本發明涉及油氣井固井外加劑，特別涉及一種懸浮穩定型粉體降失水劑及其制備方法。

背景技術：

1、固井水泥漿技術取得了長足的進展，現階段180℃以內的高溫水泥漿體系相對成熟，然而200℃以上的水泥漿體系沉降穩定性不易保證，固井過程中會產生游離液和顆粒沉降，極易造成橋堵或竄槽，并且井下不同位置的水泥漿柱存在密度差異，會影響水泥石的均一性以及后期的強度發展，危害著固井作業安全并降低固井質量。

2、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(amps)共聚物類降失水劑因具有良好的抗溫耐鹽特性而普遍用于高溫固井，然而該類共聚物中磺酸基、羧基等陰離子基團的存在使其具有高溫分散性強的缺點，對水泥漿的沉降穩定性產生不利影響。此外，液體降失水劑產品遇到炎熱天氣施工時保質期短，易發生霉變或降解，嚴重影響產品的綜合性能；遇到冬季寒冷天氣施工時易引起粘度增加甚至失去流動性，影響產品的正常使用。因此，開發一種懸浮穩定型粉體降失水劑具有重要意義。

技術實現思路

1、本發明的目的是提供一種適用溫度可達240℃，并在240℃下超高溫水泥漿的api失水量可控制在40ml以內的懸浮穩定型粉體降失水劑。

2、本發明的另一目的是提供一種上述懸浮穩定型粉體降失水劑的制備方法。

3、為此，本發明技術方案如下：

4、一種懸浮穩定型粉體降失水劑，其為聚合物體系和改性助劑的復合物；其中，聚合物體系由以質量分數計由以質量分數計的60％～80％單體a、15％～30％單體b和5％～10％單體c在含有層狀硅酸鹽粘土的反應體系中共聚而成；單體a為2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉、對苯乙烯磺酸鈉或3-烯丙氧基-2-羥基-1-丙磺酸鈉；單體b為4-丙烯酰嗎啉、n,n-二甲基丙烯酰胺或n,n-二乙基丙烯酰胺；單體c為甲基丙烯酸、馬來酸、丁烯酸或富馬酸；層狀硅酸鹽粘土的加量為單體a、單體b和單體c的總重量的10％～20％；改性助劑為改性助劑a、改性助劑b和改性助劑c的混合物；改性助劑a為溫輪膠、定優膠中至少一種；改性助劑b為磺化酚醛樹脂、鋰皂石粉中至少一種，改性助劑c為石灰石粉、白云石粉、酸洗石英砂中至少一種。

5、在該懸浮穩定型粉體降失水劑中，向共聚物體系中引入層狀硅酸鹽粘土的目的是通過靜電吸附作用與離子間絡合作用使層狀硅酸鹽粘土吸附聚合物形成復合粒子，使復合粒子同時具備層狀硅酸鹽粘土的觸變性網架結構，進而在以聚合物作為橋梁吸附在水泥顆粒表面的同時，復合粒子通過觸變性網架結構承托水泥微粒而起到懸浮穩定作用；而向共聚物體系中引入將改性助劑則是利用不同改性助劑之間的復配一方面通過提高觸變增粘能力提升降失水劑的高溫懸浮穩定效果，另一方面則是有利于調整期加量精準度，進而保證配制得到的降失水劑體系的懸浮穩定性能穩定。

6、優選，層狀硅酸鹽粘土為埃洛石粘土、綠泥石粘土、蒙脫石粘土、伊利石粘土中至少一種。

7、優選，改性助劑a、改性助劑b和改性助劑c的重量比為2:(1～2):(4～5)。

8、優選，聚合物體系粉末與改性助劑的重量比為2:8。

9、一種上述懸浮穩定型粉體降失水劑的制備方法，步驟如下：

10、s1、將10份～30份共聚單體溶于70份～90份水中攪拌均勻，再加入占共聚單體總重量10％～20％的層狀硅酸鹽粘土和0.1％～1％的引發劑過硫酸銨，在60℃～85℃反應2h～5h，得到聚合物體系；

11、s2、將聚合物體系干燥并粉碎成粉末，將改性助劑與聚合物體系混拌均勻，即得懸浮穩定型粉體降失水劑。

12、與現有技術相比，該懸浮穩定型粉體降失水劑通過在聚合物體系中引入層狀硅酸鹽粘土，并將聚合物體系與改性助劑復合實現協同增效制備而成，以實現抵消并改善降失水劑的高溫分散性，起到懸浮穩定作用，其適用溫度可達240℃，240℃下超高溫水泥漿的api失水量可控制在40ml以內，且沉降穩定性好。

技術特征：

1.一種懸浮穩定型粉體降失水劑，其特征在于，其為聚合物體系和改性助劑的復合物；其中，聚合物體系由以質量分數計由以質量分數計的60％～80％單體a、15％～30％單體b和5％～10％單體c在含有層狀硅酸鹽粘土的反應體系中共聚而成；單體a為2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉、對苯乙烯磺酸鈉或3-烯丙氧基-2-羥基-1-丙磺酸鈉；單體b為4-丙烯酰嗎啉、n,n-二甲基丙烯酰胺或n,n-二乙基丙烯酰胺；單體c為甲基丙烯酸、馬來酸、丁烯酸或富馬酸；層狀硅酸鹽粘土的加量為單體a、單體b和單體c的總重量的10％～20％；改性助劑為改性助劑a、改性助劑b和改性助劑c的混合物；改性助劑a為溫輪膠、定優膠中至少一種；改性助劑b為磺化酚醛樹脂、鋰皂石粉中至少一種，改性助劑c為石灰石粉、白云石粉、酸洗石英砂中至少一種。

2.根據權利要求1所述的懸浮穩定型粉體降失水劑，其特征在于，層狀硅酸鹽粘土為埃洛石粘土、綠泥石粘土、蒙脫石粘土、伊利石粘土中至少一種。

3.根據權利要求1所述的懸浮穩定型粉體降失水劑，其特征在于，改性助劑a、改性助劑b和改性助劑c的重量比為2:(1～2):(4～5)。

4.根據權利要求1所述的懸浮穩定型粉體降失水劑，其特征在于，聚合物體系粉末與改性助劑的重量比為2:8。

5.一種根據權利要求1～4中任一項所述的懸浮穩定型粉體降失水劑的制備方法，其特征在于，步驟如下：

技術總結
本發明公開了一種懸浮穩定型粉體降失水劑及其制備方法，降失水劑為聚合物體系和改性助劑的復合物；聚合物體系由單體A、單體B和單體C在含有層狀硅酸鹽粘土的反應體系中共聚而成；單體A為2?丙烯酰胺基?2?甲基丙磺酸鈉、對苯乙烯磺酸鈉或3?烯丙氧基?2?羥基?1?丙磺酸鈉；單體B為4?丙烯酰嗎啉、N,N?二甲基丙烯酰胺或N,N?二乙基丙烯酰胺；單體C為甲基丙烯酸、馬來酸、丁烯酸或富馬酸；改性助劑包括改性助劑A、改性助劑B和改性助劑C；改性助劑A為溫輪膠和/或定優膠；改性助劑B為磺化酚醛樹脂和/或鋰皂石粉，改性助劑C為石灰石粉、白云石粉、酸洗石英砂中至少一種；該降失水劑制備方法簡單，且有效改善水泥漿的沉降穩定性，耐溫240℃，API失水量小。

技術研發人員：凌勇,劉文明,齊奔,于倩倩,王兵,許藝馨,李小林,馬如然,宗勇,劉自茹,商曉陽
受保護的技術使用者：中國石油集團渤海鉆探工程有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/3/20