專(zhuān)利名稱(chēng)：一種防凍劑及其用于油田固井水泥外加劑水劑的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防凍劑及其用于油田固井水泥外加劑水劑的用途。
背景技術(shù)：
在油田固井過(guò)程中，往往會(huì)加入不同的外加劑以保證固井水泥漿的性能。如加入分散劑，保證水泥漿流變性；加入降失水劑，保證水泥漿濾失量；加入緩凝劑或促凝劑，保證水泥漿的稠化時(shí)間。固井外加劑大都是通過(guò)聚合反應(yīng)得到的高分子化合物或小分子無(wú)機(jī)酸(鹽)，在固井水泥外加劑的應(yīng)用過(guò)程中，大都是以水劑的形式出現(xiàn)。在水劑運(yùn)輸、使用和儲(chǔ)存過(guò)程中，若環(huán)境溫度過(guò)低，會(huì)產(chǎn)生凝固，造成固井施工過(guò)程中運(yùn)輸及使用不便，特別是在冬季較冷的油田地區(qū)尤為嚴(yán)重。因此，需在固井用外加劑水劑中添加防凍組分來(lái)降低其冰點(diǎn)。同時(shí)，由于水泥漿中各種外加劑的摻入，固井用水泥漿體系實(shí)際上是一個(gè)物理及化學(xué)環(huán)境極其復(fù)雜的多元體系，因此，所添加的防凍組分還應(yīng)該具有良好的物理及化學(xué)相容性，同時(shí)，不對(duì)所配制的固井水泥漿及水泥石的性能產(chǎn)生不利影響。目前，通常采用的防凍劑主要有濃鹽型防凍劑以及醇類(lèi)防凍劑。濃鹽型防凍劑通常是NaCl、CaCl2等無(wú)機(jī)鹽的濃溶液，這類(lèi)防凍劑的特點(diǎn)是防凍效果好，降低冰點(diǎn)的效果顯著；醇類(lèi)防凍劑主要包括甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等，這類(lèi)防凍劑的特點(diǎn)是可以通過(guò)改變防凍組分與水的比例，來(lái)達(dá)到所需要的凝點(diǎn)。下面，是目前國(guó)際或國(guó)內(nèi)在防凍劑方面取得的
一些進(jìn)展US 2700653介紹了一種可用于汽車(chē)引擎的防凍液，其主要組分為CaCl2，用于減少汽車(chē)引擎在冬天負(fù)低溫下其內(nèi)部液體結(jié)冰造成的危害。US 6881355介紹了一種防凍液，可用于熱循環(huán)系統(tǒng)如汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)的防凍。所涉及的防凍劑含有磺化后的聚乙二醇、氨基甲酸酯、脂族或芳族胺等。US 2005121646提供一種環(huán)境負(fù)荷小，并且不易腐蝕金屬的防凍液。其中含有丙二醇、碳原子數(shù)為10 12的直鏈脂肪族二羧酸及其鹽或它們的混合物、苯并咪唑及其衍生物或他們的混合物。US2007131898介紹了一種可用于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的改良抗凍組合物。其優(yōu)點(diǎn)在于即使在相對(duì)較低的濃度下、以及當(dāng)與硬水一起使用時(shí)，也具有持久的腐蝕抑制性能。該發(fā)明中抗凍物質(zhì)包括丙二醇、碳原子數(shù)為14 16的羧酸的堿金屬鹽或銨鹽、二巰基噻二唑。JP 20010181762提供了一種能夠防止或抑制金屬腐蝕的內(nèi)燃機(jī)冷卻水系統(tǒng)中的防凍液防凍劑組分包括芳香的一元酸、脂肪的二元酸、脂肪族一元酸、磷酸、乙二醇等。CN101597481公開(kāi)了一種防凍劑，由氯化鈉、木質(zhì)素磺酸鈉等組成。配方合理，能有效地降低混凝土砂漿中水的冰點(diǎn)。EP 2004771提供了一種有效的防凍劑，可用于惡劣溫度條件下的公路、機(jī)場(chǎng)和車(chē)窗等處。防凍劑的組成，包括一個(gè)或多個(gè)金屬氯化物，特別是氯化鈣和氯化鎂，且含有溴(Br—)、碳酸氫根(HCO3-)、硼酸(BO/—)、硅酸鹽(Si03_)、氟(F_)、碘(F)等離子。就目前的研究情況來(lái)看，防凍劑主劑仍然為鹽類(lèi)或醇類(lèi)，且研究的內(nèi)容主要集中在低溫下發(fā)動(dòng)機(jī)、道路等處的防凍，針對(duì)固井外加劑水劑的防凍劑研究的很少，室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明氯離子的存在會(huì)對(duì)水泥石產(chǎn)生腐蝕；同時(shí)，NaClXaCl2等無(wú)機(jī)鹽通常會(huì)影響固井水泥漿的水化規(guī)律，造成水泥漿稠化時(shí)間異常、抗壓強(qiáng)度發(fā)生改變。常用醇類(lèi)防凍劑也會(huì)改變固井水泥漿的水化規(guī)律，如甲醇對(duì)水泥漿具有很強(qiáng)的緩凝作用，能夠極大延長(zhǎng)水泥漿的緩凝時(shí)間；而丙三醇則具有極強(qiáng)的促凝作用，加量很少時(shí)水泥漿即發(fā)生閃凝。因此，需要一種適用于油田固井水泥外加劑水劑的防凍劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種防凍劑用于油田固井水泥外加劑水劑的用途。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于油田固井水泥外加劑水劑的防凍劑。在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種包括a) 20 80重量份的乙醇和b) 10 50重量份的乙二醇的防凍劑用于油田固井水泥外加劑水劑的用途。其中防凍劑還可包括c)5 30重量份的固含量為15%的亞硝酸鈉水溶液。其中防凍劑還可包括d)5 30重量份的固含量為15%的硫氰酸鈉水溶液。其中防凍劑還可包括c)5 30重量份的固含量為15%的亞硝酸鈉水溶液和d)5 30重量份的固含量為15%的硫氰酸鈉水溶液。在本發(fā)明的另一方面，提供了一種由a) 20 80重量份的乙醇和b) 10 50重量份的乙二醇組成的防凍劑用于油田固井水泥外加劑水劑的用途。在本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于油田固井水泥外加劑水劑的防凍劑，包括a) 20 80重量份的乙醇；和b) 10 50重量份的乙二醇。本發(fā)明所提供的防凍劑還可包括c)5 30重量份的固含量為15%的亞硝酸鈉水溶液。本發(fā)明所提供的防凍劑還可包括d) 5 30重量份的固含量為15%的硫氰酸鈉水溶液。本發(fā)明所提供的防凍劑還可包括c)5 30重量份的固含量為15%的亞硝酸鈉水溶液和d)5 30重量份的固含量為15%的硫氰酸鈉水溶液。在本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于油田固井水泥外加劑水劑的防凍劑，其由a) 20 80重量份的乙醇和b) 10 50重量份的乙二醇組成。在將本發(fā)明的防凍劑應(yīng)用于固井水泥外加劑水劑中時(shí)，本發(fā)明的防凍劑的各組分的比例可根據(jù)水劑的性質(zhì)而變化。當(dāng)采用固井用聚羧酸系減水劑為復(fù)配主體的外加劑時(shí)，本發(fā)明的防凍劑可由20 60重量份的乙醇、20 40重量份的乙二醇、5 25重量份的固含量為15%的亞硝酸鈉水溶液及5 25重量份的固含量為15%的硫氰酸鈉水溶液組成。對(duì)于其他固井水泥外加劑水劑，根據(jù)合成單體、固含量等理化性質(zhì)的不同，本發(fā)明的防凍劑可由20 80重量份的乙醇、10 50重量份的乙二醇、0 30重量份的固含量為15%的亞硝酸鈉水溶液及0 30重量份的固含量為15%的硫氰酸鈉水溶液組成。在應(yīng)用本發(fā)明的防凍劑時(shí)，防凍劑的應(yīng)用量通常為固井水泥外加劑水劑質(zhì)量的10% 40%。
本發(fā)明所提供的防凍劑，不含甲醇，不會(huì)對(duì)水泥漿稠化造成影響，不含帶有氯根的鹽類(lèi)，因此避免了對(duì)水泥石造成腐蝕的潛在可能。本發(fā)明的防凍劑能夠有效地降低固井過(guò)程中所用外加劑水劑的凝點(diǎn)；在較寬的PH值范圍內(nèi)有效；具有優(yōu)異的物理及化學(xué)相容性；同時(shí)對(duì)固井水泥漿體系的流變性有一定的改善，對(duì)抗壓強(qiáng)度、稠化時(shí)間等重要性能無(wú)不利影響，對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式通過(guò)下面的實(shí)施例進(jìn)一步闡述了本發(fā)明，但以下實(shí)施例僅為示例，并非用以限定本發(fā)明，本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求界定。以下實(shí)施例中用到的各物質(zhì)，除非特別說(shuō)明，否則均為市售的。實(shí)施例I按以下重量份混合各組分來(lái)制備本發(fā)明的防凍劑a)乙醇35重量份；b)乙二醇35重量份；c)固含量為15%的亞硝酸鈉水溶液15重量份；d固含量為15%的硫氰酸鈉水溶液15重量份性能評(píng)價(jià)在下面，將在該實(shí)施例I中制備的防凍劑添加到固井水泥外加劑水劑產(chǎn)品中，對(duì)防凍劑進(jìn)行性能評(píng)價(jià)。按照表2中的配方配制水泥漿A、B、C和D。固井水泥外加劑水劑產(chǎn)品主要組分油田固井用聚羧酸系減水劑PC-F42L(可參見(jiàn)中國(guó)專(zhuān)利201110071969.4中所公開(kāi)的)，固含量23%。防凍劑添加量，視需要為水劑質(zhì)量的15%或30%。在表I和表2中分別示出水劑產(chǎn)品凝點(diǎn)和水泥漿的性能。表I防凍劑加入后對(duì)PC-F42L凝點(diǎn)的影響
_未添加防凍劑防凍劑添加量15% 防凍劑添加量30%
0033 PC-F42L 凝點(diǎn)(V )_-I_-U_-22_ 從表I數(shù)據(jù)可看出，添加防凍劑后，使PC-F42L凝點(diǎn)顯著降低。表2防凍劑加入后對(duì)水泥漿性能的影響
權(quán)利要求
1.一種包括a) 20 80重量份的乙醇和b) 10 50重量份的乙二醇的防凍劑用于油田固井水泥外加劑水劑的用途。
2.如權(quán)利要求I所述的用途,其中所述防凍劑包括a)20 60重量份的乙醇和b) 20 40重量份的乙二醇。
3.如權(quán)利要求I所述的用途，其中所述防凍劑還包括c)5 30重量份的固含量為15%的亞硝酸鈉水溶液和/或d)5 30重量份的固含量為15%的硫氰酸鈉水溶液。
4.如權(quán)利要求2所述的用途，其中所述防凍劑還包括c)5 25重量份的固含量為15%的亞硝酸鈉水溶液和d)5 25重量份的固含量為15%的硫氰酸鈉水溶液。
5.如權(quán)利要求4所述的用途，其中所述油田固井水泥外加劑水劑包括聚羧酸系減水劑。
6.一種由a) 20 80重量份的乙醇和b) 10 50重量份的乙二醇組成的防凍劑用于油田固井水泥外加劑水劑的用途。
7.一種用于油田固井水泥外加劑水劑的防凍劑，包括 a) 20 80重量份的乙醇；和b) 10 50重量份的乙二醇。
8.如權(quán)利要求7所述的防凍劑，還包括 c)5 30重量份的固含量為15%的亞硝酸鈉水溶液和/或5 30重量份的固含量為15%的硫氰酸鈉水溶液。
9.一種用于油田固井水泥外加劑水劑的防凍劑，其由a) 20 80重量份的乙醇和b) 10 50重量份的乙二醇組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防凍劑用于油田固井水泥外加劑水劑的用途。該防凍劑包括a)20～80重量份的乙醇和b)10～50重量份的乙二醇。該防凍劑還可以包括c)5～30重量份的固含量為15％的亞硝酸鈉水溶液和/或d)5～30重量份的固含量為15％的硫氰酸鈉水溶液。本發(fā)明的防凍劑能夠有效地降低固井過(guò)程中所用外加劑水劑的冰點(diǎn)；在較寬的pH值范圍內(nèi)有效；具有優(yōu)異的物理及化學(xué)相容性；同時(shí)對(duì)固井水泥漿體系的流變性有一定的改善，對(duì)抗壓強(qiáng)度、稠化時(shí)間等重要性能無(wú)不利影響，對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C09K8/467GK102618233SQ201210070919
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月16日
發(fā)明者馮克滿, 張 浩, 王永松, 符軍放, 趙琥, 陳凡斌 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海油田服務(wù)股份有限公司