專利名稱：一種高溫油井用聚合物緩凝劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高溫油井用聚合物緩凝劑及制備方法。
背景技術(shù)：
隨著中老油田石油與天然氣資源的大規(guī)模開發(fā)，油氣開采難度日益增大。依據(jù)中 國政府對油氣資源的全面評價中國油氣剩余儲量73%集中在深層。這對油氣開采、鉆井 完井等作業(yè)過程提出了更高的技術(shù)要求。由于超過5000米的深井及超深井的大量出現(xiàn)，高 溫緩凝劑的作用顯得越來越重要。 在現(xiàn)有的技術(shù)中，水泥緩凝劑大多采用木質(zhì)素磺酸鹽、葡萄糖等天然高分子材料。 由于天然產(chǎn)物自身各個批次間性質(zhì)不穩(wěn)定以及無法在高循環(huán)溫度下使用，國內(nèi)現(xiàn)有的緩凝 劑無法適用于深井及超深井的固井要求。而國際多家公司的緩凝劑產(chǎn)品均可應(yīng)用于200°C 以上循環(huán)溫度。如BJ公司的SR-30、道威爾的D161和哈里伯頓的HR-25等。但是這些高溫 緩凝劑產(chǎn)品要么為多種緩凝劑復(fù)配使用，施工操作復(fù)雜；要么成分中使用了如酒石酸等加 量敏感組分，施工精度要求高。 近年來，中國國內(nèi)報道的技術(shù)中只有"一種油氣井固井高溫緩凝劑及制備方 法"(CN200810160489. 3)，介紹了使用溫度可以達(dá)到20(TC的合成緩凝劑。但是其合成介質(zhì) 使用二甲基丙酰胺，易造成污染。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決已有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供一種高溫油井用聚合物緩凝劑及制備方 法。 (1)本發(fā)明提供的一種高溫油井用聚合物緩凝劑，其特征在于，其成分和配比 如下2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、苯乙烯基磺酸和順丁烯二酸按照摩爾比為
6 : i-i. 5 : i. 5-3。
(2)本發(fā)明提供的一種高溫油井用聚合物緩凝劑的制備方法如下
在裝有冷凝水、機(jī)械攪拌及氮氣入口的四口反應(yīng)器中，將2-丙烯酰胺-2-甲基丙 磺酸(AMPS)、苯乙烯基磺酸和順丁烯二酸按照摩爾比6 : 1-1.5 : 1.5-3的比例溶解在去 離子水中構(gòu)成反應(yīng)液，反應(yīng)液中單體總質(zhì)量濃度為10-30% ，用30wt^的NaOH水溶液調(diào)整 反應(yīng)液pH為5. 5-6. 5，加入占反應(yīng)液質(zhì)量0. 03-0. 2%的引發(fā)劑和占反應(yīng)液質(zhì)量0. 01-0. 1% 的鏈轉(zhuǎn)移劑，在40-6(TC下聚合，聚合時間為6-48h，得到一種高溫油井用聚合物緩凝劑；
所述引發(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸銨或偶氮二異丁脒鹽酸鹽；
所述鏈轉(zhuǎn)移劑為甲酸鈉、焦磷酸鈉或亞硫酸氫鈉。 有益效果本發(fā)明提供一種高溫油井用聚合物緩凝劑的制備方法。采用水作為聚 合介質(zhì)，以2-丙烯酰胺-2_甲基丙磺酸(AMPS)、苯乙烯基磺酸和順丁烯二酸為原料，通過自 由基聚合制備聚合物高溫緩凝劑。工藝簡單，產(chǎn)品性質(zhì)穩(wěn)定。并且產(chǎn)品具有優(yōu)異的高溫稠 化性能。當(dāng)緩凝劑使用量為水泥質(zhì)量的3%時，在200°C X 130MPa下，波特蘭G級水泥槳的
3稠化時間為241min(附

圖1)。同時水泥漿的稠化時間同聚合物緩凝劑用量或使用溫度成直 線關(guān)系(附圖2)，實際施工過程中緩凝劑的加量可以預(yù)測，宜于深井及超深井施工操作。
說明書附圖 圖1是波特蘭G級水泥漿在200°C X 130Mpa下的稠化曲線。 圖2是高溫聚合物緩凝劑使用量及使用溫度同水泥漿稠化時間的關(guān)系圖。
具體實施方式

實施例1 在裝有冷凝水、機(jī)械攪拌及氮氣入口的四口反應(yīng)器中，將2-丙烯酰胺-2-甲基丙 磺酸(AMPS)、苯乙烯基磺酸和順丁烯二酸按照摩爾比6 : 1 : 1.5的比例溶解在去離子 水中構(gòu)成反應(yīng)液，其中單體總質(zhì)量濃度為20%，用30wt^的NaOH水溶液調(diào)整反應(yīng)液pH為 5. 5，加入占反應(yīng)液質(zhì)量0. 03%的引發(fā)劑過硫酸鉀和占反應(yīng)液質(zhì)量0. 01 %的鏈轉(zhuǎn)移劑甲酸 鈉，在6(TC下聚合，聚合時間為6h，得到一種高溫油井用聚合物緩凝劑。
實施例2 在裝有冷凝水、機(jī)械攪拌及氮氣入口的四口反應(yīng)瓶中，將2-丙烯酰胺-2-甲基丙 磺酸(AMPS)、苯乙烯基磺酸和順丁烯二酸按照摩爾比6 : 1 : 1.5的比例溶解在去離子水 中，其中總單體占反應(yīng)液重量的30% ，用30wt%的NaOH水溶液調(diào)整反應(yīng)液pH為6，反應(yīng)前 通氮lh以除去體系中的氧氣，升溫至60°C ，加入占反應(yīng)液重量0. 05%的過硫酸銨和占反應(yīng) 液重量O. 05%的甲酸鈉，聚合10h，得到一種高溫油井聚合物緩凝劑；
高溫油井聚合物緩凝劑性能結(jié)果如下 當(dāng)緩凝劑使用量為水泥質(zhì)量的3%時，在200°C X 130MPa下，波特蘭G級水泥漿的 稠化時間為241min。
實施例3 在裝有冷凝水、機(jī)械攪拌及氮氣入口的四口反應(yīng)瓶中，將2-丙烯酰胺-2-甲基丙 磺酸(AMPS)、苯乙烯基磺酸和順丁烯二酸按照摩爾比6 : 1.5 : 3的比例溶解在去離子水 中(其中總單體占反應(yīng)液重量的15% )。反應(yīng)液中滴加質(zhì)量濃度為30wt^的NaOH溶液， 調(diào)整體系pH為6. 5。反應(yīng)前通氮lh以除去體系中的氧氣，升溫至5(TC，加入占反應(yīng)液重量 0. 2%的過硫酸鉀，聚合48h，產(chǎn)物經(jīng)丙酮沉淀，即獲得所述的高溫油井聚合物緩凝劑；
高溫油井聚合物緩凝劑性能結(jié)果如下 當(dāng)緩凝劑使用量為水泥質(zhì)量的3%時，在180°C X120MPa下，波特蘭G級水泥漿的 稠化時間為346min。
實施例4 在裝有冷凝水、機(jī)械攪拌及氮氣入口的四口反應(yīng)瓶中，將2-丙烯酰胺-2-甲基丙 磺酸(AMPS)、苯乙烯基磺酸和順丁烯二酸按照摩爾比6 : 1.5 : 2的比例溶解在去離子水 中(其中總單體占反應(yīng)液重量的25% )。反應(yīng)液中滴加質(zhì)量濃度為30wt^的NaOH溶液， 調(diào)整體系pH為6。反應(yīng)前通氮lh以除去體系中的氧氣，升溫至6(TC，加入占反應(yīng)液重量 0. 15%的過硫酸銨，占反應(yīng)液重量O. 1X的甲酸鈉，聚合6h，產(chǎn)物經(jīng)丙酮沉淀，即獲得所述 的高溫油井聚合物緩凝劑； 高溫油井聚合物緩凝劑性能結(jié)果如下
4
當(dāng)緩凝劑使用量為水泥質(zhì)量的2%時，在150°C X90MPa下，波特蘭G級水泥漿的 稠化時間為391min。
實施例5 在裝有冷凝水、機(jī)械攪拌及氮氣入口的四口反應(yīng)瓶中，將2-丙烯酰胺-2-甲基丙 磺酸(AMPS)、苯乙烯基磺酸和順丁烯二酸按照摩爾比6 : 1 : 3的比例溶解在去離子水中 (其中總單體占反應(yīng)液重量的30% )。反應(yīng)液中滴加質(zhì)量濃度為30wt^的NaOH溶液，調(diào) 整體系pH為5.5。反應(yīng)前通氮lh以除去體系中的氧氣，升溫至5(TC，加入占反應(yīng)液重量 0. 02%的過硫酸銨和占反應(yīng)液重量0. 2%的焦磷酸鈉聚合12h，產(chǎn)物經(jīng)丙酮沉淀，即獲得所 述的高溫油井聚合物緩凝劑；
高溫油井聚合物緩凝劑性能結(jié)果如下 當(dāng)緩凝劑使用量為水泥質(zhì)量的4%時，在200°C X 130MPa下，波特蘭G級水泥漿的 稠化時間為280min。
權(quán)利要求
一種高溫油井用聚合物緩凝劑，其特征在于，其成分和配比范圍如下2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、苯乙烯基磺酸和順丁烯二酸按照摩爾比為6∶1-1.5∶1.5-3。
2. 如權(quán)利要求所述的一種高溫油井用聚合物緩凝劑的制備方法如下在裝有冷凝水、機(jī)械攪拌及氮氣入口的四口反應(yīng)器中，將2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、苯乙烯基磺酸和順丁烯二酸按照摩爾比6 : 1-1.5 : 1.5-3的比例溶解在去離子水中構(gòu)成反應(yīng)液，反應(yīng)液中單體總質(zhì)量濃度為10-30% ，用30wt%的NaOH水溶液調(diào)整反應(yīng)液pH為5. 5-6. 5，加入占反應(yīng)液質(zhì)量0. 03-0. 2%的引發(fā)劑和占反應(yīng)液質(zhì)量0. 01-0. 1%的鏈轉(zhuǎn)移劑，在40-6(TC下聚合，聚合時間為6-48h，得到一種高溫油井用聚合物緩凝劑；所述引發(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸銨或偶氮二異丁脒鹽酸鹽；所述鏈轉(zhuǎn)移劑為甲酸鈉、焦磷酸鈉或亞硫酸氫鈉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高溫油井聚合物緩凝劑及制備方法。該緩凝劑成分和配比范圍如下2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、苯乙烯基磺酸和順丁烯二酸按照摩爾比為6∶1-1.5∶1.5-3。采用溶液聚合方式，以水為聚合介質(zhì)，以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、苯乙烯基磺酸和順丁烯二酸為原料，獲得高溫油井聚合物緩凝劑。所制備的高溫油井聚合物緩凝劑對油井水泥具有優(yōu)異的高溫稠化性能，在使用量為水泥漿質(zhì)量的3％時，在200℃×130MPa條件下，波特蘭G級水泥漿的稠化時間為241min。并且水泥漿的稠化時間同聚合物緩凝劑用量及使用溫度成線性關(guān)系，易于深井及超深井施工操作。
文檔編號C08F222/00GK101735783SQ20091021800
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者劉暢, 安會勇, 張文德, 徐昆, 王丕新, 譚穎 申請人:中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所