一種具有溫敏增稠作用的水泥外加劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有溫敏增稠作用的水泥外加劑及其制備方法，具有溫敏增稠作用的水泥外加劑的制備方法為：(1)側(cè)鏈的合成：將N,N-二乙基丙烯酰胺和N,N-二甲基丙烯酰胺溶于去離子水中，加入引發(fā)劑，反應(yīng)；(2)主鏈的合成：將丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶于去離子水中，加入引發(fā)劑，反應(yīng)；(3)主鏈和側(cè)鏈的耦合接枝：本發(fā)明以水為溶劑，方法簡單，成本低，無污染，易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明獲得的具有溫敏增稠作用的水泥外加劑與黃原膠類增稠劑相比，其低溫時粘度不大利于配漿，隨溫度升高表觀粘度在一定溫度范圍內(nèi)逐漸增加，保證了水泥漿在高溫下的穩(wěn)定性。
【專利說明】一種具有溫敏增稠作用的水泥外加劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種溫敏增稠劑及其制備方法，特別是涉及一種具有耐溫增稠作用的 水泥外加劑及其制備方法。

【背景技術(shù)】：
[0002] 能源是推動經(jīng)濟發(fā)展與社會進步的主要動力。車輛、飛機、輪船等交通運輸工具的 運行需要消耗能源，工廠的儀器設(shè)備的運行也需要能源。這些能源通常都來自于石油資源， 可以說石油資源對于人類社會是須臾不可缺少的，早在20世紀50年代，世界就進入了"石 油時代"。
[0003] 石油資源的開采與應(yīng)用推動世界經(jīng)濟不斷發(fā)展。然而，石油是有限的不可再生資 源，隨著人類需求日益增長，淺層石油的開采已逐漸不能滿足人們需求，石油的勘探開發(fā)向 深井超深井方向發(fā)展，這就對采油技術(shù)有了新的要求，首先固井工程便是其中一個重要的 環(huán)節(jié)，隨著井深的增加，井內(nèi)溫度逐漸升高，這會使固井水泥漿顆粒的布朗運動加快，漿體 稀釋使水泥漿的穩(wěn)定性降低，從而導(dǎo)致固井水泥漿沉降，固化后的水泥石不能有效固封油 氣層，這對于石油的開采是一個很大的挑戰(zhàn)。為有效解決水泥漿的穩(wěn)定性問題，就要減少高 溫固井過程中自由水量流失和抑制水泥顆粒沉降。一般來說通過加入一些水泥外加劑來調(diào) 節(jié)水泥性能是最常用的方法。目前常采的對水泥有增稠作用的物質(zhì)，如黃原膠等，這類物質(zhì) 在低溫下有很高的粘度，在低溫時不利于與水泥漿液的混合。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在低溫時粘度不高，在高溫下能 增加水泥漿稠度，抑制水泥漿自由水的析出，減少水泥顆粒沉降，解決水泥漿體系穩(wěn)定性差 的問題的具有溫敏增稠作用的水泥外加劑。
[0005] 本發(fā)明的第二個目的是提供一種具有溫敏增稠作用的水泥外加劑的制備方法。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下：
[0007] -種具有溫敏增稠作用的水泥外加劑，是以式（I)所示，
[0008]

【權(quán)利要求】
1. 一種具有溫敏增稠作用的水泥外加劑，其特征是以式α)所示，
式中：m+n為丙烯酸的重復(fù)單元數(shù)，m+n為135-256的整數(shù)； p為81-145的整數(shù)； X為40-72的整數(shù)； y為12-36的整數(shù)； 主鏈與側(cè)鏈的質(zhì)量比為
2. -種具有溫敏增稠作用的水泥外加劑的制備方法，其特征是包括如下步驟： (1) 側(cè)鏈的合成： 按摩爾比為64-50 :16-30的比例，將N，N-二乙基丙烯酰胺和N，N-二甲基丙烯酰胺溶 于去離子水中使質(zhì)量濃度為10% -15%，攪拌，抽真空，通氮氣，在28-32°C，加入引發(fā)劑，反 應(yīng)8-12h，用堿性溶液調(diào)節(jié)pH至中性，產(chǎn)物經(jīng)透析提純，冷凍、干燥，待用；所述引發(fā)劑的質(zhì) 量為N，N-二乙基丙烯酰胺和N，N-二甲基丙烯酰胺總質(zhì)量的2% -3% ;引發(fā)劑是摩爾比為 1 :2的過硫酸鉀和巰基乙胺； (2) 主鏈的合成： 將摩爾比為48-53 :32-27的丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶于去離子水 中使質(zhì)量濃度為10% -15%，攪拌，在40-45°C，加入引發(fā)劑，反應(yīng)6-10h，用堿性溶液調(diào)節(jié) pH至中性，產(chǎn)物經(jīng)透析提純，冷凍、干燥，待用；所述引發(fā)劑的質(zhì)量為丙烯酸和2-丙烯酰胺 基-2-甲基丙磺酸總質(zhì)量的0. 5% -0. 8% ;引發(fā)劑為摩爾比為1 :1的過硫酸鉀和亞硫酸氫 鈉； (3) 主鏈和側(cè)鏈的耦合接枝： 將質(zhì)量比為2-1 :1的比例將主鏈和側(cè)鏈溶于pH = 7. 2磷酸鹽緩沖溶液中使質(zhì)量濃度 為2% -5 %，攪拌下加入偶聯(lián)劑室溫反應(yīng)18-24h，得到具有溫敏增稠作用的水泥外加劑；所 述偶聯(lián)劑的質(zhì)量為主鏈和側(cè)鏈總質(zhì)量的10% -20%，所述偶聯(lián)劑為質(zhì)量比1:1的1-(3-二 甲氨基丙基）-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽和N-羥基丁二酰亞胺。
【文檔編號】C04B103/44GK104151574SQ201410336979
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】郭錦棠, 董美美, 夏修建, 馮亞凱 申請人:天津大學(xué)