專利名稱：一種用磁化水制作的耐高溫油井水泥緩凝劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混凝土外加劑制作的技術(shù)領(lǐng)域，具體的講是涉及一種用磁化水制作的耐高溫油井水泥緩凝劑。
背景技術(shù)：
隨著油田勘探開發(fā)技術(shù)的不斷深入和鉆井技術(shù)的發(fā)展，許多油氣井的井深增加， 井底的穩(wěn)定增高。隨著溫度的升高，水泥的水化速度也隨之加快，這就要求緩凝劑在高溫下能夠減緩水泥漿的水化速度，延長稠化時間，同時又不會對水泥漿的綜合性能產(chǎn)生影響，保證固井施工充足的時間和良好的固井質(zhì)量。現(xiàn)在普遍使用的緩凝劑均存在問題，有的使用的溫度范圍較窄，有的雖然使用的溫度范圍較寬，但是對水泥的失水性，泥漿的強(qiáng)度的性能有一定不良的影響。這是目前迫切需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于已有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種用磁化水制作的耐高溫油井水泥緩凝劑。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案主要是采用以下方法制備所用單體原料2-羥基乙烷二甲叉膦酸及其可溶性鹽類、檸檬酸和水化硅酸鈣。制備方法首先配制各單體溶液，2-羥基乙烷二甲叉膦酸及其可溶性鹽類、檸檬酸、水化硅酸鈣和磁化水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為2. 5 5.0 0. 5 1 0.1 0.2 4.0 6.0。 首先開啟循環(huán)泵使反應(yīng)所需的水經(jīng)過強(qiáng)度為5000-8000高斯的磁場進(jìn)行磁化處理，得到反映所需的磁化水，將水按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比通入攪拌器中，之后向攪拌器中按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比加入檸檬酸和水化硅酸鈣，攪拌6 12分鐘，使檸檬酸和水化硅酸鈣充分溶解在磁化水中。再按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比加入2-羥基乙烷二甲叉膦酸及其可溶性鹽類，攪拌20 30分鐘，得到無色或黃色的溶液。將溶液通入反應(yīng)釜中，通入氮氣，水浴加熱到60 85°C，同時向溶液中滴加引發(fā)劑進(jìn)行共聚反應(yīng)，反應(yīng)2 4. 5小時，將反應(yīng)后的溶液過濾，在溫度為30 40°C時，用氫氧化鈉等堿性物質(zhì)將PH值調(diào)制為6. 5 7. 5，制得耐高溫油井水泥緩凝劑。所述水化硅酸鈣是由鈣質(zhì)材料、硅質(zhì)材料和水制成，其中鈣質(zhì)材料與硅質(zhì)材料的重量比為1.3 1.9 1，水的重量以鈣質(zhì)材料和硅質(zhì)材料的總重量比為2. 5 5 1。所述磁化處理是讓混合溶液通過磁化水機(jī)，所述磁化水機(jī)是利用電子設(shè)備通過 220伏50Hz電源，產(chǎn)生頻率2M以上的高頻電場，使水通過電場的作用，發(fā)生物理變化，是用高頻電流在一組或多組線圈中產(chǎn)生交變磁場，將該交變磁場導(dǎo)入水管中，對水管內(nèi)的水進(jìn)行磁化處理來達(dá)到磁化飲用水的電子裝置。所述引發(fā)劑為過硫酸鹽類水溶性較好的自由基型引發(fā)劑，包括過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀等，其加入量為為單體總量的0. 3% 1. 0% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))。所述的引發(fā)劑分兩次加入以得到較高的轉(zhuǎn)化率，第一次在單體溶液混合是采用連續(xù)滴加的方式加入占總量20 35%的引發(fā)劑；剩余的引發(fā)劑在共聚反應(yīng)反應(yīng)后期全部加入。第一次滴加時間為0. 1 0. 3小時，第二次滴加時間為2 3小時。所述共聚反應(yīng)的溫度可為80°C 100°C，時間為3. 0 6. 0小時。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出優(yōu)點和積極效果1、采用在反應(yīng)釜中加入磁化水，通入氮氣水浴加熱到60 85°C，然后向水同時向溶液中滴加引發(fā)劑進(jìn)行共聚反應(yīng)，反應(yīng)2 4. 5小時，過濾，在溫度為30 40°C時，用氫氧化鈉等堿性物質(zhì)將PH值調(diào)制為6. 5 7. 5，制得耐高溫油井水泥緩凝，工藝合理、操作簡單。2、所述引發(fā)劑分兩次加入，此種引發(fā)劑加入方式比一次加入引發(fā)劑所得體系粘度變小。3、反應(yīng)中所需的水經(jīng)過磁化作用，使得水中自由活動的離子少且表面張力減小， 使得聚合反應(yīng)進(jìn)行得更充分，生成的聚羧酸系高效減水劑數(shù)量增加，因此，該減水劑的工作性能得以提高。4、所述磁化水機(jī)構(gòu)造簡單，安裝方便，用電量小。5、本發(fā)明的用磁化水制作的耐高溫油井水泥緩凝劑，它的適用溫度范圍廣泛，緩凝劑配制水泥漿的稠化時間睡溫度的增加呈單調(diào)變化，同一溫度稠化時間和緩凝劑的使用量成正比，稠化度容易控制，并且對泥漿的失水，強(qiáng)度等性能沒有影響。
具體實施例方式實施例1 配制各單體溶液，2-羥基乙烷二甲叉膦酸及其可溶性鹽類、檸檬酸、水化硅酸鈣和磁化水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為2. 5 0. 5 0. 1 4.0，首先開啟循環(huán)泵使反應(yīng)所需的水經(jīng)過強(qiáng)度為5000-8000高斯的磁場進(jìn)行磁化處理，得到反映所需的磁化水，將磁化水按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比通入攪拌器中，之后向攪拌器中按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比添加檸檬酸和水化硅酸鈣，攪拌6分鐘，使檸檬酸和水化硅酸鈣充分溶姐在磁化水中，再按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比加入2-羥基乙烷二甲叉膦酸及其可溶性鹽類，攪拌20分鐘，得到無色或黃色的溶液，將溶液通入反應(yīng)釜中，通入氮氣， 水浴加熱到60°C，同時向溶液中滴加引發(fā)劑進(jìn)行共聚反應(yīng)，反應(yīng)2小時，將反應(yīng)后的溶液過濾，在溫度為30°C時，用氫氧化鈉等堿性物質(zhì)將PH值調(diào)制為6. 5，制得耐高溫油井水泥緩凝劑。實施例2 配制各單體溶液，2-羥基乙烷二甲叉膦酸及其可溶性鹽類、檸檬酸、水化硅酸鈣和磁化水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為4.0 0.75 0. 15 5.0，首先開啟循環(huán)泵使反應(yīng)所需的水經(jīng)過強(qiáng)度為5000-8000高斯的磁場進(jìn)行磁化處理，得到反映所需的磁化水，將磁化水按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比通入攪拌器中，之后向攪拌器中按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比添加檸檬酸和水化硅酸鈣，攪拌12分鐘，使檸檬酸和水化硅酸鈣充分溶姐在磁化水中，再按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比加入2-羥基乙烷二甲叉膦酸及其可溶性鹽類，攪拌30分鐘，得到無色或黃色的溶液，將溶液通入反應(yīng)釜中，通入氮氣，水浴加熱到85°C，同時向溶液中滴加引發(fā)劑進(jìn)行共聚反應(yīng)，反應(yīng)4. 5小時，將反應(yīng)后的溶液過濾，在溫度為45°C時，用氫氧化鈉等堿性物質(zhì)將PH值調(diào)制為7. 5，制得耐高溫油井水泥緩凝劑。實施例3 配制各單體溶液，2-羥基乙烷二甲叉膦酸及其可溶性鹽類、檸檬酸、水化硅酸鈣和磁化水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為3.0 1.0 0.2 6.0，首先開啟循環(huán)泵使反應(yīng)所需的水經(jīng)過強(qiáng)度為5000-8000高斯的磁場進(jìn)行磁化處理，得到反映所需的磁化水，將磁化水按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比通入攪拌器中，之后向攪拌器中按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比添加檸檬酸和水化硅酸鈣，攪拌10分鐘，使檸檬酸和水化硅酸鈣充分溶姐在磁化水中，再按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比加入2-羥基乙烷二甲叉膦酸及其可溶性鹽類，攪拌25分鐘，得到無色或黃色的溶液，將溶液通入反應(yīng)釜中，通入氮氣， 水浴加熱到73°C，同時向溶液中滴加引發(fā)劑進(jìn)行共聚反應(yīng)，反應(yīng)3. 5小時，將反應(yīng)后的溶液過濾，在溫度為35°C時，用氫氧化鈉等堿性物質(zhì)將PH值調(diào)制為7，制得耐高溫油井水泥緩凝劑。 本發(fā)明不局限于上述實施例，在實際應(yīng)用中，可根據(jù)對用磁化水制作的耐高溫油井水泥緩凝劑的不同方面需求，選擇上述實施例中的不同配比，或除上述實施例以外的不同配比，但均不以任何形式限制本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用磁化水制作的耐高溫油井水泥緩凝劑，其特征在于所用單體原料2-羥基乙烷二甲叉膦酸及其可溶性鹽類、檸檬酸和水化硅酸鈣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用磁化水制作的耐高溫油井水泥緩凝劑，其特征在于 所用單體原料2-羥基乙烷二甲叉膦酸及其可溶性鹽類、檸檬酸、水化硅酸鈣和磁化水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為2. 5 5. 0 0. 5 1 0.1 0.2 4. 0 6. 0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用磁化水制作的耐高溫油井水泥緩凝劑，其特征在于 首先開啟循環(huán)泵使反應(yīng)所需的水經(jīng)過強(qiáng)度為5000-8000高斯的磁場進(jìn)行磁化處理，通入攪拌器中，之后向攪拌器中加入檸檬酸和水化硅酸鈣，攪拌6 12分鐘，加入2-羥基乙烷二甲叉膦酸及其可溶性鹽類，攪拌20 30分鐘，得到無色或黃色的溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用磁化水制作的耐高溫油井水泥緩凝劑，其特征在于 將溶液通入反應(yīng)釜中，通入氮氣，水浴加熱到60 85°C，同時向溶液中滴加引發(fā)劑進(jìn)行共聚反應(yīng)，反應(yīng)2 4. 5小時，過濾，在溫度為30 40°C時，用氫氧化鈉等堿性物質(zhì)將PH值調(diào)制為6. 5 7. 5。
全文摘要
一種用磁化水制作的耐高溫油井水泥緩凝劑，所用單體原料及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為2-羥基乙烷二甲叉膦酸及其可溶性鹽類∶檸檬酸∶水化硅酸鈣∶磁化水為2.5～5.0∶0.5～1∶0.1～0.2∶4.0～6.0。本發(fā)明的用磁化水制作的耐高溫油井水泥緩凝劑，它的適用溫度范圍廣泛，緩凝劑配制水泥漿的稠化時間睡溫度的增加呈單調(diào)變化，同一溫度稠化時間和緩凝劑的使用量成正比，稠化度容易控制，并且對泥漿的失水，強(qiáng)度等性能沒有影響。
文檔編號C09K8/467GK102485829SQ20101057526
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者宮世全, 宮振鑫 申請人:大連市銘源全科技開發(fā)有限公司