RU2754844C1 - Акриловый полимер на водной основе для цементной композиции и способ его получения - Google Patents

Акриловый полимер на водной основе для цементной композиции и способ его получения Download PDF

Info

Publication number
RU2754844C1
RU2754844C1 RU2020134740A RU2020134740A RU2754844C1 RU 2754844 C1 RU2754844 C1 RU 2754844C1 RU 2020134740 A RU2020134740 A RU 2020134740A RU 2020134740 A RU2020134740 A RU 2020134740A RU 2754844 C1 RU2754844 C1 RU 2754844C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
acrylic polymer
polymer
cement
mass
Prior art date
Application number
RU2020134740A
Other languages
English (en)
Inventor
Алексей Владимирович Балашов
Павел Геннадьевич Русинов
Екатерина Валерьевна Русинова
Игорь Леонидович Никонов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью «Оренбургский пропант»
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 Общество с ограниченной ответственностью «Оренбургский пропант» filed Critical Общество с ограниченной ответственностью «Оренбургский пропант»
Priority to RU2020134740A priority Critical patent/RU2754844C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2754844C1 publication Critical patent/RU2754844C1/ru

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
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/26—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B24/2641—Polyacrylates; Polymethacrylates
    • 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
    • C04B28/02—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 containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • 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
    • 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)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

Изобретение направлено на получение акрилового полимера с малым временем полимеризации, обеспечивающим снижение водоотдачи и водоотделения при увеличении термостабильности. Указанная задача достигается путем выбора оптимальных соотношений компонентов, изменения параметров проведения синтеза и за счет того, что акриловый полимер на водной основе для цементной композиции, включает 2-акриламидо-2-метилпропан сульфоновую кислоту, N,N-диметилакриламид, акриловую кислоту, гидроокись кальция, пероксодисульфат аммония, и дополнительно содержит N-винилпирролидон при следующем соотношении компонентов мас.%: 2-акриламидо-2-метилпропан сульфоновая кислота 24-32; N,N-диметилакриламид 6.6-10.2; акриловая кислота 0.5-1.0; гидроокись кальция 4.38-7.24; пероксодисульфат аммония 0.2-0.27; N-винилпирролидон 0.5-1.0. Способ получения указанного полимера осуществляют нагреванием реакционной массы от 65-77°С, выдерживанием реакционной смеси в интервале температур 70-77°С с последующей сушкой. Также описано применение указанного полимера для получения цементных композиций с высокой гидрофильностью, высокими адгезионными свойствами и термостабильностью. 4 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к реагентам для цементных композиций, функцией которых при сооружении скважин, являются закрепление обсадных колонн и защита их от коррозионного воздействия пластовых флюидов; а также для изоляции друг от друга и от дневной поверхности пластов, содержащих различные виды флюидов (вода, нефть, газ) или один вид флюида с разными свойствами; Может быть использовано при создании искусственных забоев и разделительных пробок или перемычек в стволе скважины с целью забуривания нового ствола, перехода на вышележащий объект, ликвидации проявлений, консервации скважины; ликвидации поглощений бурового раствора; закрепление стенок скважин в потенциально неустойчивых породах.
Требования, предъявляемые к цементным композициям следующие: они должны легко прокачиваться цементировочными агрегатами в течение времени, необходимого для транспортирования его в заданный интервал скважины; обладать минимальной фильтрацией для сохранения высокой проницаемости приствольной зоны продуктивного пласта и предотвращения преждевременного загустевания при течении в затрубном пространстве; быть седиментационно устойчивым с тем, чтобы в состоянии покоя в нем не образовывались каналы, заполненные дисперсионной средой; быть химически инертным по отношению к металлу, горным породам, пластовым флюидам и буровому раствору; легко смываться с технологического оборудования; быть нетоксичным.
Основными компонентами цементной композиции являются цемент, вода и функциональные добавки. Добавки для понижения потерь воды, которые являются одной из трех основных добавок в цементной композиции, могут эффективно уменьшить водоотдачу в полевых условиях, а также могут увеличить вязкость и улучшить стабильность цементной композиции. Тем не менее, когда на практике применяются традиционные добавки для потери жидкости, полученная суспензия цемента часто имеет не удовлетворительные показатели: высокую фильтрацию, нестабильность, хрупкость, особенно в условиях высокой температуры или высокой концентрации солей в почве и воде.
Известны следующие технические решения.
Технические решения, описанные в патенте US №7384893 от 14.01.2005 г. предлагают использовать цементные композиции, содержащие улучшенную добавку для контроля водоотдачи, в том числе использование кислотного гелеобразующего полимера с диапазоном pH 3-9.
Недостатком этой добавки является преждевременное загущение и избыточное гелеобразование.
Известно на уровне техники и описано в заявке CN №105349127 A использование продукта на основе 2-акриламидо-2-метилпропан сульфоновой кислоты, N,N-диметилакриламида и акриловой кислоты при различных соотношениях компонентов.
Недостатками данного технического решения являются длительное время полимеризации 2-4 часа, необходимость добавления хелатирующего агента, замедлителя схватывания и усилителя контроля водоотдачи.
Задача изобретения заключается в сокращении времени полимеризации (с 4 часов до 1-2 часов), уменьшение водоотдачи и водоотделения, возможность использования при низких дозировках и в облегченных композициях, при этом термостабильность полимера повышается без необходимости добавления дополнительных хелатирующих и иных агентов.
Технический результат достигается путем выбора оптимальных соотношений компонентов, изменения параметров проведения синтеза и введения винилпирролидона, что обеспечивает термостабильность полимера при сушке в процессе производства и при использовании в высокотемпературных скважинах. Применение добавки позволяет получить показатель водоотдачи <50, водоотделения <1%, что соответствует требованиям API RP 10B-2 и даже превосходит их.
Благодаря предложенному способу и составу акрилового полимера, который является понизителем водоотдачи, обеспечивается работа его в стандартной цементной композиции при 0.2% масс от цемента.
Поставленная задача достигается тем, что акриловый полимер на водной основе для цементной композиции, включает 2-акриламидо-2-метилпропан сульфоновую кислоту, N,N-диметилакриламид, акриловую кислоту, гидроокись кальция, пероксодисульфат аммония, и дополнительно содержит N-винилпирролидон при следующем соотношении компонентов, выраженном в массовых процентах (далее % масс.):
- 2-акриламидо-2-метилпропан сульфоновая кислота 6.57 – 8.42;
- N,N-диметилакриламид 1.81 – 2.68;
- акриловая кислота 0.13 – 0.27;
- гидроокись кальция 1.20 – 1.91;
- пероксодисульфат аммония 0.055 – 0.071;
- N-винилпирролидон 0.13 – 0.27;
- вода дистиллированная 85.81 – 89.21.
Акриловый полимер на водной основе получают при использовании следующих последовательных стадий: растворение 2-акриламидо-2-метилпропан сульфоновой кислоты (AMPS мономер), прибавление к раствору акриловой кислоты N,N-диметилакриламида и N-винилпирролидона, добавление гидроокиси кальция, перемешивание раствора, добавление пероксодисульфата аммония и перемешивание до растворения, продувка реакционной емкости азотом в течение 30-60 минут, нагревание реакционной массы от 65-77°С до начала протекания реакции, характеризуемого самопроизвольным ростом температуры на несколько градусов, выдерживание реакционной смеси в интервале температур 70-77°С, и последующую сушку полученного раствора акрилового полимера. Перемешивание раствора акрилового полимера производят в интервале температур 30-60°С при доведении значения pH смеси до 7.0- 8.0.
Акриловый полимер на водной основе состоит из четырех мономеров. 2-акриламид-2-метилпропансульфоновая кислота (AMPS), имеющая сульфогруппу и связанную амидными связями, легко гидролизуется в щелочных растворах при высокой температуре и образует низкомолекулярные органические сульфонаты. В результате органические сульфонаты влияют на дисперсию цементной композиции. Карбоновая кислота, образующаяся в результате гидролиза, продлевает время схватывания цемента. Диметилакриламид (DMAA), включающий диметиламидную группу придат добавке свойства стабилизации и загущения. Акриловая кислота (AA) содержит карбоксильный остаток, являющийся адсорбирующей группой для частиц цемента. N-винилпирролидон (NVP) является акриловым мономером пирролидона, который обуславливает сочетание ценных в практическом отношении свойств - высокая гидрофильность, широкий диапазон растворимости, отсутствие токсичности, ярко выраженная склонность к комплексообразованию, высокие адгезионные свойства, а также термостабильность.
Реакция радикальной полимеризации мономеров акриловой кислоты:
Figure 00000001
Предложенный способ и состав акрилового полимера подтвержден следующими примерами осуществления технического решения:
Пример 1
В лабораторном реакторе объёмом 1 л растворили 7.51 % масс. AMPS 2, 2.25 % масс. DMAA 3, 0.27 % масс. АА 4 и 0.27 % масс. NVP 5 в 87.48 % масс. дистиллированной воды, затем добавили 1.39 % масс. гидроокиси кальция. Полученный раствор нагрели до 50°С в течение 15 мин и, предварительно измерив величину pH, привели данный показатель к значению в интервале 7.0 – 8.0 путём трёхкратного добавления в реакционную массу 0.055 % масс. гидроокиси кальция с перемешиванием в течение 5 мин при температуре 50°С. Далее в реакционную массу добавили 0.66 % масс. 10%-го водного раствора пероксодисульфата аммония, после чего в реакторе создали и поддерживали инертную атмосферу (азот). Затем реакционную массу процессе перемешивания выдержали при температуре 60°С до начала протекания полимеризации, при которой наблюдали самопроизвольный рост температуры до 67°С в течение 7 мин, после чего реакционную смесь нагрели до 75°С. Полимеризацию проводили в течение 1.5 ч, в ходе процесса температуру реакционной смеси контролировали, предотвращая её рост выше 77°С.
По окончании реакции водный раствор полимера охладили до 25°С, высушили полученный полимер до постоянной массы и измельчили для получения порошкообразного акрилового полимера – (понизителя фильтрации/понизителя водоотдачи цементной композиции) на основе портландцемента и шлакопортландцемента, изготовленного в соответствие с ГОСТ 10178-85.
Пример 2
В лабораторном реакторе объёмом 1 л растворили 6.57 % масс. AMPS 2, 1.81 % масс. DMAA 3, 0.27 % масс. АА 4 и 0.27 % масс. NVP 5 в 89.21 % масс. дистиллированной воды, затем добавили 1.03 % масс. гидроокиси кальция. Полученный раствор нагрели до 50°С в течение 15 мин и, предварительно измерив величину pH, привели данный показатель к значению в интервале 7.0 – 8.0 путём трёхкратного добавления в реакционную массу 0.055 % масс. гидроокиси кальция с перемешиванием в течение 5 мин при температуре 50°С. Далее в реакционную массу добавили 0.67 % масс. 10%-го водного раствора пероксодисульфата аммония, после чего в реакторе создали и поддерживали инертную атмосферу (азот). Затем реакционную массу выдержали при перемешивании при температуре 60°С до начала протекания полимеризации, при которой наблюдали самопроизвольный рост температуры до 67°С в течение 7 мин, после чего реакционную смесь нагрели до 75°С. Полимеризацию проводили в течение 1.5 ч, в ходе процесса температуру реакционной смеси контролировали, предотвращая её рост выше 77°С.
По окончании реакции водный раствор полимера охладили до 25°С, высушили полученный полимер до постоянной массы и измельчили для получения порошкообразного акрилового полимера – (понизителя фильтрации/понизителя водоотдачи цементной композиции) на основе портландцемента и шлакопортландцемента, изготовленного в соответствие с ГОСТ 10178-85.
Пример 3
В лабораторном реакторе объёмом 1 л растворили 8.42 % масс. AMPS 2, 2.68 % масс. DMAA 3, 0.26 % масс. АА 4 и 0.26 % масс. NVP 5 в 85.81 % масс. дистиллированной воды, затем добавили 1.74 % масс. гидроокиси кальция. Полученный раствор нагрели до 50°С в течение 15 мин и, предварительно измерив величину pH, привели данный показатель к значению в интервале 7.0 – 8.0 путём трёхкратного добавления в реакционную массу 0.055 % масс. гидроокиси кальция с перемешиванием в течение 5 мин при температуре 50°С. Далее в реакционную массу добавили 0.64 % масс. 10%-го водного раствора пероксодисульфата аммония, после чего в реакторе создали и поддерживали инертную атмосферу (азот). Затем реакционную массу в процессе перемешивания выдержали при температуре 60°С до начала протекания полимеризации, при которой наблюдали самопроизвольный рост температуры до 67°С в течение 7 мин, после чего реакционную смесь нагрели до 75°С. Полимеризацию проводили в течение 1.5 ч, в ходе процесса температуру реакционной смеси контролировали, предотвращая её рост выше 77°С.
По окончании реакции водный раствор полимера охладили до 25°С, высушили полученный полимер до постоянной массы и измельчили для получения порошкообразного акрилового полимера – (понизителя фильтрации/понизителя водоотдачи цементной композиции) на основе портландцемента и шлакопортландцемента, изготовленного в соответствие с ГОСТ 10178-85.
Пример 4
В лабораторном реакторе объёмом 1 л растворили 7.53 % масс. AMPS 2, 2.26 % масс. DMAA 3, 0.13 % масс. АА 4 и 0.13 % масс. NVP 5 в 87.71 % масс. дистиллированной воды, затем добавили 1.39 % масс. гидроокиси кальция. Полученный раствор нагрели до 50°С в течение 15 мин и, предварительно измерив величину pH, привели данный показатель к значению в интервале 7.0-8.0 путём трёхкратного добавления в реакционную массу 0.055 % масс. гидроокиси кальция с перемешиванием в течение 5 мин при температуре 50°С. Далее в реакционную массу добавили 0.66 % масс. 10%-го водного раствора пероксодисульфата аммония, после чего в реакторе создали и поддерживали инертную атмосферу (азот). Затем реакционную массу выдержали при перемешивании при температуре 60°С до начала самопроизвольного протекания полимеризации, при которой наблюдали самопроизвольный рост температуры до 67°С в течение 7 мин, после чего реакционную смесь нагрели до 75°С. Полимеризацию проводили в течение 1.5 ч, в ходе процесса температуру реакционной смеси контролировали, предотвращая её рост выше 77°С.
По окончании реакции водный раствор полимера охладили до 25°С, высушили полученный полимер до постоянной массы и измельчили для получения порошкообразного акрилового полимера – (понизителя фильтрации/понизителя водоотдачи цементной композиции) на основе портландцемента и шлакопортландцемента, изготовленного в соответствие с ГОСТ 10178-85.
Пример 5
В лабораторном реакторе объёмом 1 л растворили 5.55 % масс. AMPS 2, 1.53 % масс. DMAA 3, 0.28 % масс. АА 4 и 0.28 % масс. NVP 5 в 90.46 % масс. дистиллированной воды, затем добавили 1.06 % масс. гидроокиси кальция. Полученный раствор нагрели до 50°С в течение 15 мин и, предварительно измерив величину pH, привели данный показатель к значению в интервале 7.0-8.0 путём трёхкратного добавления в реакционную массу 0.055 % масс. гидроокиси кальция с перемешиванием в течение 5 мин при температуре 50°С. Далее в реакционную массу добавили 0.68 % масс. 10%-го водного раствора пероксодисульфата аммония, после чего в реакторе создали и поддерживали инертную атмосферу (азот). Затем реакционную массу в процессе перемешивания выдержали при температуре 60°С до начала протекания полимеризации, при которой наблюдали самопроизвольный рост температуры до 67°С в течение 7 мин, после чего реакционную смесь нагрели до 75°С. Полимеризацию проводили в течение 1.5 ч, в ходе процесса температуру реакционной смеси контролировали, предотвращая её рост выше 77°С.
По окончании реакции водный раствор полимера охладили до 25°С, высушили полученный полимер до постоянной массы и измельчили для получения порошкообразного акрилового полимера – (понизителя фильтрации/понизителя водоотдачи цементной композиции) на основе портландцемента и шлакопортландцемента, изготовленного в соответствие с ГОСТ 10178-85.
В таблице приведены диапазоны параметров при получении акрилового полимера и обоснование выбора
Таблица 1
Параметр Диапазон Обоснование значения
Минимальный Максимальный
Содержание дистиллиро-ванной воды 85.81-89.21 % масс. Высокая концентрация мономеров на единицу объёма смеси приводит к слишком разветвлённой структуре полимера, а также перегреву реакционной смеси вследствие сильно экзотермического характера полимеризации, что негативно сказывается на эксплуатационных свойствах продукта Низкая концентрация мономеров на единицу объёма реакционной смеси приводит к слишком низкой молекулярной массе полимера, что негативно сказывается на эксплуатационных свойствах продукта
Содержание AMPS 6.57-8.42 % масс. Молекула AMPS содержит кислотные сульфогруппы, недостаток которых в полимере приводит к ухудшению эксплуатационных свойств, таких как: дисперсия полимера в цементном растворе, связывание молекул воды, время схватывания цемента Дальнейшее увеличение содержания AMPS в полимере повышает себестоимость его изготовления, не приводя при этом к повышению его эксплуатационных характеристик
Содержание DMAA 1.81-2.68 % масс. Молекула DMAA содержит диметиламидные группы, недостаток которых в полимере приводит к нарушению реологических свойств цементной смеси и недостаточному её загущению Слишком большое число диметиламидных групп в полимере приводит к нарушению реологических свойств цементной смеси и её избыточному гелеобразованию
Содержание AA 0.13 -0.27 % масс. Малое число карбоксильных групп в полимере, что приводит к низкой абсорбирующей способности полимера к частицам цемента Рост скорости расходования инициатора, что приводит к концентрированию реакционных центров преимущественно на молекулах AA и затруднению встраивания в конечную полимерную цепочку других мономеров
Содержание NVP 0.13-0.27 % масс. Молекула NVP имеет циклическую структуру и содержит в своём составе атом кислорода, склонный к образованию водородных связей, недостаток которых приводит к ослаблению хелатирующих свойств и низкой термостабильности Дальнейшее увеличение содержания NVP в полимере повышает себестоимость его изготовления, не приводя при этом к повышению его эксплуатационных характеристик
Диапазон pH 7.0-8.0 Деактивация мономерных звеньев в сочетании с недостатком катионов Ca2+ приводит к значительному количеству свободных карбоксильных и сульфогрупп в полимере в сочетании с его небольшой молекулярной массой. При затворении цементной смеси катионы Ca2+ непосредственно из цемента связывают эти группы, значительно сокращая время схватывания цементного камня Значительное количество свободной гидроокиси кальция в реакционной смеси и как следствие в конченом продукте приводит к нарушению реологических свойств цементной смеси и её избыточному гелеобразованию
Содержание пероксиди-сульфата аммония 0.055-0.071 % масс. Недостаточное количество реакционных центров, которое приводит либо к невозможности образования полимера, либо к слишком линейной его структуре, что негативно сказывается на адгезионных свойствах полимера и/или на загущение цементной смеси Избыточное количество реакционных центров, которое приводит к слишком разветвлённой структуре полимера, что приводит к избыточному гелеобразованию цементной смеси
Температура полимериза-ции 65-77 °С Невозможность пероксодисульфата аммония инициировать реакцию посредствам распада на радикалы Термодеструкция вновь образованного полимера
Акриловый полимер на водной основе, полученный благодаря выбранным реагентам и диапазону концентраций, является эффективным регулятором фильтрационных свойств цементных растворов и необходим при строительстве и ремонте нефтяных и газовых скважин. Применим при первичном цементировании и при ремонтно-изоляционных работах, связанных с цементированием под давлением. Предотвращает образование каналов, по которым может происходить миграция пластовых флюидов в цементном камне на начальном этапе его формирования. Эффективно снижает водоотдачу и водоотделение цементных растворов в технологических процессах крепления скважин (превосходит показатели установленные API RP 10B-2).
Основные характеристики полученного полимера:
- Обеспечивает низкий уровень водоотдачи цементного раствора при температурах до 200 °C;
- Эффективно уменьшает водоотделение;
- Улучшает реологию цементного раствора;
- Повышает седиментационную устойчивость цементного раствора;
- Не влияет на время загустевания цементного раствора и сроки набора прочности цементного камня;
- Работает в диапазоне температур от 20°С до 200°С и в растворах с высокой минерализацией;
- Совместим с большинством пластификаторов;
- Экологически безвредный продукт, подвергается биологическому разложению, не образуя вредных веществ.
Цементные композиции получали путем смешения воды, цемента и акрилового полимера на водной основе. В таблице 2 приведены характеристики цементных композиций с добавлением акрилового полимера.
Таблица 2
№ примера Состав полимера,
% масс.		 Показатель фильтрации, см3/30мин Показатель свободной воды, см3/ 120 мин
1 AMPS 7.51
DMAA 2.25
AA 0.27
NVP 0.27		 44 0.0
2 AMPS 6.57
DMAA 1.81
AA 0.27
NVP 0.27		 50 1.0
3 AMPS 8.42
DMAA 2.68
AA 0.26
NVP 0.26		 42 0.0
4 AMPS 7.53
DMAA 2.26
AA 0.13
NVP 0.13		 48 0.5
5 AMPS 5.55
DMAA 1.53
AA 0.28
NVP 0.28		 > 100 > 5.0
Заявляемый акриловый полимер на водной основе и цементные композиции, полученные с использованием акрилового полимера, по предлагаемому способу, легко гидролизируются в щелочных растворах при высокой температуре и образуют низкомолекулярные органические сульфонаты. В результате органические сульфонаты влияют на дисперсию цементного раствора, обладают высокой гидрофильностью, широким диапазоном растворимости, отсутствием токсичности, ярко выраженной склонностью к комплексообразованию, имеют высокие адгезионные свойства и термостабильность.

Claims (12)

1. Акриловый полимер на водной основе для цементной композиции, включающий 2-акриламидо-2-метилпропан сульфоновую кислоту, N,N-диметилакриламид, акриловую кислоту, гидроокись кальция, пероксодисульфат аммония, отличающийся тем, что дополнительно содержит N-винилпирролидон при следующем соотношении компонентов, выраженном в массовых процентах (далее % мас.)
- 2-акриламидо-2-метилпропан сульфоновая кислота 6.57-8.42;
- N,N-диметилакриламид 1.81-2.68;
- акриловая кислота 0.13-0.27;
- гидроокись кальция 1.20-1.91;
- пероксодисульфат аммония 0.055-0.071;
- N-винилпирролидон 0.13-0.27;
- вода дистиллированная 85.81-89.21.
2. Способ получения акрилового полимера на водной основе, включающий следующие последовательные стадии: растворение 2-акриламидо-2-метилпропан сульфоновой кислоты (AMPS мономер), прибавление к раствору акриловой кислоты N,N-диметилакриламида и N-винилпирролидона, добавление гидроокиси кальция, перемешивание раствора, добавление пероксодисульфата аммония и перемешивание до растворения, продувка реакционной емкости азотом в течение 30-60 мин, нагревание реакционной массы от 65-77°С до начала протекания реакции, характеризуемого самопроизвольным ростом температуры смеси на несколько градусов, выдерживание реакционной смеси в интервале температур 70-77°С и последующая сушка полученного раствора акрилового полимера.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что перемешивание раствора полимера производят в интервале температур 30-60°С при доведении значения pH раствора акрилового полимера до 7.0-8.0.
4. Цементная композиция, содержащая акриловый полимер на водной основе, полученный согласно пп.1-3.
5. Способ получения цементной композиции, получаемой смешением воды, цемента и акрилового полимера на водной основе, полученного согласно пп.1-3.
RU2020134740A 2020-10-22 2020-10-22 Акриловый полимер на водной основе для цементной композиции и способ его получения RU2754844C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020134740A RU2754844C1 (ru) 2020-10-22 2020-10-22 Акриловый полимер на водной основе для цементной композиции и способ его получения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020134740A RU2754844C1 (ru) 2020-10-22 2020-10-22 Акриловый полимер на водной основе для цементной композиции и способ его получения

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2754844C1 true RU2754844C1 (ru) 2021-09-08

Family

ID=77670131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020134740A RU2754844C1 (ru) 2020-10-22 2020-10-22 Акриловый полимер на водной основе для цементной композиции и способ его получения

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2754844C1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4676317A (en) * 1986-05-13 1987-06-30 Halliburton Company Method of reducing fluid loss in cement compositions which may contain substantial salt concentrations
US7384893B2 (en) * 2003-06-27 2008-06-10 Halliburton Energy Services, Inc. Cement compositions with improved fluid loss characteristics and methods of cementing in surface and subterranean applications
RU2455392C1 (ru) * 2011-02-14 2012-07-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Покрытие для защиты от жидкометаллической коррозии стальной подложки
RU2520105C2 (ru) * 2008-09-02 2014-06-20 Констракшн Рисёрч Энд Текнолоджи Гмбх Содержащая пластифицирующую добавку композиция добавки-ускорителя твердения
RU2566836C2 (ru) * 2008-02-21 2015-10-27 Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. Способ цементирования колонны труб
CN105349127B (zh) * 2015-12-16 2018-07-31 中国石油大学(华东) 一种预螯合铝酸盐基水泥降失水剂及制备方法和包含它的水泥浆

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4676317A (en) * 1986-05-13 1987-06-30 Halliburton Company Method of reducing fluid loss in cement compositions which may contain substantial salt concentrations
US7384893B2 (en) * 2003-06-27 2008-06-10 Halliburton Energy Services, Inc. Cement compositions with improved fluid loss characteristics and methods of cementing in surface and subterranean applications
RU2566836C2 (ru) * 2008-02-21 2015-10-27 Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. Способ цементирования колонны труб
RU2520105C2 (ru) * 2008-09-02 2014-06-20 Констракшн Рисёрч Энд Текнолоджи Гмбх Содержащая пластифицирующую добавку композиция добавки-ускорителя твердения
RU2455392C1 (ru) * 2011-02-14 2012-07-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Покрытие для защиты от жидкометаллической коррозии стальной подложки
CN105349127B (zh) * 2015-12-16 2018-07-31 中国石油大学(华东) 一种预螯合铝酸盐基水泥降失水剂及制备方法和包含它的水泥浆

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7576040B2 (en) Cement compositions comprising humic acid grafted fluid loss control additives
US4676317A (en) Method of reducing fluid loss in cement compositions which may contain substantial salt concentrations
US4703801A (en) Method of reducing fluid loss in cement compositions which may contain substantial salt concentrations
US7388045B1 (en) Cement compositions comprising lignite grafted fluid loss control additives
US6405801B1 (en) Environmentally acceptable well cement fluid loss control additives, compositions and methods
US7523784B2 (en) Method of using humic acid grafted fluid loss control additives in cementing operations
US5339903A (en) Method for control of gas migration in well cementing
US4640942A (en) Method of reducing fluid loss in cement compositions containing substantial salt concentrations
US7360598B1 (en) Method of using lignite grafted fluid loss control additives in cementing operations
US6268406B1 (en) Well cementing methods using compositions containing liquid polymeric additives
EP0157055B1 (en) Oil field cementing methods and compositions
EP1319798B1 (en) Sealing subterranean zones
EP0605084A1 (en) Set retarding additive for cement composition
EP0192447A2 (en) Oil field cementing methods and compositions
GB2431661A (en) Copolymer
US6089318A (en) Method for control of fluid loss and gas migration in well cementing
US9611419B1 (en) Well cementing
CN105694832B (zh) 油田固井用耐高温大温差的水泥浆体
WO2015042026A1 (en) High temperature stable linear polymers
CN113563508B (zh) 一种耐高温低黏型降滤失剂
US6085840A (en) Method for control of liquid loss and gas migration in well cementing
CA2674019C (en) Cement compositions comprising humic acid grafted fluid loss control additives and methods of using them
RU2754844C1 (ru) Акриловый полимер на водной основе для цементной композиции и способ его получения
WO2017015127A1 (en) High temperature and high pressure cement retarder composition and use thereof
CN116925285A (zh) 一种固井用超高温缓凝剂及其制备方法