溫敏增稠固井水泥外加劑的合成與研究.pdf

1、良好的固井質(zhì)量是石油采集的重要保障。保證固井質(zhì)量的關(guān)鍵則在于提高固井水泥的性能。隨著石油開(kāi)采行業(yè)的迅猛發(fā)展，淺層油氣資源日漸減少，深部地層的油氣資源逐漸成為目前勘測(cè)與開(kāi)采的重點(diǎn)。深井、超深井、復(fù)雜井的數(shù)目頻頻增加。其井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜、井底循環(huán)溫度高，常導(dǎo)致水泥漿體系稠度逐漸變稀，沉降穩(wěn)定性變差。為了使固井水泥漿體系在較高溫度條件下的沉降穩(wěn)定性能有所提高，可采取向水泥漿中加入超細(xì)材料，或者通過(guò)提高水泥漿高溫時(shí)稠度等方式對(duì)水泥漿的性能加以改進(jìn)。

2、
　　本文通過(guò)加入具有溫敏增稠性能的聚合物類外加劑對(duì)水泥漿的高溫穩(wěn)定性能加以改善。首先，通過(guò)水溶液自由基聚合法分別合成親水性主鏈聚合物P(AA-co-AMPS)和溫敏側(cè)鏈聚合物P(DEAA-co-DMAA)，然后，再通過(guò)偶合接枝技術(shù)將兩部分進(jìn)行接枝，合成溫敏水溶性接枝聚合物P(AA-co-AMPS)-g-P(DEAA-co-DMAA)。通過(guò)IR、1H NMR、XPS等表征方法對(duì)各步反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)所得聚合物與目

3、標(biāo)產(chǎn)物化學(xué)結(jié)構(gòu)一致。采用TGA對(duì)接枝聚合物的耐熱性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，熱失重分析結(jié)果顯示該聚合物270℃以后開(kāi)始分解，表明該聚合物耐熱性能良好。接枝聚合物的溫敏增稠性能通過(guò)R/S-CC流變儀進(jìn)行表征，結(jié)果表明聚合物溶液粘度隨溫度升高顯著增大，并且這種溫敏增稠行為受聚合物自身?xiàng)l件（如：聚合物濃度、聚合物組成）和外部條件（如：剪切速率、溶液中鹽離子濃度、pH）等多種因素的影響。最后，通過(guò)測(cè)定溶液中聚合物粒徑隨溫度升高的變化，從微觀角度對(duì)熱締合過(guò)程進(jìn)

4、行了表征。
　　將合成的溫敏接枝聚合物添加到固井水泥漿體系中，進(jìn)行了沉降穩(wěn)定性能測(cè)試，高溫高壓稠化性能測(cè)試，與其他聚合物類水泥外加劑的配伍性測(cè)試等一系列應(yīng)用性評(píng)價(jià)。加入溫敏增稠劑前后API失水量約為30 mL變化不大，測(cè)試結(jié)果表明該溫敏增稠聚合物與降失水劑配伍性良好，此外，加入該聚合物的水泥漿養(yǎng)護(hù)后靜置兩小時(shí)，其游離液降低至0.2％，密度差約為0.02 g·cm-3，結(jié)果表明該溫敏增稠劑的加入明顯改善了水泥漿在高溫高壓條件下的穩(wěn)定