水泥降失水剂及在固井的应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102086387A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102086387A(43)申请公布日2011.06.08(21)申请号201010570619.8C08F222/02(2006.01)(22)申请日2010.12.02(71)申请人天津恒信石油技术开发有限公司地址300451天津市塘沽区滨海创新创业园41号厂房(72)发明人林恩平(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人王丽(51)Int.Cl.C09K8/487(2006.01)C08F220/58(2006.01)C08F220/56(2006.01)权利要求书1页说明书7页(54)发明名称水泥降失水剂及在固井的应用(57)摘要本发明属于钻井工程中的油井水泥外加剂的技术领域，特别涉及油井水泥降失水剂及应用。本发明的具体技术内容是：一种水泥降失水剂，其特征是组分和重量百分比含量如下：2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸50-80％，衣康酸2-20％，丙烯酰胺15-40％，二烯丙基二甲基氯化铵1-5％，N-N-二甲基丙烯酰胺1-4％。按上述配方组分称量各种单体，将单体总量100％～200％的去离子水加入容器内，在搅拌下分别加入各种单体，搅拌溶解均匀。直接喷雾干燥或装入托盘，在125℃～150℃干燥炉中进行合成、干燥、粉碎。本发明中的降失水剂组分加到水泥浆中，可根据不同的井深和地层温度，添加不同降失水剂的掺量，可以有效控制水泥浆的失水量，避免发生因水泥浆失水造成水泥浆变稠、稠化时间缩短、泵压增加压漏地层而中断注水泥作业引发的工程事故。CN1028637ACCNN110208638702086390A权利要求书1/1页1.一种水泥降失水剂，其特征是组分和重量百分比含量如下：2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸50-80％衣康酸2-20％，丙烯酰胺15-40％，二烯丙基二甲基氯化铵1-5％，N-N-二甲基丙烯酰胺1-4％。2.权利要求1的水泥降失水剂的制备方法，其特征是按配方组分称量各种单体，将单体总质量的100-200％去离子水加入容器内，在搅拌下分别加入各种单体，搅拌溶解均匀；直接喷雾干燥或装入托盘进行合成反应、干燥、粉碎。3.如权利要求2的方法，其特征是所述的装入托盘进行干燥的温度为125℃～150℃。4.水泥降失水剂的应用，其特征是组分和质量份数如下：水泥100份，水44份，降失水剂0.3-3.0份。2CCNN110208638702086390A说明书1/7页水泥降失水剂及在固井的应用技术领域[0001]本发明属于固井水泥技术领域，特别涉及固井水泥降失水剂及应用。背景技术[0002]在油气井注水泥作业和其它地下注水泥作业中常通要求通过地面泵送设备将含有水泥、水和外加剂的水泥浆注入地下预定的地层中，以封固地层和套管之间的环空。典型的水泥浆被泵进套管内并且通过套管和地层之间的空隙上返到环空。水泥浆在环空中凝固，形成一个坚硬的水泥环柱，这个水泥环柱能与地层、与套管之间形成胶结。为达到令人满意的注水泥作业，实现一个高强度的胶结以防止流体沿着水泥环柱或在其内部窜通是必要的。窜通的后果轻则污染产层或使资源流失，重则发生环境灾难或危及人身安全。[0003]注水泥作业最主要的目的是阻止地层流体的移动并形成胶结以支撑套管。另外，注水泥的目的还包括保护套管不被腐蚀、在钻深井时套管不受震动负荷、封堵漏失层、继续钻进时防止地层垮塌、卡钻等事故的发生。[0004]注水泥作业最重要的设计参数之一是水泥浆的稠化时间(在模拟地下高温高压条件下，水泥浆保持液态、可以泵送的时间)。因此是实施注水泥作业的有效时间。油井水泥降失水剂是保证水泥浆以合适的泵送速度经过渗透性地层时，能够尽可能保持水泥浆性能，特别是稠化时间的可预测性。如果没有降失水剂，水泥浆经过渗透性地层时，由于泵送施加的压力，可能使水泥浆发生失水，水泥浆中的水份将漏失进入地层。一方面，水泥浆的水灰比将发生变化，水泥浆变稠，稠化时间变短，流动阻力增大，泵送压力升高，可能压漏地层。轻则水泥浆难以返到设计的预定高度；严重时可能会发生注水泥作业失败。另一方面，水泥浆中的水溶液或水泥浆进入油气层会使产层的有效渗透率降低，影响到最终油气井的采收率。因此，在实施注水泥作业时，控制水泥浆失水量的降失水剂就显得十分重要。[0005]在这种技术中，在注水泥组成中加降失水剂已有很长时间并广为人知。在以下这些文章中都对降失水剂进行过探讨：[0006]Cater，Gregg和Slagle，Knox，“使气窜减至最小的完井实践研究”石油工程师协会，SPE3164，1970年11月[0007]Christian，W.W.，Chatterji，JitenandOstroot，Warren，“注水泥中的气体漏