-甲基丙磺酸/丙烯酸 /丙烯酰胺三元聚合物降失水剂，1重量份醛酮缩合聚合物分散剂，〇. 5重量份缓凝剂。将水 泥、弹性粒子和微硅以外的其它材料放在混合容器中，搅拌器以低速（4000±200转/分） 转动，并在15秒内加完称取的水泥、弹性粒子和微硅混合物，盖上搅拌器的盖子，并在高速 (12000 ±500转/分）下继续搅拌35秒，制得SMP弹性粒子水泥浆，密度1. 90g/cm3。
[0041] 将上述SMP弹性粒子水泥楽，倒入4cmX4cmX 16cm的养护模块中，放入50°C的水 浴中养护24小时，取出已经凝固的水泥，得到SMP弹性粒子水泥石模块。
[0042] 实施例2 :基于聚氨酯形状记忆共聚物的油井水泥用弹性粒子、水泥浆和水泥石 模块制备
[0043] 将形状记忆转变温度为70°C的一种聚氨酯形状记忆共聚物，采用低温冷冻粉碎为 100~200目，得到SMP弹性粒子。
[0044] 称取100重量份油井水泥，占水泥重量2 %即2重量份SMP弹性粒子，5重量份微 硅，40重量份水，0. 1重量份磷酸三丁酯，4重量份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/丙烯酸 /丙烯酰胺三元聚合物降失水剂，1重量份醛酮缩合聚合物分散剂，〇. 5重量份缓凝剂。将水 泥、弹性粒子和微硅以外的其它材料放在混合容器中，搅拌器以低速（4000±200转/分） 转动，并在15秒内加完称取的水泥、弹性粒子和微硅混合物，盖上搅拌器的盖子，并在高速 (12000 ±500转/分）下继续搅拌35秒，制得SMP弹性粒子水泥浆，密度1. 90g/cm3。
[0045] 将上述SMP弹性粒子水泥楽，倒入4cmX4cmX 16cm的养护模块中，放入50°C水浴 中养护24小时，取出已经凝固的水泥，得到SMP弹性粒子水泥石模块。
[0046] 实施例3 :基于聚乙烯醇缩醛凝胶和乙烯-醋酸乙烯形状记忆共聚物的油井水泥 用弹性粒子、水泥浆和水泥石模块制备
[0047] 将形状记忆转变温度为70°C的一种聚乙烯醇缩醛凝胶和乙烯-醋酸乙烯形状记 忆共聚物，采用低温冷冻粉碎为1〇〇~300目，得到SMP弹性粒子。
[0048] 称取100重量份油井水泥，占水泥重量8%即8重量份SMP弹性粒子（聚乙烯醇缩 醛凝胶和乙烯-醋酸乙烯各占4% )，42重量份水，0. 1重量份磷酸三丁酯，4重量份2-丙烯 酰胺基-2-甲基丙磺酸/丙烯酸/丙烯酰胺三元聚合物降失水剂，1. 5重量份醛酮缩合聚合 物分散剂，0. 5重量份缓凝剂。将水泥和弹性粒子以外的其它材料放在混合容器中，搅拌器 以低速（4000±200转/分）转动，并在15秒内加完称取的水泥和SMP弹性粒子，盖上搅拌 器的盖子，并在高速（12000±500转/分）下继续搅拌35秒，制得SMP弹性粒子水泥浆，密 度 1. 89g/cm3。
[0049] 将上述SMP弹性粒子水泥楽，倒入4cmX4cmX 16cm的养护模块中，放入50°C水浴 中养护24小时，取出已经凝固的水泥，得到SMP弹性粒子水泥石模块。
[0050] 实施例4 :基于苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物形状记忆共聚物的油井水泥用弹性粒 子、水泥浆和水泥石模块制备
[0051] 将形状记忆转变温度为80°C的一种苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物形状记忆共聚物， 采用低温冷冻粉碎为100~200目，得到SMP弹性粒子。
[0052] 称取100重量份油井水泥，占水泥重量4%即4重量份SMP弹性粒子，41重量份水， 0. 1重量份磷酸三丁酯，3重量份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/丙烯酸/丙烯酰胺三元 聚合物降失水剂，1重量份醛酮缩合聚合物分散剂，〇. 5重量份缓凝剂。将水泥和弹性粒子 以外的其它材料放在混合容器中，搅拌器以低速（4000±200转/分）转动，并在15秒内加 完称取的水泥和SMP弹性粒子，盖上搅拌器的盖子，并在高速（12000±500转/分）下继续 搅拌35秒，制得SMP弹性粒子水泥浆，密度1. 90g/cm3。
[0053] 将上述SMP粒子水泥楽，倒入4cmX 4cmX 16cm的养护模块中，放入50°C水浴中养 护24小时，取出已经凝固的水泥，得到SMP弹性粒子水泥石模块。
[0054] 二、水泥石弹性模量和抗压强度测试。
[0055] 采用德国Toni抗压抗折试验仪，在室温25°C时，测试水泥石模块弹性模量和抗压 强度。测试结果如表1.
[0056] 表 1
[0057]
[0058] 将空白水泥石模块，橡胶粉水泥石模块，苯乙烯-丁二烯SMP水泥石模块，苯乙 烯-丙烯酸丁酯共聚物SMP水泥石模块放入90°C的水浴中1小时，迅速测试水泥石模块弹 性模量和抗压强度。测试结果如表2.
[0059] 表 2
[0060]
[0061] 将实施例1制备的苯乙烯-丁二烯SMP水泥石模块，放入90°C的水浴中1小时，迅 速取出，每隔一定时间测定的弹性模量，直至水泥石模块冷却到室温左右，水泥石模块弹性 模量基本恒定。测试结果如图1，水泥石模块起始弹性模量6. 4GPa，最终稳定在9. OGPa。
[0062] 可以看出，基于温敏形状记忆聚合物的油井水泥用弹性粒子能显著降低水泥石弹 性模量，且在温度达到可引发形状转变的温度时能进一步显著降低水泥石的弹性模量。此 性能有利地保证了油气井固井后油气增产对固井质量的影响，为实现井筒完整性提供了有 利的支持。
【主权项】
1. 一种含有弹性粒子的油井水泥浆，其特征在于所述水泥浆包括： 弹性粒子 2~8重量份； 所述弹性粒子为温敏形状记忆聚合物：苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共 聚物、聚氨酯、聚乙烯醇缩醛凝胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或几种； 温敏形状记忆聚合物形状记忆转变温度在60°C~80°C之间；弹性粒子粒径在50目~ 300目之间。2. 如权利要求1所述的含有弹性粒子的油井水泥浆，其特征在于： 所述温敏形状记忆聚合物形状记忆转变温度在60°C~70°C之间；颗粒粒径在100目~ 300目之间。3. 如权利要求1或2所述的含有弹性粒子的油井水泥浆，其特征在于： 所述水泥浆包括按重量份数计的以下组分： 水泥 100重量份； 弹性粒子2~8重量份； 2_丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/丙烯酸/丙烯酰胺三元聚合物降失水剂 3~6重量份； 醛酮缩合聚合物分散剂 0. 5~1. 5重量份； 微石圭 0~5重量份； 磷酸三丁酯 0. 05~0. 1重量份； 羟基乙叉二膦酸缓凝剂 0. 5重量份； 水 38~42重量份。4. 如权利要求3所述的含有弹性粒子的油井水泥浆，其特征在于： 弹性粒子 2~4重量份。
【专利摘要】本发明公开了一种含有弹性粒子的油井水泥浆。所述弹性粒子为温敏形状记忆聚合物：苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、聚氨酯、聚乙烯醇缩醛凝胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或几种；温敏形状记忆聚合物形状记忆转变温度在60℃～80℃之间；颗粒粒径在50目～300目之间。本发明的弹性粒子与水泥浆相容性好，能显著降低水泥石弹性模量，且在温度达到可引发形状转变的温度时能进一步显著降低水泥石弹性模量。
【IPC分类】C09K8/467
【公开号】CN105567194
【申请号】CN201410538440
【发明人】张明昌, 刘学鹏, 方春飞, 张林海, 杨龙杰, 黄金营, 刘伟, 周仕明
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2014年10月13日