一種鋁酸鹽水泥漿體系降失水劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋁酸鹽水泥漿體系降失水劑及其制備方法，該降失水劑為2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈣與N-異丙基丙烯酰胺二元共聚物，制備如下：（1）在氫氧化鈣飽和溶液中加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，得到2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈣；（2）向反應(yīng)器中加入乳化劑、水及保護(hù)膠體，混合均勻后再加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈣和N-異丙基丙烯酰胺；（3）溫度升至55～57℃，加入引發(fā)劑、分子量調(diào)節(jié)劑，反應(yīng)3～3.5h；（4）將反應(yīng)液體慢速離心，將產(chǎn)物減壓蒸餾，干燥至恒重。該降失水劑可提高鋁酸鹽水泥漿的穩(wěn)定性及減小鋁酸鹽水泥漿體系的失水量，同時改善水泥石耐高溫性能，其制備方法原理可靠，操作簡便。
【專利說明】一種鋁酸鹽水泥漿體系降失水劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋁酸鹽水泥漿體系降失水劑及其制備方法，主要用于油氣井固井領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前全球常規(guī)原油的可采儲量預(yù)計為1272 X 108m3，稠油可采儲量約1510X 108m3，全球剩余石油資源70%以上是稠油資源，稠油資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過常規(guī)原油。我國稠油資源十分豐富，已探明油氣儲量數(shù)據(jù)表明，我國陸地27%以上油氣資源為稠油，海洋65%以上油氣資源為稠油。隨著常規(guī)原油產(chǎn)量的遞減，全球?qū)⑥D(zhuǎn)向非常規(guī)能源開采，稠油資源將是非常規(guī)油氣資源開采的重點(diǎn)，如何高效、安全開發(fā)稠油資源是全球石油開采面臨的難題和挑戰(zhàn)，也是未來能源安全的關(guān)鍵之一。
[0003]鋁酸鹽水泥漿體系是一種用于稠油熱采井固井的新型水泥漿體系，在水泥漿的研發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的降失水劑與鋁酸鹽水泥配伍性差，調(diào)節(jié)出的水泥漿漿體穩(wěn)定性差且失水量不易控制，且對鋁酸鹽水泥的耐溫性能有一定的影響，而目前國內(nèi)沒有針對鋁酸鹽水泥漿特點(diǎn)開發(fā)的降失水劑，因此開發(fā)適合于鋁酸鹽水泥漿的降失水劑具有重要意義。
[0004]目前，有數(shù)篇文獻(xiàn)專利報道了各種不同特點(diǎn)及性能的降失水劑(見ZL200710089263.4，ZL200710113760.3，ZL201110072174.5，ZL201110337361.1，ZL201210099125.5等)。這些降失水劑對水泥漿有良好的降低失水量、抗溫抗鹽等作用，有利于水泥石強(qiáng)度的發(fā)展，但是它們都是針對硅酸鹽水泥設(shè)計的，而國內(nèi)并沒有針對鋁酸鹽水泥漿體系的特點(diǎn)及應(yīng)用而開發(fā)的降失水劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種鋁酸鹽水泥漿體系降失水劑，與鋁酸鹽水泥配伍性好，可有效提高鋁酸鹽水泥漿的穩(wěn)定性及減小鋁酸鹽水泥漿體系的失水量，同時改善水泥石耐高溫性能，特別適用于稠油熱采井等高溫井。
[0006]本發(fā)明的另一目的還在于提供該降失水劑的制備方法，原理可靠，操作簡便，具有廣闊的市場前景。
[0007]為達(dá)到以上技術(shù)目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案。
[0008]一種鋁酸鹽水泥漿體系降失水劑，為2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈣與N-異丙
基丙烯酰胺二元共聚物，其結(jié)構(gòu)如下:
[0009]
【權(quán)利要求】
1.一種鋁酸鹽水泥漿體系降失水劑，為2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈣與N-異丙基丙烯酰胺二元共聚物，其結(jié)構(gòu)如下:
2.如權(quán)利要求1所述的鋁酸鹽水泥漿體系降失水劑的制備方法，依次包括以下步驟: (1)室溫下將30~50g氫氧化鈣溶于水中，在氫氧化鈣的飽和溶液中加入15~30g2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，攪拌，反應(yīng)0.5~1h后過濾，取濾液進(jìn)行重結(jié)晶，烘干得到單體2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈣； (2)向反應(yīng)器中加入5~10g乳化劑和120~150g水，攪拌，使乳化劑混合均勻，攪拌速度為1000r/min,攪拌時間0.5h~Ih后,通入10~20min氮?dú)?，加?~15g保護(hù)膠體，混合均勻后再加入35~50g2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸|丐和15~25gN_異丙基丙烯酰胺，提高攪拌速度至1500r/min,使單體乳化； (3)當(dāng)混合溶液的溫度升至55~57°C時，在攪拌下加入10質(zhì)量％的引發(fā)劑溶液2~3g,待反應(yīng)1~1.5h后加入2~3.5g分子量調(diào)節(jié)劑，反應(yīng)3~3.5h后冷卻至室溫； (4)將反應(yīng)液體移入離心機(jī)中，慢速離心，將產(chǎn)物減壓蒸餾，于50~60°C真空中干燥至恒重。
3.如權(quán)利要求2所述的鋁酸鹽水泥漿體系降失水劑的制備方法，其特征在于，所述乳化劑為十二烷基磺酸鈉或十二烷基硫酸鈉。
4.如權(quán)利要求2所述的鋁酸鹽水泥漿體系降失水劑的制備方法，其特征在于，所述保護(hù)膠體為聚乙烯醇、聚丙烯酰胺或聚丙烯酸鈉。
5.如權(quán)利要求2所述的鋁酸鹽水泥漿體系降失水劑的制備方法，其特征在于，所述引發(fā)劑為過硫酸鉀一亞硫酸氫鉀或過氧化氫一硫酸亞鐵。
6.如權(quán)利要求2所述的鋁酸鹽水泥漿體系降失水劑的制備方法，其特征在于，所述分子量調(diào)節(jié)劑為十二烷基硫醇或醋酸正十二烷基硫醇酷。
【文檔編號】C08F2/38GK103881021SQ201410097891
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月17日
【發(fā)明者】程小偉, 李早元, 郭小陽, 王巖, 龍丹, 劉開強(qiáng), 羅解, 李明, 劉健 申請人:西南石油大學(xué)