方法,具体细节如下:
采用双运动混合料筒,将2质量份纳米二氧化硅、5质量份硅粉、0.5质量份黄原胶、0.5质量份温伦胶与2质量份实施例1得到的热增粘聚合物颗粒依次从送料口送入料筒中,装载量为料筒容积的50%,旋紧入料口盖,料筒转速35r/min,叶片转速52r/min,经过20min混拌后出料,即可得到混合均匀的泡沫水泥浆稳定剂SCW-3。
实施例4得到的泡沫水泥浆稳定剂SCW-3。
实施例5
本实施例提供了一种泡沫水泥浆稳定剂及其制备方法,具体细节如下:
采用双运动混合料筒,将1质量份纳米二氧化硅、6质量份硅粉、1质量份温伦胶与1质量份实施例1得到的热增粘聚合物颗粒依次从送料口送入料筒中,装载量为料筒容积的50%,旋紧入料口盖,料筒转速35r/min,叶片转速52r/min,经过20min混拌后出料,即可得到混合均匀的泡沫水泥浆稳定剂SCW-4。
实施例3得到的泡沫水泥浆稳定剂SCW-4。
实施例6
本实施例提供了一种泡沫水泥浆稳定剂及其制备方法,具体细节如下:
采用双运动混合料筒,将3质量份纳米二氧化硅、4质量份硅粉、1质量份温伦胶与2质量份实施例1得到的热增粘聚合物颗粒依次从送料口送入料筒中,装载量为料筒容积的50%,旋紧入料口盖,料筒转速35r/min,叶片转速52r/min,经过20min混拌后出料,即可得到混合均匀的泡沫水泥浆稳定剂SCW-5。
实施例3得到的泡沫水泥浆稳定剂SCW-5。
实施例7
本实施例提供了一种泡沫水泥浆及其制备方法,具体细节如下:
S1:将100质量份水泥与0.5质量份实施例2得到的泡沫水泥浆稳定剂SCW-1在搅拌器中,混合均匀得到干粉混合物;
S2:依次向搅拌器中加入38质量份水、6质量份降失水剂、0.5质量份缓凝剂,以低速(4000±200转/分)转动,并在高速(12000±500转/分)下继续搅拌35秒,制得待发泡的水泥基浆,测得密度1.88g/cm3
S3:向步骤S2得到的水泥基浆加入占水泥浆体积2%的发泡剂,然后转入密封釜体中边冲氮气边搅拌2min,搅拌速率1000~2000r/min,充分混合发泡后得到泡沫水泥浆。
实施例8
本实施例与实施例5制备步骤和方法相同,不同的是加入实施例2得到的泡沫水泥浆稳定剂SCW-1的质量为1.0份。
实施例9
本实施例与实施例5制备步骤和方法相同,不同的是加入实施例3得到的泡沫水泥浆稳定剂SCW-2的质量为0.5份。
实施例10
本实施例与实施例5制备步骤和方法相同,不同的是加入实施例3得到的泡沫水泥浆稳定剂SCW-2的质量为1.0份。
实施例11
本实施例与实施例5制备步骤和方法相同,不同的是加入实施例4得到的泡沫水泥浆稳定剂SCW-3的质量为0.5份。
实施例12
本实施例与实施例5制备步骤和方法相同,不同的是加入实施例4得到的泡沫水泥浆稳定剂SCW-3的质量为1.0份。
实施例13
本实施例与实施例5制备步骤和方法相同,不同的是加入实施例4得到的泡沫水泥浆稳定剂SCW-4的质量为0.5份。
实施例14
本实施例与实施例5制备步骤和方法相同,不同的是加入实施例4得到的泡沫水泥浆稳定剂SCW-4的质量为1.0份。
实施例15
本实施例与实施例5制备步骤和方法相同,不同的是加入实施例4得到的泡沫水泥浆稳定剂SCW-5的质量为0.5份。
实施例16
本实施例与实施例5制备步骤和方法相同,不同的是加入实施例4得到的泡沫水泥浆稳定剂SCW-5的质量为1.0份。
对比例1
本对比例提供了一种现有技术的稳定剂为表面活性剂AESA,其组分如下:脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵,有效物含量70wt%。
对比例2
本对比例提供了一种现有技术的稳定剂为生物聚合增粘剂XC,其组分如下:黄原胶,粘度1200~1600mPa.s。
测试取样及评价方法:
利用带有球阀的密封圆筒进行带压取样,然后置于设定温度的养护釜体中,养护设定龄期,取出水泥石后,将泡沫水泥浆分为上下两块,以浮力法对上、下水泥石密度进行测定,以密度差作为稳定性的指标。
测试例1
将实施例2-6得到的泡沫水泥浆稳定剂SCW-1~SCW-5,与对比例1-2中的现有技术中的表面活性剂AESA和生物聚合增粘剂XC进行中低温条件下(≤90℃)稳泡效果对比,具体细节如下:
需要说明的是,考虑生物聚合XC在加量超过0.1wt%以后,导致配制水泥浆困难,无法提高加量,因此确定加量为0.1wt%(占水泥重量),生物聚合XC有效含量等同于本专利产品加量1.0wt%条件。
因此,分别利用2%表面活性剂AES、0.1wt%生物聚合增粘剂XC、0.5wt%高温稳定剂SCW。
按照API10426-4《石油与天然气行业-固井用水泥和材料》常压下泡沫水泥浆制备与评价方法,在密封浆杯中4000r/min搅拌2min实施例7-16得到密度1.2g/cm3的泡沫水泥浆,将泡沫水泥样品分别置于50℃与90℃条件下养护72h,以水泥石上下密度差评价其稳定性,测试结果如表1所示,稳定剂SCW比表面活性剂类AESA、生物聚合增粘剂XC都粘剂具有更优异的稳泡效果。
表1不同稳定剂在中低温条件下泡沫水泥浆稳定性对比
表1可以看出,相对于表面活性剂AESA与的单一生物聚合物增稠稳泡,本发明的稳泡剂效果更优,当加量为0.5wt%时,90℃条件下,泡沫水泥浆密度差最大为0.029g/cm3,当加量为1wt%时,泡沫水泥浆密度差最大为0.005g/cm3。因此,本发明中的泡沫水泥浆稳定剂SCW的最佳配比方案为SCW-3,即2份纳米二氧化硅、5份硅粉、0.5份黄原胶、0.5份温伦胶与2份实施例1得到的热增粘聚合物,本发明的泡沫水泥浆稳定剂SCW加入泡沫水泥浆的最佳用量为:1.0%。
测试例2
将实施例2-6得到的泡沫水泥浆稳定剂SCW-1~SCW-5,与对比例1-2中的现有技术中的表面活性剂AESA和生物聚合增粘剂XC进行高温条件下(>90℃)稳泡效果对比,具体细节如下:
分别利用2%表面活性剂AESA、0.1%生物聚合增粘剂XC、0.5~1.0wt%高温稳定剂SCW,按照实施例7-16泡沫水泥浆再置于150℃高压釜体中养护72h,得到密度1.20g/cm3
泡沫水泥石稳定性见表2,添加稳定剂SCW的泡沫水泥石在150℃条件下密度差小于0.03g/cm3,依然能够稳定泡沫。
表2不同稳定剂在高温条件下泡沫水泥浆稳定性对比
表2可以看出,相对于表面活性剂AESA与的单一生物聚合物增稠稳泡,本发明的稳泡剂效果更优,当加量为0.5wt%时,150℃条件下,泡沫水泥浆密度差最大为0.089g/cm3;当加量为1wt%时,泡沫水泥浆密度差为0.25g/cm3,满足行业标准中0.03g/cm3稳定性要求。
因此,本发明的泡沫水泥浆稳定剂SCW的最佳配比方案为:SCW-3,即2份纳米二氧化硅、5份硅粉、0.5份黄原胶、0.5份温伦胶与2份实施例1得到的热增粘聚合物。
本发明的泡沫水泥浆稳定剂SCW加入泡沫水泥浆的最佳用量为1.0%。
测试例3
取实施例12中1.0wt%高温稳定剂SCW-3含量的泡沫水泥浆凝结形成的泡沫水泥石,对添加SCW稳定剂的水泥石进行泡孔与分布进行分析,如图1所示,添加SCW的泡沫水泥石平均孔径为13.85nm,气泡分布均匀,能够满足150℃高温深井固井要求。
综上,本发明的泡沫水泥浆稳定剂SCW,利用“界面纳米吸附”、“低温增稠”与“高温增粘”协同稳泡作用,起到增强液膜强度、降低泡沫排液速度、提高高温下水泥浆体稳定性的作用,适用温度范围更广,高温稳泡效果更佳,克服现有稳泡剂适用温度范围窄、低温过分增稠、高温增粘效果变差的缺陷,不会出现“低温过分增稠”与“高温浆体变稀”问题,能显著提高泡沫水泥浆高温稳定性,适用温度甚至可达150℃,泡沫水泥石密度差小于0.03g/cm3。且粉体类稳泡剂制备方法简单,现场运输与使用方便,可直接与水泥干混。
在本发明中的提到的任何数值,如果在任何最低值和任何最高值之间只是有两个单位的间隔,则包括从最低值到最高值的每次增加一个单位的所有值。例如,如果声明一种组分的量,或诸如温度、压力、时间等工艺变量的值为50-90,在本说明书中它的意思是具体列举了51-89、52-88……以及69-71以及70-71等数值。对于非整数的值,可以适当考虑以0.1、0.01、0.001或0.0001为一单位。这仅是一些特殊指明的例子。在本申请中,以相似方式,所列举的最低值和最高值之间的数值的所有可能组合都被认为已经公开。
应当注意的是,以上所述的实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述,但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇,而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改,以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例,但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例,相反,本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (13)

1.一种泡沫水泥浆稳泡剂,其特征在于,所述稳泡剂包括颗粒物、悬浮稳定剂和热增粘聚合物;
所述颗粒物、悬浮稳定剂和热增粘聚合物的质量比为(6~8):(0.5~1.5):(1~3);
所述颗粒物包括纳米颗粒和超微颗粒;
所述悬浮稳定剂为黄原胶或温伦胶中的至少一种;
所述热增粘聚合物为疏水缔合改性羟乙基纤维素;
所述纳米颗粒和超微颗粒的配比为(1~3):(4~6);
所述纳米颗粒的粒径为10~50nm;所述超微颗粒的粒径为48~74μm。
2.根据权利要求1所述的稳泡剂,其特征在于,所述颗粒物、悬浮稳定剂和热增粘聚合物的质量比为7:1:2。
3.根据权利要求1所述的稳泡剂,其特征在于,所述纳米颗粒和超微颗粒的配比为2:5。
4.根据权利要求1所述的稳泡剂,其特征在于,所述纳米颗粒为纳米二氧化硅;所述超微颗粒为微硅、粉煤灰中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的稳泡剂,其特征在于,所述疏水缔合改性羟乙基纤维素的制备方法包括:将缩水甘油基十六烷基醚通过环氧环开环接枝到羟乙基纤维素上;
缩水甘油基十六烷基醚与羟乙基纤维素的摩尔比为(2~4):(6~8)。
6.根据权利要求5所述的稳泡剂,其特征在于,缩水甘油基十六烷基醚与羟乙基纤维素的摩尔比为3:7。
7.权利要求1-6中任一项所述的泡沫水泥浆稳泡剂的制备方法,其特征在于,将所述颗粒物、所述悬浮稳定剂和所述热增粘聚合物混合反应,得到泡沫水泥浆稳泡剂。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述混合反应在旋转条件下进行,旋转速度为30~60rmp/min。
9.一种泡沫水泥浆,其特征在于,所述泡沫水泥浆包括权利要求1~6任一项所述的泡沫水泥浆稳泡剂或权利要求7或8所述的制备方法得到的泡沫水泥浆稳泡剂;所述泡沫水泥浆稳泡剂在泡沫水泥浆中的质量分数比为0.5wt%~1.0wt%。
10.根据权利要求9所述的泡沫水泥浆,其特征在于,还包括油井水泥、降失水剂、缓凝剂、发泡剂和水。
11.权利要求10所述的泡沫水泥浆的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:将油井水泥与泡沫水泥浆稳泡剂混合均匀,得到第一混合物;
S2:将水、降失水剂、缓凝剂和所述第一混合物混合均匀,得到第二混合物;
S3:将所述第二混合物和发泡剂在惰性气体气氛下混合均匀,得到所述泡沫水泥浆。
12.根据权利要求11所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S2中,混合方式为低速搅拌和高速搅拌混合方式搅拌;所述低速搅拌速率为3000~5000r/min;所述高速搅拌速率为11000~13000r/min;和/或
所述步骤S2得到的第二混合物的密度为1.88~1.90g/cm3
13.根据权利要求11或12所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S3中,所述惰性气体包括氮气、二氧化碳中的至少一种;和/或
所述发泡剂加入量占水泥浆体积的1%~3%;和/或
所述混合方式为搅拌,搅拌速率为1000~2000r/min。
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