專利名稱：一種預(yù)螯合殼聚糖固井水泥漿緩凝劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種井下固井水泥漿緩凝劑及制備方法，更具體的說，是涉及一種預(yù)螯合殼聚糖固井水泥漿緩凝劑及其制備方法。屬于油田化學(xué)及油氣井固井領(lǐng)域。采用該方法制備的緩凝劑用于石油、天然氣井的固井水泥漿中改善水泥漿稠化性能。
背景技術(shù)：
目前，被認(rèn)可的水泥漿緩凝劑的緩凝機理主要有以下四種理論(I)吸附理論緩凝劑吸附在水泥顆粒表面，阻止水泥顆粒與水接觸。(2)沉淀理論緩凝劑與水泥漿液相中的離子反應(yīng)，形成不滲透膜，包裹在水泥顆粒表面。(3)成核理論緩凝劑吸附在水化產(chǎn)物的晶核上，阻礙晶核進(jìn)一步生長。(4)絡(luò)合理論被緩凝劑螯合，阻止晶核形成。地球上存在的天然有機化合物中，數(shù)量最大的是纖維素，其次是甲殼素。殼聚糖是甲殼素脫乙酰得到的天然多糖。殼聚糖的糖殘基在C2上有I個乙酰氨基或氨基，在C3上有I個羥基，是典型的Lewis堿性基團(tuán)，可作為配體與金屬離子形成螯合物。根據(jù)水泥漿緩凝劑的緩凝機理可以推斷殼聚糖有作為水泥漿緩凝劑的先決條件。但是通過水泥漿稠化實驗可知，殼聚糖的加入會使水泥漿閃凝變稠，限制了殼聚糖在水泥漿中的應(yīng)用。本發(fā)明提出的預(yù)螯合殼聚糖，解決了水泥漿的閃凝變稠，可以用作水泥漿緩凝劑，緩凝效果顯著，并實現(xiàn)直角稠化，且制備方法簡單可行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種預(yù)螯合殼聚糖固井水泥漿緩凝劑及制備方法，可延長水泥漿在溫度為100°c (包含100°C)以下的稠化時間，初始稠度低，并獲得直角稠化性能。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種預(yù)螯合殼聚糖固井水泥漿緩凝劑的制備方法，將殼聚糖和氫氧化鈣加入水中，攪拌，升溫至螯合溫度，螯合一定時間后，冷卻，將預(yù)螯合殼聚糖、氫氧化鈣和水混合體系直接用于配置水泥漿；所述的殼聚糖粒度為50 200目；所述的氫氧化鈣加量為水質(zhì)量的O. 2% 4.0% ;所述的殼聚糖加量為水質(zhì)量的O.1 % 4.0%。所述的預(yù)螯合殼聚糖固井水泥漿緩凝劑及其制備方法，其特征在于，所述的殼聚糖脫乙酰度為70% 95%。所述的預(yù)螯合殼聚糖固井水泥漿緩凝劑及其制備方法，其特征在于，所述的螯合溫度為45 85°C。

所述的預(yù)螯合殼聚糖固井水泥漿緩凝劑及其制備方法，其特征在于，所述的螯合時間為I 8h。本發(fā)明所述的預(yù)螯合殼聚糖固井水泥漿緩凝劑，可有效解決初期水泥漿閃凝變稠，適用于溫度為100°c (包含100°C)以下固井，初始稠度低，直角稠化特性顯著，制備工藝簡單。


圖1是加入樣品I的水泥漿在75°C、20MPa條件下的稠化曲線；圖2是加入樣品I的水泥漿在95°C、30MPa條件下的稠化曲線；圖3是加入樣品2的水泥漿75°C、20MPa的稠化曲線；圖4是加入樣品2的水泥漿95°C、30MPa的稠化曲線；圖5是加入樣品3的水泥漿75°C、00MPa的稠化曲線；圖6是加入樣品3的水泥漿95°C、30MPa的稠化曲線；
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實施例1 :將脫乙酰度為92%、粒度為100 200目的殼聚糖1. 75g和2g氫氧化鈣加入200g水中，攪拌，升溫至70°C，螯合6h后，冷卻至室溫，待用。代號為樣品I。實施例2 將脫乙酰度為9 2 %、粒度為100 200目的殼聚糖1. 5g和1. 5g氫氧化鈣加入200g水中，攪拌，升溫至65°C，螯合5h后，冷卻至室溫，待用。代號為樣品2。實施例3 將脫乙酰度為92 %、粒度為100 200目的殼聚糖2. Og和2. 5g氫氧化鈣加入200g水中，攪拌，升溫至75°C，螯合7h后，冷卻至室溫，待用。代號為樣品3。本發(fā)明預(yù)螯合殼聚糖緩凝性能評價將樣品中加入一定質(zhì)量的水，按GB10238-88標(biāo)準(zhǔn)制備水灰比為O. 44的水泥漿，按中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5504. 1-2005 “油井水泥外加劑評價方法第部分緩凝劑”測定加入樣品的水泥漿稠化性能，結(jié)果見表1-3。表I加入樣品I的水泥漿稠化性能
權(quán)利要求
1.一種預(yù)螯合殼聚糖固井水泥漿緩凝劑的制備方法，其特征在于，將殼聚糖和氫氧化鈣加入水中，攪拌，升溫至螯合溫度，螯合一定時間后，冷卻，將預(yù)螯合殼聚糖、氫氧化鈣和水混合體系直接用于配置水泥漿；所述的殼聚糖粒度為50 200目；所述的氫氧化鈣加量為水質(zhì)量的O. 2% 4.0% ;所述的殼聚糖加量為水質(zhì)量的O.1 % 4.0%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的殼聚糖脫乙酰度為70% 95%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的螯合溫度為45 85°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的螯合時間為I 8h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法制備的預(yù)螯合殼聚糖固井水泥漿緩凝劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種預(yù)螯合殼聚糖固井水泥漿緩凝劑的制備方法，將殼聚糖和氫氧化鈣加入水中，攪拌，升溫至螯合溫度，螯合一定時間后，冷卻，將預(yù)螯合殼聚糖、氫氧化鈣和水混合體系直接用于配置水泥漿；所述的殼聚糖粒度為50～200目；所述的氫氧化鈣加量為水質(zhì)量的0.2％～4.0％；所述的殼聚糖加量為水質(zhì)量的0.1％～4.0％。本發(fā)明所述的預(yù)螯合殼聚糖固井水泥漿緩凝劑，可有效解決初期水泥漿閃凝變稠，適用于溫度為100℃(包含100℃)以下固井，初始稠度低，直角稠化特性顯著，制備工藝簡單。
文檔編號C09K8/467GK103045213SQ201210526520
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者柳華杰, 步玉環(huán), 路暢, 郭勝來 申請人:中國石油大學(xué)(華東)