[发明专利]一种低分子量超高温固井降失水剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种低分子量超高温固井降失水剂及其制备方法与应用，属于油气井固井外加剂技术领域。本低分子量超高温固井降失水剂的制备方法，包括以下步骤：将2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸和不饱和羧酸单体，溶于去离子水中，调节pH值至6‑7，之后加入不饱和酰胺类单体，搅拌均匀，然后分别加入链转移剂和引发剂，进行加热反应，得到聚合物溶液；向聚合物溶液中加入无机盐，先进行加热反应，再冷却至室温，即得低分子量超高温固井降失水剂。本发明还提供上述低分子量超高温固井降失水剂的制备方法制备的低分子量超高温固井降失水剂及其应用。本低分子量超高温降失水剂适用温度范围广，抗盐能力强，能够满足深井及超深井的固井技术需求。

技术领域

本发明属于油气井固井外加剂技术领域，具体涉及一种低分子量超高温固井降失水剂及其制备方法与应用。

背景技术

深层及超深层油气井开采已成为油气增储上产的重要领域。深井及超深井地质工况复杂、井底温度高，一般大于200℃，对固井水泥浆提出严峻挑战，以保障固井质量。

超高温固井水泥浆是保障深层及超深层油气安全勘探开发的核心工程技术之一，固井外加剂是关键。其中，固井外加剂中尤其重要的是降失水剂。降失水剂是改善水泥浆流变性能、提高稳定性、降低液相向渗透性地层滤失以及确保体系综合性能稳定的主要外加剂之一，对保障固井作业安全和提高固井质量具有非常重要的作用。

目前使用较多的降失水剂为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)类聚合物。然而，随着深井及超深井固井对水泥浆体系性能要求越来越高，现有AMPS共聚物降失水剂的问题日益凸显，主要为：①聚合物分子量大，导致水泥浆低温增粘、高温稀释严重，增加了深井及超深井小间隙尾管固井的环空摩阻、施工泵压以及压漏地层的风险，同时，超高温固井水泥浆柱沉降稳定性变差，易造成油气水窜和水泥环封固质量差；②200℃以上高碱条件下，聚合物分子链易断裂，降失水性能失效，导致超高温固井水泥浆综合性能恶化，增加超高温固井作业风险，无法保障固井质量。

因此，亟需一种低分子量超高温固井降失水剂应用在深井及超深井勘探开发中。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供一种低分子量超高温固井降失水剂及其制备方法与应用，本低分子量超高温降失水剂适用温度范围广，在30-240℃及以上均可适用，抗盐能力强，240℃下超高温水泥浆API失水量可控制在40mL以内；使水泥浆具有低温不增稠、高温弱分散特点，且随降失水剂加量增加水泥浆流变性能无明显变差，能够满足井底循环温度240℃以下的深井及超深井固井技术需求。

其一，本发明为了解决上述技术问题提供一种低分子量超高温固井降失水剂的制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种低分子量超高温固井降失水剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、分别称取如下重量份数的原料：10-20份的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、0.5-1.5份的不饱和羧酸单体、60-85份的去离子水和2～3份的不饱和酰胺类单体；

S2、聚合物溶液的制备：将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和不饱和羧酸单体，溶于去离子水中，调节pH值至6-7，之后加入不饱和酰胺类单体，搅拌均匀，然后分别加入占上述混合物总质量0.05-0.5％的链转移剂和0.3-1.2％的引发剂，进行加热反应，得到聚合物溶液；

S3、低分子量超高温固井降失水剂的制备：向步骤S2得到的聚合物溶液中加入占聚合物溶液质量0.5-5％的无机盐，进行加热反应，再冷却至室温，即得低分子量超高温固井降失水剂。

本发明的低分子量超高温固井降失水剂的制备方法的原理是：