油井水泥膠乳增韌劑的合成與性能評價.pdf

1、石油的開發(fā)過程可分為勘探、開采、運(yùn)輸及加工。固井是石油開采過程中的最重要環(huán)節(jié)，固井質(zhì)量直接關(guān)系到繼續(xù)鉆進(jìn)、完井等后續(xù)作業(yè)。隨著石油開采技術(shù)的持續(xù)快速發(fā)展，固井作業(yè)中出現(xiàn)了越來越復(fù)雜的情況，大規(guī)模強(qiáng)化開采措施的使用，例如射孔、壓裂等作業(yè)，對水泥石的力學(xué)、熱學(xué)性能提出了非常高的要求。固井的關(guān)鍵技術(shù)就是向水泥漿中添加外加劑以提高水泥漿的性能。本文利用分子設(shè)計(jì)原理，合成了用于中低溫的油井水泥膠乳增韌劑OWCL-1G以及用于中高溫的油井水泥膠乳增

2、韌劑OWCL-2G。
　　本文以苯乙烯（ST）和丙烯酸丁酯（BA）為主要聚合單體，合成了油井水泥膠乳增韌劑OWCL-1G，并對其性能進(jìn)行了評價。引入功能單體2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS），采用無皂乳液聚合，避免了傳統(tǒng)乳液聚合中由于乳化劑的的大量殘留導(dǎo)致水泥石溶脹、軟化、強(qiáng)度下降等嚴(yán)重后果。采用IR、TEM等方法考察了共聚物的結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明所合成的聚合物結(jié)構(gòu)達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)?？疾炝擞绊懩z乳粒徑的各種因素，得到了較小粒徑的最

3、優(yōu)配方。乳液熱失重、抗鹽性、凍融穩(wěn)定性測試表明：OWCL-1G耐熱性良好，260℃時開始分解，其抗鹽達(dá)飽和，凍融穩(wěn)定性良好。對含OWCL-1G水泥漿失水量、游離液量考察發(fā)現(xiàn)，該水泥漿游離液量為零，OWCL-1G具有一定的控失水能力，與降失水劑配伍使用可獲得低濾失量水泥漿?？箟嚎拐蹚?qiáng)度測試表明，水泥石抗折強(qiáng)度明顯提升。掃描電子顯微鏡（SEM）測試表明，膠乳顆?？梢蕴畛涞剿囝w粒的空隙間形成橋接結(jié)構(gòu)，而純水泥的水化產(chǎn)物沒有這種結(jié)構(gòu)。

4、　　以聚丁二烯膠乳（PBL）作為主鏈，苯乙烯（ST）、AMPS為接枝單體，采用接枝乳液聚合的方法，合成了油井水泥膠乳增韌劑OWCL-2G，改善了丁苯膠乳增韌劑不耐鹽、凍融穩(wěn)定性差、膠結(jié)強(qiáng)度差等缺點(diǎn)?？疾炝擞绊懡又β实母鞣N因素，得到了獲得較高接枝率的最佳工藝。采用TEM考察了共聚物的結(jié)構(gòu)?？疾炝撕琌WCL-2G水泥漿的失水量、游離液量、抗鹽性、凍融穩(wěn)定性、稠化性能。測試結(jié)果表明，該膠乳水泥漿體系具有低失水、零游離液、抗鹽達(dá)飽和、凍融穩(wěn)定性