專利名稱：一種水泥漿降濾失劑的制造方法
技術領域：
本發(fā)明屬于高聚物改性領域。采用天然多糖高分子化合物或其衍生物與乙烯類單體進行共聚反應，制得的接枝共聚產物主要用于油、氣田固井水泥漿中作為降濾失劑。
在油、氣田鉆井過程中和鉆井結束后，通常要將套管插入井內，并在套管和井壁的環(huán)形空間灌注水泥，以達到鞏固井壁和封隔地層的目的，這種過程稱為固井。在固井注水泥過程中，為防止濾液漏失，保證固井順利進行，需要在水泥漿中加入降濾失劑。目前采用的降濾失劑多為纖維素醚類，如羥乙基纖維素(Lee F.Mckenzie，Oil and Gas J.，Dec.12，75，1983)和羧甲基羥乙基纖維素(U.S.4，433，731;U.S.4，466，837)這類降濾失劑常引起水泥漿粘度增加，使用時需加入較多的分散劑，降濾失效果也不理想。對于多糖高分子化合物或其衍生物與乙烯類單體的接枝共聚反應，以往的實驗研究(H.Pledger JR.，J.Macromol.Sci-Chem，A22(4)，415，1985;D.S.Sood，J.Macromol.Sci-Chem，A22(3)，263，1985;Bent Ranby，Polymer Bulletin 5，87，1981;CN 85109462A)主要用作吸濕(水)劑等，未見用于油、氣田開發(fā)中的降濾失劑。這類接枝共聚反應需要精制原料和單體，在原料和單體中除去雜質和阻聚劑，然后在惰性氣體N2或CO2的保護下進行接枝共聚反應。這種方法給工業(yè)生產帶來不便，使設備增多，能源和單體的損耗增大，導致成本增加。
本發(fā)明的目的是采用簡單的接枝共聚方法，在空氣存在下，直接用市售的多糖高分子化合物或其衍生物和乙烯類單體進行接枝共聚反應制造多糖高分子接枝共聚物。
本發(fā)明的任務是利用上述接枝共聚產物作為固井水泥漿降濾失劑，其降濾失性和分散性均好，無增稠現(xiàn)象，可解決一般纖維素醚類用作降濾失劑時，使水泥漿增稠和降濾失效果不佳等問題。
本發(fā)明提供的水泥漿降濾失劑的制造方法是1.可選用市售多糖高分子化合物或其衍生物與含阻聚劑0.1%以下的乙烯類單體用過硫酸鹽、Mn+3或Mn+7作引發(fā)劑，在空氣中氧存在下進行共聚反應制造多糖高分子接枝共聚物。
2.反應溫度25～65℃，反應時間1-5小時。
3.在酸性條件下，用離心分離法測定接枝率，用溴加成法測定單體轉化率。
本發(fā)明提供的水泥漿降濾失劑的制造方法所用起始原料的配方組分(按重量計)為多糖高分子化合物或其衍生物(可用淀粉、纖維素、羧甲基淀粉和羧甲基纖維素)100份接枝單體(可用丙烯酸，甲基丙烯酸，丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，苯乙烯，醋酸乙烯和丙烯腈等一種或一種以上的混合物)30-600份引發(fā)劑(可用過硫酸鹽，Mn+3和Mn+7) 0.5-6份水(可用無離子水)400-3000份按上述配方組分稱量，將市售的多糖高分子化合物或其衍生物溶于水中，加入接枝單體和引發(fā)劑，所用引發(fā)劑的分解溫度范圍可根據體系內反應物的活性大小采用不同的反應溫度和反應時間，常用溫度為25-65℃，反應時間為1-5小時。反應物中乙烯類單體與多糖高分子化合物或其衍生物的重量比為30-600%，單體和多糖高分子化合物或其衍生物與水的重量比為5-50%，引發(fā)劑用量為多糖高分子化合物或其衍生物和單體總量的0.2-3%，在空氣中氧存在下進行共聚反應制造多糖高分子接枝共聚物。
制得的接枝共聚產物用作水泥漿降濾失劑的性能如表1所示。
表1 接枝共聚產物對水泥漿性能的影響＊
＊其中流變參數用ZNN-D6型六速旋轉粘度計測定。析水、失水和抗壓強度按API規(guī)范10要求進行測定，接枝共聚產物加入量以水泥計。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點1.生產工藝簡單，無需排除系統(tǒng)內空氣中的氧，接枝率可達80%以上。
2.反應速度快，本接枝共聚反應40分鐘，單體的轉化率可達90%以上。
3.本發(fā)明接枝共聚方法制造的多糖高分子接枝共聚產物用作水泥漿降濾失劑的降濾失性能優(yōu)良，具有較好的分散性，無需加入分散劑，水泥漿也具有較好的流變性。
4.成本低，它是當前油、氣田固井水泥漿中較為理想的降濾失劑。
實施例1.在帶有電動攪拌的三頸瓶中，加入40克可溶性淀粉溶于300ml無離子水中，再加入丙烯酸70克，甲基丙烯酸甲酯10克(所用單體和原料未經除去阻聚劑和雜質)，在空氣存在下，溫度為45℃時加入2%(以反應物總重量計)的高錳酸鉀，反應60分鐘后取出溶液，按前述方法測定轉化率為95.6%，接枝率61.8%，所得接枝共聚產物經中和后即可用作水泥漿降濾失劑。
2.在實例1裝置中加入20克取代度為0.2以上的羧甲基淀粉，溶于300ml無離子水中，再加入丙烯酰胺75克，苯乙烯5克在空氣存在下，溫度為60℃時加入2%(以反應物總重量計)的過硫酸鉀，反應四小時后取出溶液，按實施例1的方法處理并分析，轉化率為96.8%，接枝率為81.2%。所得產物性能與實施1接近。
3.在實例1裝置中加入20克取代度為0.3以上的羧甲基纖維素20克，溶于300毫升無離子水中，再加入甲基丙烯酸75克，醋酸乙烯5克，引發(fā)劑Mn+7換成Mn+3其余條件不變，所得產物性能、單體轉化率、接枝率與實例1非常接近。
權利要求
1.一種水泥漿降濾失劑的制造方法其特征在于(1)可選用市售多糖高分子化合物或其衍生物與含阻聚劑0.1%以下的乙烯類單體用過硫酸鹽，Mn+8或Mn+7作引發(fā)劑，在空氣中氧存在下進行共聚反應制造多糖高分子接枝共聚物。(2)反應溫度25～65℃，反應時間1～5小時。(3)在酸性條件下離心分離測定接枝率，用溴加成法測定單體轉化率。
2.按照權利要求1所述降濾失劑的制造方法其特征在于該方法所用起始原料的配方組分(按重量計)為多糖高分子化合物或其衍生物100份接枝單體30-600份引發(fā)劑0.5-6份水400-3000份最佳配方組分(按重量計)為多糖高分子化合物或其衍生物100份接枝單體200份引發(fā)劑2份水900份
3.按照權利要求1，2所述接枝共聚物其特征在于該共聚物的起始原料的多糖高分子化合物或其衍生物為淀粉、羧甲基淀粉、纖維素和羧甲基纖維素。
4.按照權利要求1，2所述接枝共聚物其特征在于該共聚物的起始原料的接枝單體為丙烯酸，甲基丙烯酸，丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，苯乙烯，醋酸乙烯和丙烯腈等一種或一種以上的混合物。
5.按照權利要求1，2所述接枝共聚物其特征在于該共聚物的起始原料的引發(fā)劑為過硫酸鹽，Mn+3和Mn+7。
6.按照權利要求1，2所述接枝共聚物其特征在于該共聚產物用作水泥漿降濾失劑。
全文摘要
一種水泥漿降濾失劑是以多糖高分子化合物或其衍生物與乙烯類單體用過硫酸鹽、Mn
文檔編號C08F251/00GK1045587SQ8910587
公開日1990年9月26日 申請日期1989年3月17日 優(yōu)先權日1989年3月17日
發(fā)明者胡俊明, 徐僖, 沈埜, 解伯壽, 鄭明光, 孟繼忠 申請人:成都科技大學