一種深水低溫固井用降失水劑及其制備方法技術

一種深水低溫固井用降失水劑，所述降失水劑為包括聚乙烯醇和硫代硫酸鹽的水懸浮液。所述降失水劑具有降失水和低溫促凝的雙重作用，起到“一劑兩用”的效果，簡化現場使用。同時，所述降失水劑不需與水泥干混，可直接加入固井混合水中使用，而且降失水組分有效濃度高，可有效地節省海上平臺有限的材料存放空間。

【技術實現步驟摘要】

本申請涉及一種降失水劑，更具體地，涉及。
技術介紹
目前對海洋油氣田的開發，仍主要集中在近大陸架區域。對于蘊藏豐富油氣資源的作業水深大于500m的深水區域，有待加大開發力度。在深水區域勘探開發中，固井專業面臨低溫、淺層流、松軟地層、異常高壓、窄“窗口”等困難。對于水泥漿性能的要求有:①在低溫下，要求水泥漿過渡時間短且抗壓強度高；②水泥漿密度要低；③泵送中要求低摩阻及高頂替效率；④水泥石的二界面膠結要好水泥漿要低失水等。在控制水泥漿失水方面，主要是通過在水泥漿中添加一定量的降失水劑來實現。目前，固井降失水劑從組成上主要有3類，纖維素及其衍生物類、聚乙烯醇(PVA)類以及以AMPS為主要單體的合成聚合物類。纖維素及其衍生物對水泥水化有一定的緩凝作用，這不利于低溫深水固井使用。合成聚合物類使水泥漿的表觀粘度增加明顯，這不滿足深水固井的低摩阻要求，而且合成聚合物類在低溫下也表現出一定程度的緩凝作用。聚乙烯醇類在低溫下緩凝作用小、對水泥水化反應和水泥漿的表觀粘度影響均小，以及在提高水泥石界面膠結方面較其他兩類要好。固井常用的聚乙烯醇降失水劑，在產品應用形態上，有粉體和液體兩種形態。粉體形態的聚乙烯醇類降失水劑，需預先與水泥干混，且容易造成混配不勻。目前，液體形態的聚乙烯醇類降失水劑濃度普遍較低，濃度不超過15%，這在運輸、存放及使用上均不經濟。
技術實現思路
本申請的目的是提供 一種深水低溫固井用降失水劑。具體地，本申請提供一種深水低溫固井用降失水劑，所述降失水劑為包括聚乙烯醇和硫代硫酸鹽的水懸浮液。在一些實施方式中，為消除制備過程中的泡沫，以及考慮懸浮液的長期儲存穩定性，所述降失水劑還可以包括穩定劑、消泡劑和殺菌劑。在一些實施方式中，硫代硫酸鹽的重量百分數可以為15% 35% ;聚乙烯醇的重量百分數可以為25% 35% ;以及余量的水，優選地，所述水為去離子水。在一些實施方式中，硫代硫酸鹽的重量百分數可以為15% 35% ;聚乙烯醇的重量百分數可以為25% 35% ;消泡劑的重量百分數可以為0.1% 0.5% ;穩定劑的重量百分數可以為0.1% 0.5% ;殺菌劑的重量百分數可以為0.1% 0.5% ;以及余量的水，優選地，所述水可以為去離子水。在一些實施方式中，聚乙烯醇的聚合度可以為1700 2400，醇解度可以為88%。在一些實施方式中，硫代硫酸鹽可以為不含結晶水或含結晶水的鈉鹽或鉀鹽，優選為不含結晶水或含結晶水的鈉鹽。進一步優選為五水硫代硫酸鈉(大蘇打或海波)。其中含結晶水的硫代硫酸鹽的稱取是以鹽的量來計算。在一些實施方式中，消泡劑可以為礦物油類、硅油類、聚醚類或磷酸酯類消泡劑，優選地，所述消泡劑可以為聚醚類消泡劑。在一些實施方式中，殺菌劑可以為醛類或苯甲酸鈉，優選地，所述殺菌劑為苯甲酸鈉。在一些實施方式中，穩定劑可以為纖維素醚、黃原膠或溫輪膠，優選地，所述穩定劑為黃原膠。本申請的又一目的是提供一種深水低溫固井用降失水劑的制備方法，所述制備方法包括:在室溫下，將硫代硫酸鹽攪拌溶于水中，再加入聚乙烯醇攪拌均勻，得到所述降失水劑。本申請還提供一種深水低溫固井用降失水劑的制備方法，所述制備方法包括:按比例稱取水和穩定劑，并在室溫下將穩定劑溶解在水中，然后加入消泡劑攪拌均勻，加入硫代硫酸鹽攪拌溶解，加入聚乙烯醇攪拌均勻，以及加入殺菌劑攪拌溶解，即得深水低溫固井用降失水劑。本申請的另一目的是提供深水低溫固井用降失水劑在低溫深水固井中控制水泥漿失水中的應用。本申請的深水低溫固井用降失水劑具有降失水和低溫促凝的雙重作用，能夠在低溫深水固井中應用。在本申請的深水低溫固井用降失水劑中，聚乙烯醇的成膜作用使其在水泥漿中具有降失水作用。而硫代硫酸鹽除了與聚乙烯醇具有較好的配伍性外，還具有較好的低溫促凝作用。將聚乙烯醇懸浮在硫代硫酸鹽溶液中還具有以下益處:由于懸浮在鹽溶液中的聚乙烯醇沒有充分溶脹，在配制高濃度時仍具有較好的流動性；在使用過程中，當懸浮液被水稀釋時，聚乙烯醇能充分溶脹和溶解，從而能夠發揮其降失水作用。與現有技術相比，本申請的深水低溫固井用降失水劑具有降失水和低溫促凝的雙重作用，起到“一劑兩用”的效果，簡化現場使用。另外，在現有的以聚乙烯醇為固井降失水劑的技術中， 若采用粉體，需事先與水泥干混(容易造成混配不勻)，若采用液體，降失水組分聚乙烯醇的濃度較低，在運輸、存放及使用上均不經濟。而本專利技術所提供的聚乙烯醇懸浮液作為深水低溫固井用降失水劑，不需與水泥干混，可直接加入混合水中使用。另外，降失水組分有效濃度高，可有效地節省海上平臺有限的材料存放空間。實施例下面通過實施例來描述本申請的實施方式，本領域的技術人員應當認識到，這些具體的實施例僅表明為了達到本申請的目的而選擇的實施技術方案，并不是對技術方案的限制。根據本申請的教導，結合現有技術對本申請技術方案的改進是顯然的，都屬于本申請保護的范圍。以下實施例中采用的原料均可由市售獲得。實施例1配方:五水硫代硫酸鈉(廊坊亞太龍興化工有限公司，工業級)，47% ；聚乙烯醇BP-24 (臺灣春光公司，工業級)，30%;余量為去離子水。制備上述配方的降失水劑的方法為:向反應釜中加入五水硫代硫酸鈉和水并攪拌溶解，然后緩慢加入聚乙烯醇并攪拌均勻，即得深水低溫固井用降失水劑。測得所述降失水劑的固含量為60% (質量百分比)，與計算值相一致。該降失水劑在制備后立即使用是有效的。但該降失水劑容易離析，放置一段時間后有分層現象，不適宜于長期儲存后使用。實施例2配方:聚醚消泡劑Basopur DF5 (德國 BASF 公司)，0.5% ；黃原膠XC-CH (河北鑫合生物化工有限公司，工業級)，0.2% ；五水硫代硫酸鈉(廊坊亞太龍興化工有限公司，工業級)，47% ；聚乙烯醇BP-24 ( 臺灣春光公司，工業級)，30%;苯甲酸鈉(天津市鑫大宇化工有限公司，工業級)，0.3% ；余量為去離子水。制備上述配方的降失水劑的方法為:稱取去離子水和黃原膠，并在室溫下，在帶攪拌裝置的反應釜中使黃原膠溶解于水中，完全溶解且增粘后，然后加入聚醚消泡劑Basopur DF5攪拌均勻，加入五水硫代硫酸鈉攪拌溶解，充分攪拌溶解后，加入聚乙烯醇攪拌均勻，加入苯甲酸鈉攪拌溶解，即得深水低溫固井用降失水劑。測得所述降失水劑的固含量為60% (質量百分比)，與計算值相一致。在室溫下，測得其表觀粘度為115mPa.s并在室溫下儲存半年無發臭、分層等現象。實施例3將本申請的深水低溫固井用降失水劑(命名為G72LA，依據實例2制備)與傳統粉體形態的G72S降失水劑(購自天津中海油田化學有限公司)和液體形態的G72L (購自天津中海油田化學有限公司)進行性能測試。表I列出了采用本申請的G72LA降失水劑與傳統粉體形態的G72S降失水劑和液體形態的G72L在10°C、20°C和50°C的條件下測得的水泥漿性能。表11.50S.G水泥漿配方及性能評價本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種深水低溫固井用降失水劑，所述降失水劑為包括聚乙烯醇和硫代硫酸鹽的水懸浮液。

【技術特征摘要】
1.一種深水低溫固井用降失水劑，所述降失水劑為包括聚乙烯醇和硫代硫酸鹽的水懸浮液。2.根據權利要求1所述的降失水劑，其中，所述降失水劑還包括穩定劑、消泡劑和殺菌劑。3.根據權利要求1所述的降失水劑，其中，所述硫代硫酸鹽的重量百分數為15% 35% ;聚乙烯醇的重量百分數為25% 35% ;以及余量的水，優選地，所述水為去離子水。4.根據權利要求2所述的降失水劑，其中，硫代硫酸鹽的重量百分數為15% 35%;聚乙烯醇的重量百分數為25% 35% ;消泡劑的重量百分數為0.1% 0.5% ;穩定劑的重量百分數為0.1% 0.5% ;殺菌 劑的重量百分數為0.1% 0.5% ;以及余量的水，優選地，所述水為去離子水。5.根據權利要求1-4中任一項所述的降失水劑，其中，所述聚乙烯醇的聚合度為1700 2400，醇解度為88%。6.根據權利要求1-4中任一項所述的降失水劑，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：符軍放，趙琥，張浩，王清順，宋茂林，項先忠，
申請(專利權)人：中國海洋石油總公司，中海油田服務股份有限公司，
類型：發明
國別省市：