[发明专利]一种增容型聚丙烯酸酯水泥改性剂的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种增容型聚丙烯酸酯水泥改性剂的制备方法，主要用做水泥改性剂。

背景技术：

在固井施工过程中，由于压力的作用，水泥浆中的液相向渗透性地层滤失，影响水泥浆的固化及施工流动性。同时，在射孔等作业过程中，由于固井水泥环将受到较强冲击作用，容易产生裂缝，导致固井质量下降。为防止水泥浆中滤液漏失以及提高水泥石的机械强度，在固井过程中需要在水泥浆中加入改性剂，在降低水泥浆滤失量的同时，提高水泥石的韧性。

目前应用在油田上的水泥改性剂种类较多，在降低水泥浆滤失量方面有一定改善，但大多与水泥颗粒的相容性较差，限制了改性剂的应用及推广。例如在固井水泥浆中应用较多的聚丙烯酸酯类改性剂，由于与水泥的相容性较差，容易在水泥浆中沉淀析出，影响其降滤失性能以及水泥石的机械强度。

发明内容：

本发明的目的是通过共聚的方法，在聚丙烯酸酯分子中引入增容结构单元，制备出一种和水泥具有较强亲和力的改性剂FI，提高增容单体与水泥的相容性和两相界面的结合力。

本发明提供的一种增容型聚丙烯酸酯水泥改性剂的制备方法所用起始原料的配方组分（按质量百分数计）为：

本发明所提供的一种增容型聚丙烯酸酯水泥改性剂，所述乳化剂为离子型乳化剂和非离子型复合乳化剂，它们的用量比为1～3:1。

本发明提供的一种增容型聚丙烯酸酯水泥改性剂，该共聚物具有以下结构通式：

式中，R₁，R₂为H或—C_nH_2n+1，n=1～5；R₃，R₄，R₅为H或—OC_nH_2n+1，n=1～20；

本发明提供的一种增容型聚丙烯酸酯水泥改性剂的制备方法是：

（1）预乳化

向反应器中加入复合乳化剂、部分提纯后的单体试剂、水以及pH调节剂，快速搅拌30min，充分乳化。

（2）反应

向反应器中通氮气10min，加入部分引发剂并匀速搅拌，搅拌速度控制在100r/min以内，乳液变微蓝并保持10min后，加入剩余单体和引发剂，继续反应2h，反应温度为70℃。聚合反应完毕后，滴加NaHCO₃溶液调节乳液PH值为6～7，降温出料。

分别将质量百分数为0%、2%、4%、6%、8%、10%的聚合物FI加入到水泥石中，测得的共聚产物FI作为水泥改性剂对水泥石的机械性能的影响如下表所示：