一种PVA类油井水泥降失水剂及其制备方法与流程

本发明属于钻井工程中固井工程的油井水泥外加剂，具体涉及一种pva类油井水泥降失水剂及其制备方法。

背景技术：

1、随着中原油田的持续开发，油气资源逐渐枯竭。多年的先注后采导致地层含水量高，压力失稳，油、气、水窜时长发生，固井工程中采用聚乙烯醇(pva)类油井水泥降失水剂能有效控制失水，对保护油气层等起着重要作用。pva类油井水泥降失水剂包括聚乙烯醇及其交联衍生物等；多年来，这种类型的降失水剂在中原区块油层开发井及侧钻井中广泛应用，国外，苏丹、乍得等项目部也一直应用此类降失水剂，该类降失水剂需求量较大。

2、目前，该类型降失水剂社会化产品对水泥的适应性较差，不同厂家的水泥以及同一厂家不同批次的水泥，失水效果相差较大，影响固井质量稳定性；采购的社会化产品通常价格较高，成本增加。

技术实现思路

1、针对现有产品中存在的问题，本发明的目的在于提出一种pva类油井水泥降失水剂及其制备方法，本发明研发的pva类油井水泥降失水剂对水泥的适应性强，性能稳定，失水小，利于保证固井质量的稳定。

2、本发明提供一种pva类油井水泥降失水剂，其由以下质量百分比的组分制成：50％-65％pva；3％-5％硼砂；余量为30％-47％硅粉。

3、在本发明的实施例中，所述pva的聚合度为1700-2200，醇解度为85-90％，细度为60-80目。

4、在本发明的实施例中，所述硼砂为十水四硼酸钠，纯度≥99.0％。

5、在本发明的实施例中，所述硅粉的细度在500目以上，二氧化硅含量≥90.0％，密度2.65±0.10g/cm3。

6、在本发明的实施例中，所述pva类油井水泥降失水剂由以下质量百分比的组分制成：60-65％pva；5％硼砂；30-35％硅粉。

7、本发明提供如前所述的pva类油井水泥降失水剂的制备方法，包括以下步骤：混合器中先加入聚乙烯醇pva，再加入硼砂，最后加入硅粉混合搅拌，搅拌时间不少于20min，制成pva类油井水泥降失水剂。

8、在本发明的实施例中，所述pva类油井水泥降失水剂的制备方法具体为：按物料的加量比例，将聚乙烯醇pva、交联剂硼砂依次放入锥形搅拌设备中混合，搅拌至少10min，然后加入硅粉，再搅拌20min-30min，制成pva类油井水泥降失水剂。

9、与现有技术相比，本发明实施例所述的pva类降失水剂含有聚乙烯醇结构，其制备原料的组成分别为：50-65wt％聚乙烯醇，pva17-88；3-5wt％交联剂，硼砂；余量为30-47wt％填充料，硅粉。本发明将上述含有聚乙烯醇结构的降失水剂加入水泥浆后，聚乙烯醇与硼砂交联剂交联，形成更加稳固的网状结构，与水泥水化物交织，在压差下形成致密的不渗透滤膜从而有效控制水泥浆失水，有利于防止窜流的发生，达到“防窜”的目的。而且本发明采用辅料硅粉，二氧化硅与水泥水化物反应形成水化硅酸钙凝胶，可增加吸附能力，降低水泥石的渗透率，提高水泥石抗压强度，又不影响稠化时间，所以该降失水剂对水泥的适应性增强。与同类型社会化产品相比，本发明的pva类降失水剂具有失水量小，防窜性能好，使用温度≤100℃，稠化线型过渡时间短，抗压强度高，加量敏感性低，对水泥适应性强，制备简便、成本较低等特点，能够满足不同区域中温固井的需求。

10、进一步地，本发明实施例制备所述pva类油井水泥降失水剂时，根据物料加量、密度、细度等方面的差异，先放聚乙烯醇加量大比重小的物料、再放交联剂，最后放加量大比重大的物料，降失水效果更好。

技术特征：

1.一种pva类油井水泥降失水剂，其特征在于，由以下质量百分比的组分制成：50％-65％聚乙烯醇pva；3％-5％交联剂，硼砂；余量为30％-47％硅粉。

2.根据权利要求1所述的pva类油井水泥降失水剂，其特征在于，所述聚乙烯醇pva的聚合度为1700-2200，醇解度为85-90％，细度为60-80目。

3.根据权利要求1-2所述的pva类油井水泥降失水剂，其特征在于，所述硼砂为十水四硼酸钠，纯度≥99.0％。

4.根据权利要求1-3任一项所述的pva类油井水泥降失水剂，其特征在于，所述硅粉的细度在500目以上，二氧化硅含量≥90.0％，密度2.65±0.10g/cm3。

5.根据权利要求1-4所述的pva类油井水泥降失水剂，其特征在于，所述pva类油井水泥降失水剂的适用温度≤100℃，水泥浆能有效防止气窜。

6.一种权利要求1-5任一项所述的pva类油井水泥降失水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体为：

技术总结本发明公开了一种PVA类油井水泥降失水剂及其制备方法，它由以下原料的质量百分比组成：50‑65％聚乙烯醇；3‑5％交联剂，硼砂；余量为填充料，硅粉。本发明将上述含有聚乙烯醇结构的降失水剂加入油井水泥中，聚乙烯醇与硼砂发生交联形成更加稳固的网状结构，与水泥水化物交织，在压差下形成致密的不渗透滤膜从而有效控制水泥浆失水，有利于防止窜流的发生，达到“防窜”的目的。硅粉与水泥水化物反应形成水化硅酸钙凝胶，可增加吸附能力，降低水泥石的渗透率，提高水泥石抗压强度。与同类型社会化产品相比，本发明产品具有失水量小，稠化线型过渡时间短，抗压强度高，对水泥适应性强等特点，能够满足不同区域中温固井的需求。技术研发人员：李韶利,赵建胜,周亚军,姚志翔,包振江,李慕君受保护的技术使用者：中石化石油工程技术服务有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/19