本发明涉及油田完井技术固井领域所用的水泥外加剂，尤其是一种油井水泥专用高温悬浮剂及其制备方法，主要用于提高高温水泥浆沉降稳定性。
背景技术：
：油近年来，随着勘探开发的不断深入，深井超深井逐年增加，井底温度越来越高。在高温超高温固井过程中，水泥浆中部分外加剂在高温下降解失效使得水泥浆颗粒沉降分层。特别是在高温深水平井中，由于浆体沉降产生高边水带，固井水泥环失去应有的层间封隔作用。目前水泥浆在高温凝结过程中产生的沉降问题和水泥石收缩引起的固井水泥微环隙问题，在国内外固井界均尚未得到很好的解决。主要体现在常规下能产生悬浮作用的外加剂在高温下降解失效失去了悬浮作用，水泥浆沉降。特别是在盐水环境下，更多油井水泥外加剂在盐水中失效更加明显，高温盐水水泥浆体系的沉降问题更加突出。解决水泥浆体在高温下的沉降问题是提高固井质量、预防油气窜的根本所在。在水泥浆中加入高温悬浮剂，使水泥浆在高温超高温、盐水条件下具有很好的沉降稳定性，是提高固井质量，预防水平井高边水带导致固井层间封隔失效。技术实现要素：本发明主要是克服现有技术中的不足之处，提出一种油井水泥专用高温悬浮剂及其制备方法，该高温悬浮剂应用温度高，对水泥浆其他性能无影响，且配伍性好。本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种油井水泥专用高温悬浮剂由以下重量份的组分组成：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸10～20份、乙烯基吡咯烷酮5～10份、丙烯酰胺晶体5～10份、去离子水60～80份、过硫酸钾0.01～0.05份、吊白粉0.01～0.05份、氢氧化钠2～5份、硅酸镁铝60～80份。进一步的技术方案是，由以下重量份的组分组成：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸12.5份、乙烯基吡咯烷酮5份、丙烯酰胺晶体8份、去离子水份70份、过硫酸钾0.05分、吊白粉0.02份，氢氧化钠3.5份、硅酸镁铝75份。一种油井水泥专用高温悬浮剂的制备方法，包括以下步骤：(1)称取去离子水、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、乙烯基吡咯烷酮、丙烯酰胺晶体并依次投入反应釜中，搅拌均匀，用氢氧化钠溶浓中和至ph为5.5～6，升温至68～72℃，在氮气保护下，依次滴加过硫酸钾、吊白粉溶液，搅拌均匀后，静置聚合3～5h，搅拌降温至50℃以下，即得原料a；(2)取100重量份原料a到捏合机中，投加硅酸镁铝，进行捏合；捏合至均匀棉絮状，放入烘干托盘，进行烘干，水份低于3％时，自然冷却，然后经破碎、细粉，即得高温悬浮剂。进一步的技术方案是，所述步骤(1)中升温至68℃。进一步的技术方案是，所述步骤(1)中静置聚合时间为5h。进一步的技术方案是，所述步骤(2)中的烘干温度为80～90℃。进一步的技术方案是，所述氢氧化钠溶液浓度为40％，过硫酸钾溶液浓度为1％，吊白粉溶液浓度为0.5％。本发明的有益效果：本发明的方法原理简单，技术可靠，操作简便，制备的高温悬浮剂应用温度高，对水泥浆其他性能无影响，且配伍性好，特别是不影响水泥浆低温下的流变性能，可很好的适用于高温水泥浆体系，克服了现有油井水泥浆高温悬浮剂的不足和缺陷。具体实施方式下面结合实施例对本发明做更进一步的说明。实施例1(1)配制高温悬浮剂原料，由以下重量份的组分组成：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸12.5份，乙烯基吡咯烷酮5份，丙烯酰胺晶体8份，去离子水份70份，过硫酸钾0.03分，吊白粉0.015份，氢氧化钠3.5份，硅酸镁铝75份；(2)将去离子水、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、乙烯基吡咯烷酮、丙烯酰胺晶体依次投入反应釜中，搅拌均匀，用浓度为40％的氢氧化钠溶浓中和至ph为5.5；升温至70℃，在氮气保护下，依次滴加浓度为1％的过硫酸钾溶液、浓度为0.5％的吊白粉溶液，搅拌均匀后，静置聚合3h，搅拌降温至50℃以下，即得原料a；(3)取100重量份原料a到捏合机中，投加75份硅酸镁铝，进行捏合；捏合至均匀棉絮状，放入烘干托盘，在80～90℃下进行烘干，水份低于3％时，自然冷却，然后经破碎、细粉，即得高温悬浮剂。实施例2(1)配制高温悬浮剂原料，所述高温悬浮剂原料由以下组分按重量份组成：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸12.5份，乙烯基吡咯烷酮5份，丙烯酰胺晶体8份，去离子水份70份，过硫酸钾0.03分，吊白粉0.015份，氢氧化钠3.5份，硅酸镁铝75份；(2)将去离子水、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、乙烯基吡咯烷酮、丙烯酰胺晶体依次投入反应釜中，搅拌均匀，用浓度为40％的氢氧化钠溶浓中和至ph为5.5；升温至68℃，在氮气保护下，依次滴加浓度为1％的过硫酸钾、浓度为0.5％的吊白粉溶液，搅拌均匀后，静置聚合3h，搅拌降温至50℃以下，即得原料a；(3)取100重量份原料a到捏合机中，投加75份硅酸镁铝，进行捏合；捏合至均匀棉絮状，放入烘干托盘，在80～90℃下进行烘干，水份低于3％时，自然冷却，然后经破碎、细粉，即得高温悬浮剂。实施例3(1)配制高温悬浮剂原料，所述高温悬浮剂原料由以下组分按重量份组成：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸12.5份，乙烯基吡咯烷酮5份，丙烯酰胺晶体8份，去离子水份70份，过硫酸钾0.04份，吊白粉0.022份，氢氧化钠3.5份，硅酸镁铝75份；(2)将去离子水、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、乙烯基吡咯烷酮、丙烯酰胺晶体依次投入反应釜中，搅拌均匀，用浓度为40％的氢氧化钠溶浓中和至ph为5.5；升温至68℃，在氮气保护下，依次滴加浓度为1％的过硫酸钾、浓度为0.5％的吊白粉溶液，搅拌均匀后，静置聚合3h，搅拌降温至50℃以下，即得原料a；(3)取100重量份原料a到捏合机中，投加75份硅酸镁铝，进行捏合；捏合至均匀棉絮状，放入烘干托盘，在80～90℃下进行烘干，水份低于3％时，自然冷却，然后经破碎、细粉，即得高温悬浮剂实施例4(1)配制高温悬浮剂原料，所述高温悬浮剂原料由以下组分按重量份组成：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸12.5份，乙烯基吡咯烷酮5份，丙烯酰胺晶体8份，去离子水份70份，过硫酸钾0.05分，吊白粉0.02份，氢氧化钠3.5份，硅酸镁铝75份；(2)将去离子水、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、乙烯基吡咯烷酮、丙烯酰胺晶体依次投入反应釜中，搅拌均匀，用浓度为40％的氢氧化钠溶浓中和至ph为5.5.升温至68℃，在氮气保护下，依次滴加浓度为1％的过硫酸钾、浓度为0.5％的吊白粉溶液，搅拌均匀后，静置聚合5h，搅拌降温至50℃以下，即得原料a；(3)取100重量份材料a到捏合机中，投加75份硅酸镁铝，进行捏合；捏合至均匀棉絮状，放入烘干托盘，在80～90℃下进行烘干，水份低于3％时，自然冷却，然后经破碎、细粉，即得高温悬浮剂。将实施例1-4的高温悬浮剂分别制备成含高温悬浮剂的干混油井高温水泥浆和水混油井高温水泥浆；其干混油井高温水泥浆，由以下重量份的的组分组成：100份g级油井水泥、60份325目99％硅粉、2份实施例1-4制备成的高温悬浮剂、35份水、5份高温降失水剂(amps类)、4.5份高温缓凝剂(amps/ia类)、2份高温分散剂(酮醛缩合类)、0.5份磷酸三丁酯。制备方法如下：称取100重量份g级油井水泥，60份325目99％硅粉，2份高温悬浮剂，混合均匀备用；在瓦楞搅拌杯中称取42份自来水、5份高温降失水剂(amps类)、4.5份高温缓凝剂(amps/ia类)、2份高温分散剂(酮醛缩合类)、6.5份工业盐、0.5份磷酸三丁酯，搅拌使其混合均匀；然后，搅拌器以低速(4000±200转/分)转动，并在15秒内加完混合备用的混合灰样，盖上搅拌盖子，并继续以高速(12000±200转/分)搅拌35秒，即得干混油井高温水泥浆。其水混油井高温水泥浆，由以下重量份的的组分组成：100份g级油井水泥、60份325目99％硅粉、42份自来水、1.5份高温悬浮剂、5份高温降失水剂(amps类)、4.5份高温缓凝剂(amps/ia类)、2份高温分散剂(酮醛缩合类)、0.5份磷酸三丁酯。制备方法如下：称取100重量份g级油井水泥、60份325目99％硅粉、混合均匀备用；在瓦楞搅拌杯中称取35份自来水，在变速(2000±200转/分)搅拌下加入1.5份高温悬浮剂搅拌，使其均匀分散，再在搅拌杯中依次称取5份高温降失水剂(amps类)、4.5份高温缓凝剂(amps/ia类)、2份高温分散剂(酮醛缩合类)、6.5份工业盐、0.5份磷酸三丁酯，搅拌使其混合均匀；然后，搅拌器以低速(4000±200转/分)转动，并在15秒内加完混合备用的混合灰样，盖上搅拌盖子，并继续以高速(12000±200转/分)搅拌35秒，即得水混油井高温水泥浆。含高温悬浮剂的高温水泥浆性能测试；按照api规范配制好高温水泥浆后，用增压稠化仪养护(养护条件为：200℃×180mpa)，恒温养护30min后，降温至93℃取出，经4000±200转/分搅拌15秒，倒入250ml量筒密封静置2小时，测其上下密度差，即为浆体稳定性，结果如表1所示。表1实施例实施例1实施例2实施例3实施例4流动度cm22212120游离液％0000浆体稳定性(密度差)g/cm30.01000抗压强mpa26.527.928.428.6api失水ml36303838可以看出，不同参数油井水泥高温悬浮剂配制的高温盐水水泥浆，浆体稳定性良好，且不影响配浆性及抗压强度、api失水，很好的保证了固井质量和施工安全。以上所述，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已通过上述实施例揭示，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围。当前第1页12