[发明专利]一种深水低温固井用降失水剂及其制备方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种降失水剂，更具体地，涉及一种深水低温固井用降失水剂及其制备方法。

背景技术

目前对海洋油气田的开发，仍主要集中在近大陆架区域。对于蕴藏丰富油气资源的作业水深大于500m的深水区域，有待加大开发力度。在深水区域勘探开发中，固井专业面临低温、浅层流、松软地层、异常高压、窄“窗口”等困难。对于水泥浆性能的要求有：①在低温下，要求水泥浆过渡时间短且抗压强度高；②水泥浆密度要低；③泵送中要求低摩阻及高顶替效率；④水泥石的二界面胶结要好；⑤水泥浆要低失水等。

在控制水泥浆失水方面，主要是通过在水泥浆中添加一定量的降失水剂来实现。目前，固井降失水剂从组成上主要有3类，纤维素及其衍生物类、聚乙烯醇（PVA）类以及以AMPS为主要单体的合成聚合物类。纤维素及其衍生物对水泥水化有一定的缓凝作用，这不利于低温深水固井使用。合成聚合物类使水泥浆的表观粘度增加明显，这不满足深水固井的低摩阻要求，而且合成聚合物类在低温下也表现出一定程度的缓凝作用。聚乙烯醇类在低温下缓凝作用小、对水泥水化反应和水泥浆的表观粘度影响均小，以及在提高水泥石界面胶结方面较其他两类要好。

固井常用的聚乙烯醇降失水剂，在产品应用形态上，有粉体和液体两种形态。粉体形态的聚乙烯醇类降失水剂，需预先与水泥干混，且容易造成混配不匀。目前，液体形态的聚乙烯醇类降失水剂浓度普遍较低，浓度不超过15%，这在运输、存放及使用上均不经济。

发明内容

本申请的目的是提供一种深水低温固井用降失水剂。

具体地，本申请提供一种深水低温固井用降失水剂，所述降失水剂为包括聚乙烯醇和硫代硫酸盐的水悬浮液。

在一些实施方式中，为消除制备过程中的泡沫，以及考虑悬浮液的长期储存稳定性，所述降失水剂还可以包括稳定剂、消泡剂和杀菌剂。

在一些实施方式中，硫代硫酸盐的重量百分数可以为15%～35%；聚乙烯醇的重量百分数可以为25%～35%；以及余量的水，优选地，所述水为去离子水。

在一些实施方式中，硫代硫酸盐的重量百分数可以为15%～35%；聚乙烯醇的重量百分数可以为25%～35%；消泡剂的重量百分数可以为0.1%～0.5%；稳定剂的重量百分数可以为0.1%～0.5%；杀菌剂的重量百分数可以为0.1%～0.5%；以及余量的水，优选地，所述水可以为去离子水。

在一些实施方式中，聚乙烯醇的聚合度可以为1700～2400，醇解度可以为88%。

在一些实施方式中，硫代硫酸盐可以为不含结晶水或含结晶水的钠盐或钾盐，优选为不含结晶水或含结晶水的钠盐。进一步优选为五水硫代硫酸钠（大苏打或海波）。其中含结晶水的硫代硫酸盐的称取是以盐的量来计算。

在一些实施方式中，消泡剂可以为矿物油类、硅油类、聚醚类或磷酸酯类消泡剂，优选地，所述消泡剂可以为聚醚类消泡剂。

在一些实施方式中，杀菌剂可以为醛类或苯甲酸钠，优选地，所述杀菌剂为苯甲酸钠。

在一些实施方式中，稳定剂可以为纤维素醚、黄原胶或温轮胶，优选地，所述稳定剂为黄原胶。

本申请的又一目的是提供一种深水低温固井用降失水剂的制备方法，所述制备方法包括：在室温下，将硫代硫酸盐搅拌溶于水中，再加入聚乙烯醇搅拌均匀，得到所述降失水剂。

本申请还提供一种深水低温固井用降失水剂的制备方法，所述制备方法包括：按比例称取水和稳定剂，并在室温下将稳定剂溶解在水中，然后加入消泡剂搅拌均匀，加入硫代硫酸盐搅拌溶解，加入聚乙烯醇搅拌均匀，以及加入杀菌剂搅拌溶解，即得深水低温固井用降失水剂。

本申请的另一目的是提供深水低温固井用降失水剂在低温深水固井中控制水泥浆失水中的应用。

本申请的深水低温固井用降失水剂具有降失水和低温促凝的双重作用，能够在低温深水固井中应用。在本申请的深水低温固井用降失水剂中，聚乙烯醇的成膜作用使其在水泥浆中具有降失水作用。而硫代硫酸盐除了与聚乙烯醇具有较好的配伍性外，还具有较好的低温促凝作用。将聚乙烯醇悬浮在硫代硫酸盐溶液中还具有以下益处：由于悬浮在盐溶液中的聚乙烯醇没有充分溶胀，在配制高浓度时仍具有较好的流动性；在使用过程中，当悬浮液被水稀释时，聚乙烯醇能充分溶胀和溶解，从而能够发挥其降失水作用。