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文檔簡介
1、隨著石油工業(yè)的發(fā)展、淺層油氣儲量開采日益枯竭,地層深部的勘探開發(fā)工作迫在眉睫。深井、超深井的井底溫度對緩凝劑抗溫性能提出了更高的技術(shù)要求。目前油田使用的緩凝劑種類較多,配制一種滿足現(xiàn)場固井要求的水泥漿,往往需要多種外加劑來調(diào)節(jié)。然而,不同的外加劑具有不同的作用,不同的外加劑在一起又會互相影響,產(chǎn)生相容性的問題。這不僅給水泥漿性能設(shè)計(jì)帶來很多困難,而且也給固井施工帶來諸多不便。為此研制出一種新型的油井水泥緩凝劑PA,盡量減少外加劑的種類,
2、簡化水泥漿體系的設(shè)計(jì)。研究結(jié)果表明,該緩凝劑PA具有較好的抗高溫緩凝、降濾失、分散和抗鹽等功能。
根據(jù)油井水泥外加劑對聚合物性能的要求,進(jìn)行了分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),選擇2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)與有機(jī)羧酸(TA)為聚合單體,(NH4)2S2O8-Na2SO3為引發(fā)體系。由正交實(shí)驗(yàn)初步確定了影響共聚物緩凝性能的主要因素:單體配比>反應(yīng)溫度>引發(fā)劑濃度>pH值>反應(yīng)時間。確定油井水泥緩凝劑AMPS-TA(PA)的合成條
3、件為:單體配比(AMPS:TA)=19:2,反應(yīng)溫度為50℃,引發(fā)劑濃度為0.45~0.55%,pH值在6~7之間,反應(yīng)時間為13~15h,通氮?dú)鈺r間為2h。
PA在95~180℃之間有著優(yōu)異的抗溫緩凝性能,屬于抗高溫緩凝劑。相同情況下,摻有PA的水泥漿稠化時間是凈漿的13~16倍。PA摻量與水泥漿稠化時間呈線性關(guān)系,稠化時間易控制。在稠化實(shí)驗(yàn)中無過度緩凝和閃凝現(xiàn)象,稠化曲線基本呈直角。
同一批PA體系的老化
4、穩(wěn)定性好,摻有PA的水泥漿流變性能優(yōu)異,并且PA具有很好的抗鹽性。溫度在90~120℃內(nèi),PA具有一定的高溫降濾失性能,摻有PA的水泥石在高溫養(yǎng)護(hù)下,抗壓強(qiáng)度可以滿足固井施工的基本技術(shù)要求。
對AMPS、PA的紅外光譜進(jìn)行分析,判定共聚物PA是二元共聚物。通過測定水泥漿不同齡期化學(xué)結(jié)合水量及水化程度,以定量描述摻有PA的水泥漿水化過程。通過測定水泥漿反應(yīng)熱功率,以定性描述摻有PA的水泥漿水化過程。通過XRD譜圖進(jìn)一步佐證P
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