聚乙烯醇改性的降失水剂及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种聚乙烯醇改性的降失水剂及其制备方法，所述的改性聚乙烯醇通过将第一单体(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)以及第二单体(丙烯酰胺、N,N-二甲基丙稀酰胺中的一种或两种)接枝于聚乙烯醇骨架、经交联后得到。所述的聚乙烯醇、第一单体及第二单体的质量分数为聚乙烯：30～40％；第一单体：40～50％；第二单体10～30％。本发明的降失水剂提高了聚乙烯醇类降失水剂的适用温度，使用温度可提高至150℃。添加本发明降失水剂的水泥浆高温下API失水量在150mL以内，具有良好的抗盐能力以及流变性能。
【专利说明】聚乙烯醇改性的降失水剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及油田固井作业领域，特别涉及耐高温耐盐的聚乙烯醇改性降失水剂及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚乙烯醇（PVA)是一种水溶性聚合物，分子中有大量的羟基存在。因此，它具有许 多优良的特性，例如：成膜性、粘合力、混溶性、耐化学性等，广泛用作油井水泥降失水剂，但 未改性的PVA降失水剂效率低、加量大，只能用于50°C以下的地层中。目前，PVA改性主要 有2条途径，一是与硼酸、钛酸、铝酸或相应的无机盐交联改性，一是与戊二醛交联改性，这 2种改性方法的主要目的均是使其能够在交界处形成低渗透耐温薄膜，属于成膜型降失水 齐U。在固井施工中，广泛使用的PVA类降失水剂绝大多数是化学交联改性产品，低抗盐，使 用温度多在30?97°C，难以满足高温固井的需求，限制了它们的应用。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种聚乙烯醇类降失水剂及其制备方法，提高该类降失水 剂的适用温度，扩展其应用范围。
[0004] 本发明的技术方案所述的聚乙烯醇（PVA)改性的降失水剂按质量分数由以下原 料制备而成：
[0005] 聚乙烯醇 30?40%，
[0006] 第一单体 40 ?50%，
[0007] 第二单体 10 ?30%;
[0008] 所述的第一单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS)，具有良好的耐盐性、水 溶性和热稳定性，同时具有很强的水化能力；
[0009] 所述的第二单体为丙烯酰胺（AM)、N，N-二甲基丙稀酰胺（NNDMA)中的一种或两 种，这些单体中含有的酰胺基团对水泥离子具有很强的吸附能力，能够有效降低水泥浆的 失水。
[0010] 所述的第二单体由丙烯酰胺和N，N-二甲基丙稀酰胺按1:1?2的质量比组成。
[0011] 以AMPS、AM对PVA的接枝反应为例，其接枝反应过程见以下方程式。其反应机理 为：复合引发剂体系过硫酸钾及亚硫酸氢钠分解产生的自由基引发AMPS、AM单体自由基和 在PVA分子链主链上形成的大分子自由基，这三种自由基进行耦合终止反应，实现AMPS、AM 对PVA的接枝反应。由于PVA主链上接有羟基的碳原子上的C-H键键能较主链上其他位置 的小，因此其更容易形成活性点，接枝反应更容易进行，接枝到PVA主链上的AMPS、AM也主 要在这些位置；同时PVA的侧羟基上的氢也易脱落，形成活性中心，也有部分单体在侧羟基 位置发生接枝反应。
[0012]
【权利要求】
1. 一种聚乙烯醇改性的降失水剂，其特征在于将第一单体及第二单体接枝于聚乙烯醇 骨架、经交联后得到，所述的聚乙烯醇、第一单体及第二单体的质量分数如下： 聚乙烯醇 30?40%， 第一单体 40?50%, 第二单体 10?30%; 所述的第一单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸； 所述的第二单体为丙烯酰胺、N，N-二甲基丙稀酰胺中的一种或两种。
2. 根据权利要求1所述的降失水剂，其特征在于所述的第二单体由丙烯酰胺和N，N-二 甲基丙稀酰胺按1:1?2的质量比组成。
3. 根据权利要求1或2所述的降失水剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤： (1) 将所述聚乙烯醇溶于水，配制成质量分数为10%的聚乙烯醇溶液； (2) 在搅拌的条件下加入所述第一单体，待第一单体全部溶解后，加入所述第二单体， 即得到聚乙烯醇与单体的混合溶液； (3) 调节pH值为7?8,调节温度至50?70°C，加入引发剂，搅拌反应3?4小时； (4) 保持温度在50?70°C，加入交联剂，搅拌反应0. 5?1小时； (5) 将反应后的溶液冷却至室温，得到所述降失水剂。
4. 根据权利要求3所述的降失水剂的制备方法，其特征在于：所述的引发剂为由过硫 酸钾和亚硫酸氢钠按1:0. 6?0. 8的摩尔比组成，加量为聚乙烯醇、第一单体及第二单体质 量总和的0. 5?2%。
5. 根据权利要求3所述的降失水剂的制备方法，其特征在于：所述的交联剂为乙二胺， 加量为聚乙烯醇、第一单体及第二单体质量总和的〇. 02?0. 2%。
【文档编号】C09K8/487GK104263334SQ201410429292
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2014年8月27日
【发明者】刘景丽, 王野, 王菁, 王绮, 任路, 郝惠军, 谈占广 申请人:中国石油集团渤海钻探工程有限公司