一种固井水泥降失水剂及其制备方法与流程

本发明涉及油田化学，具体的，涉及一种固井水泥降失水剂及其制备方法。

背景技术：

1、固井水泥降失水剂是一种可以通过改变水泥浆流变性能和滤失性能的添加剂，主要包括无机盐类和聚合物类。常见的无机盐类固井水泥降失水剂有硅酸盐、铝酸盐，其制备简单，成本较低，易获得，但会影响水泥浆的性能，降失水效果不理想。聚合物类固井水泥降失水剂可以通过设计聚合物的结构、调整分子量，引入功能官能团等方式进行改性，以满足油田使用中的不同需要。

2、油田施工环境复杂，施工环境中的温度、压力以及地层水中的盐类成分等，对降失水剂的选择有很大影响。尤其施工环境的温度，对降失水剂性能的发挥至关重要。然而，现有的聚合物类固井水泥降失水剂在低温条件下，表现出良好的降失水性能，但在高温条件下，其降失水性能会下降。

技术实现思路

1、本发明提出一种固井水泥降失水剂及其制备方法，解决了现有技术中的固井水泥降失水剂在高温条件下降失水性能差的问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种固井水泥降失水剂，包括以下质量份的原料：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸40~60份，酰胺类单体20~30份，分子量调节剂1~3份，引发剂0.5~0.7份，n-乙烯基吡咯烷酮与丙烯酸的共聚物10~30份。

4、作为进一步的方案，所述n-乙烯基吡咯烷酮与丙烯酸的共聚物和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量比为3~5:10。

5、本发明中n-乙烯基吡咯烷酮与丙烯酸的共聚物和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量比为3~5:10，进一步提高了固井水泥降失水剂在高温条件下的降失水性能。

6、作为进一步的技术方案，所述n-乙烯基吡咯烷酮与丙烯酸的共聚物的原料包括质量比为2:1~1:2的丙烯酸和n-乙烯基吡咯烷酮。

7、本发明中n-乙烯基吡咯烷酮与丙烯酸的共聚物的原料包括质量比为2:1~1:2的丙烯酸和n-乙烯基吡咯烷酮，进一步提高了固井水泥降失水剂在高温条件下的降失水性能。

8、作为进一步的技术方案，所述n-乙烯基吡咯烷酮与丙烯酸的共聚物的制备方法包括以下步骤：

9、a1、在丙烯酸水溶液中加入n-乙烯基吡咯烷酮，得到混合溶液；

10、a2、将所述混合溶液加热至55~65℃，加入引发剂，进行反应，反应结束后，加入沉淀剂，过滤、洗涤、干燥后，得到n-乙烯基吡咯烷酮与丙烯酸的共聚物。

11、作为进一步的方案，步骤a1中所述加入n-乙烯基吡咯烷酮前将丙烯酸水溶液的ph调节至6~8，步骤a2中所述反应的温度为55~65℃，所述反应的时间为10~12h。

12、作为进一步的方案，所述步骤a2中引发剂的用量为丙烯酸和n-乙烯基吡咯烷酮总质量的0.15%~0.25%。

13、作为进一步的方案，所述酰胺类单体包括n,n-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、聚丙烯酰胺中的一种或多种。

14、作为进一步的方案，所述分子量调节剂包括聚乙二醇、异丙醇、十二硫醇中的一种或多种。

15、作为进一步的方案，所述引发剂包括过硫酸钾、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的一种或多种。

16、本发明还提出一种固井水泥降失水剂的制备方法，包括以下步骤：

17、s1、将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，酰胺类单体，分子量调节剂，n-乙烯基吡咯烷酮与丙烯酸的共聚物与水混合，得到混合溶液；

18、s2、将所述混合溶液加热至50~60℃，加入引发剂，进行反应，得到固井水泥降失水剂。

19、作为进一步的方案，所述加热前将混合溶液的ph调节至6~8，所述反应的温度为50~60℃，所述反应的时间为2~5h。

20、本发明的工作原理及有益效果为：

21、本发明中，以n-乙烯基吡咯烷酮与丙烯酸的共聚物，作为固井水泥降失水剂的聚合原料，提高了固井水泥降失水剂在高温条件下的降失水性能。

技术特征：

1.一种固井水泥降失水剂，其特征在于，包括以下质量份的原料：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸40~60份，酰胺类单体20~30份，分子量调节剂1~3份，引发剂0.5~0.7份，n-乙烯基吡咯烷酮与丙烯酸的共聚物10~30份。

2.根据权利要求1所述的一种固井水泥降失水剂，其特征在于，所述n-乙烯基吡咯烷酮与丙烯酸的共聚物和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量比为3~5:10。

3.根据权利要求1所述的一种固井水泥降失水剂，其特征在于，所述n-乙烯基吡咯烷酮与丙烯酸的共聚物的原料包括质量比为2:1~1:2的丙烯酸和n-乙烯基吡咯烷酮。

4.根据权利要求1所述的一种固井水泥降失水剂，其特征在于，所述n-乙烯基吡咯烷酮与丙烯酸的共聚物的制备方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种固井水泥降失水剂，其特征在于，步骤a1中所述加入n-乙烯基吡咯烷酮前将丙烯酸水溶液的ph调节至6~8，步骤a2中所述反应的温度为55~65℃，所述反应的时间为10~12h。

6.根据权利要求1所述的一种固井水泥降失水剂，其特征在于，所述酰胺类单体包括n,n-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、聚丙烯酰胺中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种固井水泥降失水剂，其特征在于，所述分子量调节剂包括聚乙二醇、异丙醇、十二硫醇中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的一种固井水泥降失水剂，其特征在于，所述引发剂包括过硫酸钾、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的一种或多种。

9.根据权利要求1~8任意一项所述的一种固井水泥降失水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种固井水泥降失水剂的制备方法，其特征在于，所述加热前将混合溶液的ph调节至6~8，所述反应的温度为50~60℃，所述反应的时间为2~5h。

技术总结本发明涉及油田化学技术领域，提出了一种固井水泥降失水剂及其制备方法，一种固井水泥降失水剂，包括以下质量份的原料：2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸40~60份，酰胺类单体20~30份，分子量调节剂1~3份，引发剂0.5~0.7份，N‑乙烯基吡咯烷酮与丙烯酸的共聚物10~30份。通过上述技术方案，解决了现有技术中的固井水泥降失水剂在高温条件下降失水性能差的问题。技术研发人员：王威,卢书义,王松,蒋辉翔,刘梓峰,高凌燕受保护的技术使用者：古莱特科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12