本发明涉及油井水泥外加剂，是一种油井水泥浆缓凝剂及其制备方法和应用。
背景技术：
1、石油是能源工业的重要组成部分。近年来，随着石油消费量的增加，开采力度也在不断加大。浅层储量不能满足对石油和天然气的需求；然而，为了达到这个目的，可以在更深的地方开发新的油气资源。因此，需要更先进的开采技术来获取深层油气，提高开采效率。目前国内外固井存在高温高压下安全泵送、水泥顶部增长缓慢、相容性差、稠化曲线异常等问题，导致固井施工质量达不到标准要求。
2、目前，木素磺酸盐、羟乙基纤维素、羟基羧酸(酒石酸、柠檬酸和葡萄糖酸钠)和聚合物缓凝剂是固井工业中使用的主要缓凝剂类型。由于其原料来源众多，木质素磺酸盐是其中被广泛利用的一种。但是，当使用温度超过100℃时，缓速效果并不理想。羟乙基纤维素缓凝剂的增稠作用往往影响水泥浆的流变特性。由于价格便宜，羟基羧酸缓凝剂如葡萄糖酸钠和酒石酸在深井中经常使用。然而，羟基羧酸缓凝剂的缺点是对剂量敏感，并且它经常会导致异常的凝固问题，例如在水泥浆膨胀中研究和应用最多的缓速剂是聚合物缓速剂。与其他类型的缓速剂不同，聚合物缓速剂可以在分子水平上人工合成和设计，并在所需的形成条件下引入性能优越的官能团，以增强聚合物的缓速能力。由于聚合物的可调节能力，近年来聚合物外加剂在固井工程中越来越普遍。
3、虽然目前国内外油田外加剂产品在油田开发中得到了广泛应用，但仍存在性能不佳、成本高昂等缺陷。与国外产品相比，国内多数产品能满足一定的中高温（90℃至120℃）的固井需求，但能在深井、超深井的高温高压油气井中应用的缓凝剂产品较少。因此，研制一种耐高温、适用范围广的缓凝剂，是提升深井、超深井固井质量的关键，且具有较大的应用潜力。
技术实现思路
1、本发明提供了一种油井水泥浆缓凝剂及其制备方法和应用，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有缓凝剂存在抗高温性能差的问题。
2、本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种油井水泥浆缓凝剂，按照下述步骤制备得到：
3、第一步，将所需量2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、马来酸和甲基烯丙基聚氧乙烯醚在去离子水中混合溶解后，加入ph调节剂，得到混合液；
4、第二步，将混合液搅拌并通入氮气后，加入所需量引发剂，加热进行反应后，停止搅拌与加热，冷却至室温，得到反应产物；
5、第三步，将反应产物洗涤、过滤后，烘干、研磨，得到油井水泥浆缓凝剂。
6、下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：
7、上述第一步中，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、马来酸和甲基烯丙基聚氧乙烯醚的加入质量比为5至6:2至3:1至2。
8、上述第一步中，ph调节剂为质量浓度为30%的氢氧化钠溶液，混合液的ph值为5至7。
9、上述第二步中，搅拌转速为200r/min至400r/min，通入氮气时间为15min至30min。
10、上述第二步中，引发剂加入量为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、马来酸和甲基烯丙基聚氧乙烯醚总质量的0.2%至0.4%。
11、上述引发剂为质量比为1:1过硫酸钾和亚硫酸氢钠组成的混合物。
12、上述第二步中，加热温度为60℃至80℃，反应时间为5h至6h。
13、上述第三步中，反应产物洗涤时的洗涤液为反应产物3倍至5倍体积的乙醇，烘干条件为50℃至80℃真空烘干。
14、本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种油井水泥浆缓凝剂的制备方法，按照下述步骤进行：
15、第一步，将所需量2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、马来酸和甲基烯丙基聚氧乙烯醚在去离子水中混合溶解后，加入ph调节剂，得到混合液；
16、第二步，将混合液搅拌并通入氮气后，加入所需量引发剂，加热进行反应后，停止搅拌与加热，冷却至室温，得到反应产物；
17、第三步，将反应产物洗涤、过滤后，烘干、研磨，得到油井水泥浆缓凝剂。
18、本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种油井水泥浆缓凝剂在高温固井中应用。
19、本发明油井水泥浆缓凝剂能推迟水泥水化反应，从而延长水泥的凝结时间，为固井安全提供保障，其不仅在热失重测试中分解温度高达365℃，还能保证水泥浆在低温下抗压强度的发展，具有很好的温度适应性。
1.一种油井水泥浆缓凝剂，其特征在于按照下述步骤制备得到：
2.根据权利要求1所述的油井水泥浆缓凝剂，其特征在于第一步中，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、马来酸和甲基烯丙基聚氧乙烯醚的加入质量比为5至6:2至3:1至2。
3.根据权利要求1或2所述的油井水泥浆缓凝剂，其特征在于第一步中，ph调节剂为质量浓度为30%的氢氧化钠溶液，混合液的ph值为5至7。
4.根据权利要求3所述的油井水泥浆缓凝剂，其特征在于第二步中，搅拌转速为200r/min至400r/min，通入氮气时间为15min至30min。
5.根据权利要求1或2或4所述的油井水泥浆缓凝剂，其特征在于第二步中，引发剂加入量为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、马来酸和甲基烯丙基聚氧乙烯醚总质量的0.2%至0.4%。
6.根据权利要求5所述的油井水泥浆缓凝剂，其特征在于引发剂为质量比为1:1过硫酸钾和亚硫酸氢钠组成的混合物。
7.根据权利要求6所述的油井水泥浆缓凝剂，其特征在于第二步中，加热温度为60℃至80℃，反应时间为5h至6h。
8.根据权利要求1或2或4或6或7所述的油井水泥浆缓凝剂，其特征在于第三步中，反应产物洗涤时的洗涤液为反应产物3倍至5倍体积的乙醇，烘干条件为50℃至80℃真空烘干。
9.一种根据权利要求2至8中任意一项所述的油井水泥浆缓凝剂的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：
10.一种根据权利要求1至8中任意一项所述的油井水泥浆缓凝剂在高温固井中应用。
