【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气开发中固井材料，尤其涉及固井外加剂，具体涉及一种超深井耐高温固井水泥用缓凝剂及其制备方法、应用。
技术介绍
1、随着油气资源的需求不断增加，浅中地层的油气资源开采储量不断减少，油气资源开采方向已逐步转移至深层或超深层的油气资源。深部地层的油气开发对钻井工程提出了较大的考验，其中对固井工程更是提出严峻考验，伴随着油气井井深增加，其带来的高温、高压、高含硫等复杂问题更是对固井技术带来巨大挑战。深部高温地层固井作业期间，水泥浆的稠化时间对固井施工有着关键的作用，若浆体稠化时间太短，有可能导致固井施工中断，出现“灌香肠”等重大事故，增加后期修井等额外费用，甚至导致油气井报废，造成巨大的经济损失，因此良好的稠化时间工作性能对保证固井顺利施工有巨大的作用。
2、固井水泥用缓凝剂的主要作用就是可有效的延长水泥浆的液态状态，使其可满足现场固井施工作业的需求。良好的缓凝剂还应与油井水泥之间有较好的适配性，且不影响固井浆体的其他性能，尤其是不能引起浆体增稠流动变差，或较大影响水泥石的强度发育等。目前，国内外油井水泥数缓凝剂种类繁多，其中主要包括木质素磺酸盐类、单宁酸及其磺甲盐类、羟基羧酸及其盐类、糖类化合物、纤维素衍生物、磷酸盐类和无机化合物等，传统缓凝剂中多以其结构中的阴离子官能团起主要作用，该类缓凝剂具备较强的亲水性，且会对水泥石的力学性能造成一定的负面影响；在高温或超高温度下时，又会引起缓凝剂自身水解，导致缓凝效果减弱，以致需要额外增加过量缓凝剂才能产生作用，带来额外的安全风险与成本。
3、现有技术中
4、现有研究中，深部地层固井缓凝剂的耐高温、稠化时间、浆体流变性能和水泥石的力学性能等方面取得了一定的成效，但针对超高温、超深复杂地层，尤其是针对万米深井重大难度的固井施工作业方面仍存在一定的困难。为此，本专利技术主要提供一种超深井耐高温固井缓凝剂，以复配、改性等物理化学方法制备了高温固井缓凝剂，避免对水泥石的力学性能造成较大影响的前提下，实现了在超深井中固井水泥浆良好的稠化时间，使其满足油气开发新形势下的超高温固井需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种超深井耐高温固井水泥用缓凝剂，可针对深井、超深井和万米深井等深部地层高温高压的地层环境中，能实现高温环境下固井水泥的稠化时间延长，且不对硬化后的水泥石造成较大的力学性能影响，从而实现超深井中高温环境下固井水泥浆优良的工程性能，保证固井施工作业的顺利进行。
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、一种超深井耐高温油井水泥用缓凝剂，按重量百分比计包括下述组分：
4、羟基亚乙基二磷酸二钠 30-40%；
5、二亚乙基三胺五乙酸五钠 20-30%；
6、磷酸二氢钾 5-10%；
7、酒石酸钾钠 10-20%；
8、改性多酚类多元聚合物 15-25%。
9、优选的，所述改性多酚类多元聚合物由改性多酚类复合物、衣康酸、对苯乙烯磺酸钠、乙烯基磷酸按照15:9:5:2的比例配比制备而成。
10、优选的，所述改性多酚类多元聚合物通过下述制备方法制得：
11、a、先将15份改性多酚类复合物加入至100份去离子水中搅拌均匀后，再将9份衣康酸、5份对苯乙烯磺酸钠和2份乙烯基磷酸加入其中，并将其搅拌均匀，加入碱液调节反应溶液ph值至5-6，得到混合反应溶液；
12、b、再向混合反应溶液中通入氮气，排出其他气体，使混合反应溶液处于氮气氛围环境下；
13、c、再将步骤b中的混合反应溶液升温至60-65℃后进行保温，控制转速为300±50rpm/min，加入引发剂后搅拌5h，其引发剂是过硫酸钾与亚硫酸钠摩尔质量比为1:1复配而成，引发剂加入总量为混合反应溶液总质量的0.5-0.8%；
14、d、反应结束后，自然冷却，冷冻干燥得到固态产物，破碎研磨后便得到改性多酚类多元聚合物。
15、优选的，步骤a中，采用浓度为20%的naoh调节反应溶液的ph值，并采用滴加方式加入碱液。
16、优选的，步骤b中，引发剂以5ml/min的滴加速率加入至混合反应溶液中。
17、优选的，改性多酚类复合物由磺化改性茶叶多酚35-50%、磺化改性桉叶多酚25-40%和磺化改性樟叶多酚15-30%混合复配而成。
18、一种超深井耐高温油井水泥用缓凝剂的制备方法，按前述配方取原料羟基亚乙基二磷酸二钠、二亚乙基三胺五乙酸五钠、磷酸二氢钾、酒石酸钾钠、改性多酚类多元聚合物，混合均匀后得到超深井耐高温油井水泥用缓凝剂。
19、进一步的，本专利技术所制备的超深井耐高温油井水泥用缓凝剂在适用于地层温度高达250℃固井条件下的固井水泥浆中的应用。
20、本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
21、一、本专利技术中，制备超深井耐高温固井水泥用的缓凝剂的原材料均是本领域常见原料，材料来源广泛，价格相对低廉，且制备过程不繁琐复杂，成品成功率高，适合大规模生产与应用。
22、二、本专利技术中，所制备的缓凝剂具有较好的耐温性能，可满足地层温度达250℃的范围内使用，在一定程度上对浆体起到适当流变性调控且不影响水泥浆的沉降稳定性能，对水泥石的力学性能基本上不产生负面影响，浆体的稠化时间变化可与缓凝剂掺量呈现一定的相关线性对应，有效延长油井水泥浆的稠化时间，该缓凝剂可适用于多种固井水泥浆体系，可与其他外加剂良好配伍。
23、三、本专利技术中，所制备的缓凝剂中具备磺酸基、磷酸基、羧酸基、羟基等作用基团，其中磺酸基及其盐类为极性基团，其热稳定性好，还对浆体流动性调节可起积极作用，且该基团可对水泥浆中钙离子起到较好的抑制作用，ca(oh)2的结晶生成受到抑制，从而延长水泥本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超深井耐高温油井水泥用缓凝剂，其特征在于，按重量百分比计包括下述组分：
2.根据权利要求1所述的一种超深井耐高温油井水泥用缓凝剂，其特征在于：所述改性多酚类多元聚合物由改性多酚类复合物、衣康酸、对苯乙烯磺酸钠、乙烯基磷酸按照15:9:5:2的比例配比制备而成。
3.根据权利要求2所述的一种超深井耐高温油井水泥用缓凝剂，其特征在于：所述改性多酚类多元聚合物通过下述制备方法制得：
4.根据权利要求3所述的一种超深井耐高温油井水泥用缓凝剂，其特征在于：步骤a中，采用浓度为20%的NaOH调节反应溶液的pH值，并采用滴加方式加入碱液。
5.根据权利要求3所述的一种超深井耐高温油井水泥用缓凝剂，其特征在于：步骤b中，引发剂以5mL/min的滴加速率加入至混合反应溶液中。
6.根据权利要求2所述的一种超深井耐高温油井水泥用缓凝剂，其特征在于：改性多酚类复合物主要由磺化改性茶叶多酚35-50%，磺化改性桉叶多酚25-40%，磺化改性樟叶多酚15-30%混合组成。
7.一种超深井耐高温油井水泥用缓凝剂的制备方法，其特
8.如权利要求1-7任一项所述的超深井耐高温油井水泥用缓凝剂在适用于地层温度高达250℃固井条件下的固井水泥浆中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种超深井耐高温油井水泥用缓凝剂，其特征在于，按重量百分比计包括下述组分：
2.根据权利要求1所述的一种超深井耐高温油井水泥用缓凝剂，其特征在于：所述改性多酚类多元聚合物由改性多酚类复合物、衣康酸、对苯乙烯磺酸钠、乙烯基磷酸按照15:9:5:2的比例配比制备而成。
3.根据权利要求2所述的一种超深井耐高温油井水泥用缓凝剂，其特征在于：所述改性多酚类多元聚合物通过下述制备方法制得：
4.根据权利要求3所述的一种超深井耐高温油井水泥用缓凝剂，其特征在于：步骤a中，采用浓度为20%的naoh调节反应溶液的ph值，并采用滴加方式加入碱液。
5.根据权利要求3所述的一种超深井耐高温油井水泥用缓凝剂，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜静，张洋勇，魏雪琦，
申请(专利权)人：嘉华特种水泥股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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