铝酸盐水泥基 耐C02腐蚀水泥体系配套的油井水泥降失水剂。代号为样品1。
[0024] 实施例2
[0025] 称取2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS)45份，N，Ν'-二甲基丙烯酰胺（DMAA) 13 份，丙烯酸（AA) 2份。溶于230份去离子水中。将溶液加入到三口烧瓶内，将三口烧瓶放入 65°C的恒温水浴中，开始搅拌，并向三口烧瓶中通入氮气排除氧气，待三口烧瓶内水溶液的 温度达到50°C以后，加入2份过硫酸铵和亚硫酸氢钠（质量比为4:1)的质量浓度为10%的 混合溶液引发反应，反应持续3个小时，待溶液变为粘稠状后往三口烧瓶加入22份螯合剂 氯化钡（BaCl2)，继续搅拌3小时制成共聚物溶液，经干燥、粉碎得到与铝酸盐水泥基耐C02 腐蚀水泥体系配套的油井水泥降失水剂。代号为样品2。
[0026] 实施例3
[0027] 称取2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS)40份，N，Ν'-二甲基丙烯酰胺（DMAA) 12 份，丙烯酸（ΑΑ) 1. 8份。溶于216份去离子水中。将溶液加入到三口烧瓶内，将三口烧瓶放 入70 °C的恒温水浴中，开始搅拌，并向三口烧瓶中通入氮气排除氧气，待三口烧瓶内水溶液 的温度达到50°C以后，加入1. 5份过硫酸铵和亚硫酸氢钠（质量比为4:1)的质量浓度为 10%的混合溶液引发反应，反应持续3个小时，待溶液变为粘稠状后往三口烧瓶加入20份 螯合剂氢氧化钡（Ba(0H) 2)，继续搅拌3小时制成共聚物溶液，经干燥、粉碎得到与铝酸盐水 泥基耐C02腐蚀水泥体系配套的油井水泥降失水剂。代号为样品3。
[0028] 实施例4
[0029] 称取2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS)40份，N，Ν'-二甲基丙烯酰胺（DMAA) 12 份，丙烯酸（ΑΑ) 1. 8份。溶于216份去离子水中。将溶液加入到三口烧瓶内，将三口烧瓶放 入70 °C的恒温水浴中，开始搅拌，并向三口烧瓶中通入氮气排除氧气，待三口烧瓶内水溶液 的温度达到50°C以后，加入1. 5份过硫酸铵和亚硫酸氢钠（质量比为4:1)的质量浓度为 10%的混合溶液引发反应，反应持续3个小时，待溶液变为粘稠状后往三口烧瓶加入21份 螯合剂氯化钙（CaCl2)，继续搅拌3小时制成共聚物溶液，经干燥、粉碎得到与铝酸盐水泥基 耐C02腐蚀水泥体系配套的油井水泥降失水剂。代号为样品4。
[0030] 对比例1
[0031] 称取2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS)40份，N，Ν'-二甲基丙烯酰胺（DMAA) 12 份，丙烯酸（ΑΑ) 1. 8份。溶于216份去离子水中。将溶液加入到三口烧瓶内，将三口烧瓶放 入70 °C的恒温水浴中，开始搅拌，并向三口烧瓶中通入氮气排除氧气，待三口烧瓶内水溶液 的温度达到50°C以后，加入1.5份过硫酸铵和亚硫酸氢（质量比为4:1)钠的质量浓度为 10 %的混合溶液引发反应，反应持续6个小时，制成共聚物溶液，经干燥、粉碎得到未加螯 合剂的油井水泥降失水剂。代号为样品5。
[0032] 对比例2
[0033] 衣康酸和丙烯酸都是具有羧酸基团的高反应活性单体，衣康酸也是合成降失水剂 常采用的单体，为了凸显本发明采用的丙烯酸的优越性，对衣康酸进行对比例分析。称取 2_丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS)40份，Ν，Ν' -二甲基丙烯酰胺（DMAA) 12份，衣康酸 (ΙΑ) 1份。溶于210份去离子水中。将溶液加入到三口烧瓶内，将三口烧瓶放入70°C的恒 温水浴中，开始搅拌，并向三口烧瓶中通入氮气排除氧气，待三口烧瓶内水溶液的温度达到 50°C以后，加入1. 5份过硫酸铵和亚硫酸氢钠（质量比为4:1)的质量浓度为10%的混合溶 液引发反应，反应持续3个小时，待溶液变为粘稠状后往三口烧瓶加入20份螯合剂氯化钡 (BaCl2)，继续搅拌3小时制成共聚物溶液，经干燥、粉碎得到样品6。
[0034] 对比例3
[0035]称取2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS)40份，N，Ν'-二甲基丙烯酰胺（DMAA) 12 份。溶于200份去离子水中。将溶液加入到三口烧瓶内，将三口烧瓶放入70°C的恒温水 浴中，开始搅拌，并向三口烧瓶中通入氮气排除氧气，待三口烧瓶内水溶液的温度达到50°C 以后，加入1. 4份过硫酸铵和亚硫酸氢钠（质量比为4:1)的质量浓度为10%的混合溶液 引发反应，反应持续3个小时，待溶液变为粘稠状后往三口烧瓶加入20份螯合剂氯化钡 (BaCl2)，继续搅拌3小时制成共聚物溶液，经干燥、粉碎得到样品7。
[0036] 实施例与对比例的综合性能评价：
[0037] 按标准GB10238-88制备水泥浆，按标准SY/T5960-94"油井水泥降失水剂评价方 法"评定失水量、抗压强度，实验条件为75°C;
[0038]水泥浆配方：100份铝酸盐水泥基耐C02腐蚀水泥体系+2份样品+3份缓凝剂+水 44份；
[0039] G60S:非离子型降失水剂；
[0040] BXF-200L:阴离子型降失水剂，引用自"新型固井降失水剂BXF-200L的研制与应 用"；
[0041] AM/AMPS/DMDAAC/IA:引用自 "CN103319650A"。
[0042] 表1水泥浆性能
[0043]
[0044] 实验结果表明，实施例1、2、3三种样品的加入可以控制水泥浆API失水量在 50mL/30min以内，实施例4样品的加入也能控制水泥浆API失水量在52mL/30min，满足固 井工程的要求，而对比例1可以看出，螯合剂的加入对水泥浆失水量有很大影响，对比例2 可以看出，衣康酸替代丙烯酸并不能得到有效的降失水剂，对比例3可以看出，去除丙烯酸 同样不能控制水泥浆失水量。从对比其他降失水剂看来，本发明具有较好的控制铝酸盐水 泥基耐〇3 2腐蚀水泥体系失水量的效果。
[0045] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不 脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本 发明的范围由权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1. 一种预螯合铝酸盐基水泥降失水剂，其特征在于，其包括以下重量份的原料：2-丙 烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS) 40份~45份，N，Ν' -二甲基丙烯酰胺（DMAA) 10份~15 份，丙烯酸（ΑΑ) 1份~3份，螯合剂20份~25份，引发剂0. 1~5份，余量为水；所述螯合 剂为氯化钡、氢氧化钡和氯化钙中的一种或几种；所述引发剂包括过硫酸铵和/或亚硫酸 氢钠。2. 根据权利要求1所述的一种预螯合铝酸盐基水泥降失水剂，其特征在于，所述螯合 剂为氯化钡、氢氧化钡和氯化钙中的一种。3. 根据权利要求1所述的一种预螯合铝酸盐基水泥降失水剂，其特征在于，所述2-丙 烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS)、Ν，Ν' -二甲基丙烯酰胺（DMAA)和丙烯酸（ΑΑ)的重量总 和占水重量的25%~35%。4. 根据权利要求1~3中任一项所述的一种预螯合铝酸盐基水泥降失水剂，其特征 在于，所述引发剂的重量占2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS)、Ν，Ν' -二甲基丙烯酰胺 (DMAA)和丙烯酸（ΑΑ)的重量总和的0· 2%~1%。5. 根据权利要求4所述的一种预螯合铝酸盐基水泥降失水剂，其特征在于，所述引发 剂为质量比为4:1的过硫酸铵和亚硫酸氢钠。6. 根据权利要求5所述的一种预螯合铝酸盐基水泥降失水剂，其特征在于，其包括 以下重量份的原料：2_丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS) 40份，Ν，Ν' -二甲基丙烯酰胺 (DMAA) 12份，丙烯酸(ΑΑ) 1. 8份，螯合剂22份，引发剂1. 5份，水216份;所述螯合剂为氯 化钡；所述引发剂为质量浓度为10%的水溶液。7. 根据权利要求5所述的一种预螯合铝酸盐基水泥降失水剂，其特征在于，其包括 以下重量份的原料：2_丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS) 45份，Ν，Ν' -二甲基丙烯酰胺 (DMAA)13份，丙烯酸（ΑΑ)2份，螯合剂22份，引发剂2份，水230份；所述螯合剂为氯化钡； 所述引发剂为质量浓度为10%的水溶液。8. 权利要求1~7中任一项所述的一种预螯合铝酸盐基水泥降失水剂的制备方法，其 特征在于，包括以下步骤： 将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS)、N，Ν' -二甲基丙烯酰胺（DMAA)和丙烯酸（ΑΑ) 加水溶解成溶液，置于50°C~70°C的恒温水浴，待溶液温度上升后于无氧条件下加入引发 剂，持续反应2~4小时，待溶液变为粘稠状后加入螯合剂，继续搅拌2~3小时制成共聚 物溶液，经干燥、粉碎制成粉剂，得到适用于铝酸盐水泥基耐C02腐蚀水泥体系的油井水泥 降失水剂。9. 根据权利要求8所述的一种预螯合铝酸盐基水泥降失水剂的制备方法，其特征在 于，包括以下步骤： 将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS)、N，Ν' -二甲基丙烯酰胺（DMAA)和丙烯酸（AA) 溶解在去离子水中，将溶液加入到三口烧瓶中，将三口烧瓶放入70°C的恒温水浴中，向三口 烧瓶中通入氮气排除氧气，待三口烧瓶内水溶液的温度达到50°C后，加入过硫酸铵和亚硫 酸氢钠混合水溶液用以引发反应，使反应持续2~4小时，待溶液变为粘稠状后往三口烧瓶 加入螯合剂，继续搅拌2~3小时制成共聚物溶液，经干燥、粉碎制成粉剂，得到适用于铝酸 盐水泥基耐C02腐蚀水泥体系的油井水泥降失水剂。10. -种水泥浆，其特征在于，包含权利要求1~7中任一项所述的一种预螯合铝酸盐 基水泥降失水剂。
【专利摘要】本发明公开了一种油田固井水泥降失水剂及制备方法和包含它的水泥浆，属于油田化学及油气井固井领域，其包括以下重量份的原料：2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）40份～45份，N,N’-二甲基丙烯酰胺（DMAA）10份～15份，丙烯酸（AA）1份～3份，螯合剂20份～25份，引发剂0.1～5份，余量为水；所述螯合剂为氯化钡、氢氧化钡和氯化钙中的一种或几种；所述引发剂包括过硫酸铵和/或亚硫酸氢钠。本发明的目的在于针对专利“一种固井用铝酸盐水泥基耐二氧化碳腐蚀水泥体系”的水泥的一种水泥降失水剂，其可以有效的控制水泥浆API失水量在50mL/30min以内。
【IPC分类】C09K8/487
【公开号】CN105349127
【申请号】CN201510944829
【发明人】步玉环, 刘非凡, 柳华杰, 郭辛阳, 郭胜来
【申请人】中国石油大学(华东)
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月16日