[发明专利]一种油田固井降失水剂及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于油田固井的降失水剂，尤其涉及一种油田固井降失水剂多羟基醇及其制造方法。

背景技术

在油田作业中每一口井钻完后都要进行固井作业，固井就是将水泥浆注入井壁与套管之间的环空中，达到封隔地下油、气、水层，支撑保护套管的目的。随着石油工业的发展，中深井、水平井的增加很快，其井底地质构造复杂，井下条件恶劣，导致固井时水泥浆在压力的作用下流经高渗透层时，水泥浆中的水相会分离出来产生滤液失水渗入地层。如果水泥浆失水不能控制，随着液相体积减少水泥浆密度会增加，水泥浆的稠化时间、流变性必将严重偏离原设计要求，大量的液体渗入地层会使水泥浆变得不能泵送，严重时将导致固井作业失败，并且大量的碱性水泥浆液相渗入油气层，将对油气层产生伤害，不利于油气层的保护。油井固井水泥浆降失水剂就是一种能控制水泥浆中液相向渗透性地层滤失，从而保持水泥浆有适当的水灰比的物质。水泥降失水剂在油田固井施工中能增强水泥浆的保水作用，提高固井作业的顶替效率，防止水泥浆在渗透性地层中先期脱水，保证水泥浆的稳定性，提高固化水泥石的强度，防止气窜，提高水泥环的抗渗能力，保护水敏性地层，防止水泥浆滤液污染油气层及水泥浆颗粒对油气层的堵塞。

在国外，降失水剂按其应用范围、循环温度、配浆水的含盐量分为25类。无论哪一种降失水剂按其作用机理均可分为两大类，一类是通过加入外加剂改变水泥浆的体系颗粒的分布和级配，形成致密的滤饼，降低渗透率来降低水泥浆的失水量。例如，添加膨润土、超细石灰石粉、沸石等，此外，还有比水泥粒径小得多的聚合物微粒所组成的聚合物乳液体系。这些微粒形成颗粒的物理堵塞，在压差作用产生滤失的过程中迅速成膜，这类外加剂有丁苯乳液、聚乙烯醇胶乳等。另一类是增加滤液粘度，即增大向地层的滤失阻力来降低水泥的失水量，如一些水溶性聚合狡甲基纤维素衍生物、淀粉改性产物、丙烯酸和丙烯脂共聚物等。降失水剂必须在水泥颗粒上吸附，而且自身能充分水化，热稳定性好才对水泥浆体系起稳定的作用。

目前我国水泥浆降失水剂共有40多种，主要成分有羧甲基纤维素衍生物、丙烯酸和丙烯酰胺共聚物，磺化酚醛树脂类，羟乙基合成乳胶类等。我国降失水剂质量不够稳定，受固井成本限制，降失水剂使用范围受到限制。其中纤维素类是常用的油井水泥降失水剂，其价格低、效果较好，但这类降失水剂具有增粘作用，同时会延缓水泥浆的凝固时间，而且当使用温度超过90℃时，降失水能力明显下降。丙烯酸和丙烯酰胺共聚物，磺化酚醛树脂类，羟乙基合成乳胶类作为降失水剂，降失水能力强，但是价格高，不利于大规模使用。聚乙烯醇类降失水剂与纤维素类、聚酰胺类相比，具有价格低、控制失水能力强，但是存在用量大、效率低和耐高温能力较差的缺点。如目前主要使用聚合度为1700的普通聚乙烯醇作为降失水剂，存在用量大、效率低和耐高温能力较差的缺点，不能满足国内各油田不同地质条件的固井要求。

发明内容

本发明的目的是针对目前所用的油田固井降失水剂在应用中存在的问题，为克服普通产品用量大、效率低和耐高温能力较差等缺点，而提供一种具有良好的降失水能力，能较好地满足油田固井施工要求的油田固井降失水剂。

本发明的另一目的是提供上述油田固井降失水剂的制造方法。

本发明的目的是这样实现的：一种油田固井降失水剂，它是将一种聚合度的聚醋酸乙烯与另一种聚合度的羧酸乙烯酯类聚合物按重量比为30～95∶5～70，或者与另外两种聚合度的羧酸乙烯酯类聚合物按重量比为30～95∶5～30∶0～65的配比比例组成的共聚物原料，进行常规的醇解反应，然后干燥、粉碎得到的产品。

上述羧酸乙烯酯类聚合物，可以是使用经乙烯、正丁烯、丙烯酰胺、丙烯酸或丙烯酸酯类与羧酸乙烯共聚改性后得到的聚合物；所述改性为在羧酸乙烯聚合时，向其中加入相对于羧酸乙烯质量为5～15％的乙烯、正丁烯、丙烯酰胺、丙烯酸或丙烯酸酯类共聚单体，经行一般常规的聚合反应而制得的聚合物。

最后得到的降失水剂的醇解度为70％(摩尔分数)～99％(摩尔分数)，优选80％(摩尔分数)～98％(摩尔分数)。醇解度太低，产物不溶于水；太高，使用过程中溶解速度慢，影响油田现场施工。降失水剂的粘度(4％水溶液)范围为20～60mPa.s，优选30～50mPa.s。粘度太小，用于固井降失水效果较差；太高对固井水泥体系增粘明显，影响固井施工。

一种油田固井降失水剂的制造方法，具体涉及的制造方法如下：