高温高压固井降失水剂的研究

针对目前国内使用的固井降失水剂普遍存在抗盐、抗高温能力差的问题,以丙烯酰胺(AM)、N、N二甲基丙烯酰胺(DMAM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烯酸(AMPS)为原料合成了新型油井水泥降失水剂,对其在淡水、盐水和高密度水泥浆体系中的性能进行了评价,评价结果表明,该聚合物在90℃时能将淡水泥浆的失水量控制在50mL左右,对盐水泥浆的失水量也有较强的控制作用,且该失水剂能保持水泥浆体系在温度150℃以内都具有较低的滤失量,在高密度水泥浆体系中也表现出较高的稳定性和配伍性。     

高温高压固井降失水剂的研究

针对高温高压地层固井难度大，对水泥浆性能要求高，目前中国使用的固井降失水剂普遍存在抗盐、抗高温能力差的问题，以丙烯酰胺（AM）、N，N二甲基丙烯酰胺（DMAM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烯酸（AMPS）为原料合成了新型油井水泥降失水剂，对其在淡水、盐水和高密度水泥浆体系中的性能进行了评价。研究表明，该聚合物在90℃时能将淡水水泥浆的失水量控制在50mL左右，对盐水水泥浆的失水量也有较强的控制作用；该降失水剂在温度150℃以内都能保持水泥浆体系具有较低的滤失量；在高密度水泥浆中表现出了较高稳定性和配伍性。     

AM/DMAM/AMPS降失水剂的研究

以丙烯酰胺(AM)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烯酸(AMPS)为原料合成了新型油井水泥降失水剂,对其在淡水、盐水和高密度水泥浆体系中的性能进行了评价.研究表明,该聚合物在90℃时能将淡水泥浆的失水量控制在50 mL左右,对盐水泥浆的失水量也有较强的控制作用,该失水剂能保持水泥浆体系在温度150℃以内都具有较低的滤失量,在高密度水泥浆体系中表现出较高稳定性和配伍性.     

抗高温降失水剂AMPS／AM／NVP共聚物的合成及性能

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、丙烯酰胺（AM）和N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）为原料,采用水溶液自由基共聚法合成了抗高温、抗盐油井水泥降失水剂AMPS／AM／NVP三元共聚物,确定了聚合物降失水剂的最佳合成条件。该降失水剂能将淡水水泥浆的API失水量控制在50mL以内,饱和盐水水泥浆API失水量控制在100mL以内。以该降失水剂为主剂的水泥浆体系在150℃以内都具有较低的失水量,形成的水泥浆及水泥石综合性能良好。     

深井油井水泥耐盐抗温降失水剂JSS300的试验研究

为弥补常用失水剂的缺陷,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烯酸(AMPS) 及苯乙烯(SM)为原料合成了油井水泥降失水剂JSS300,合成条件为:合成温度控制在60℃左右,反应时间约6 h,引发剂加量不低于0.6%,单体配比为45∶25∶30.对JSS300在淡水、盐水水泥浆中的性能进行了评价.结果表明,该聚合物在160 ℃时能将淡水水泥浆的失水量控制在50 mL左右,对盐水水泥浆的失水量也有较强的控制作用,具有较高的热稳定性和良好的配伍性.     

AM／AMPS共聚物油井水泥浆降失水剂的合成研究

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）和丙烯酰胺（AM）为原料，合成了油井水泥浆降失水剂AM／AMPS共聚物。确定了AM／AMPS共聚物降失水剂的最佳合成条件：单体加量8％，AMPS与AM质量比1：7，引发剂加量0．5％，反应体系pH值7，反应温度50℃。该共聚物降失水剂能有效控制水泥浆的失水量，且保证水泥浆的其他性能在一定范围内可调。     

抗高温水泥浆降失水剂SCF-1的合成及性能评价

以N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙磺酸(AHPS)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酸(AA)为原料,合成了一种抗高温水泥浆降失水剂。通过红外光谱对其进行了表征,评价了添加抗高温降失水剂的水泥浆综合性能。结果表明,加有抗高温降失水剂的水泥浆API滤失量可以控制在50mL以下,抗温能力可达150℃。降失水剂使水泥浆的稠化时间稍有延长,抗压强度略有降低,抗析水能力增强,抗盐能力可达到36%。     

磺甲基化(丙烯酰胺/马来酸)共聚物对膨润土泥浆的降失水性能

报道了 (丙烯酰胺 /马来酸 )共聚物与多聚甲醛及亚硫酸氢钠水溶液反应 ,合成磺甲基化 (丙烯酰胺 /马来酸 )共聚物的研究结果。用红外光谱作了结构表征 ,研究了磺化共聚物水溶液的流变性 ,评价了它对膨润土泥浆性能的影响。试验表明 ,该磺甲基化共聚物用作钻井泥浆降失水剂处理膨润土淡水泥浆、盐水 (含Na Cl 4 % )泥浆或饱和盐水泥浆都能显著地降低失水量 ,例如 ,按 2 .5%添加量处理的膨润土盐水泥浆经1 80℃静态老化 1 6h后 ,泥浆的失水量保持在 1 4 m L以下     

AM/AMPS/木质素磺酸接枝共聚物降滤失剂的合成与性能

采用木质素磺酸钙（SL）与丙烯酰胺（AM）和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）接枝共聚合成了一种木质素接枝共聚物,并对其在钻井液中的降滤失性能进行了室内初步评价.结果表明,在AMPS摩尔分数为20%（以AM和AMPS计）、木质素磺酸钙（SL）用量50%～60%（以AM与AMPS和木质素磺酸钙总质量计）条件下合成的共聚物用作泥浆降滤失剂,其在淡水泥浆、饱和盐水泥浆和复合盐水泥浆中均具有较好的降滤失作用和较好的耐温抗钙污染能力.     

抗高温抗盐多元共聚物类降失水剂的研究与应用

采用水溶液自由基聚合的方法制备了抗高温、抗盐多元聚合物类降失水剂BZF-L1,通过分子设计对降失水剂的性能进行了优化。研究结果显示,该降失水剂抗温可达180 ℃,抗盐可达饱和;通过改变降失水剂的加量（4%～7%）,可使水泥浆在室温至180 ℃、淡水至饱和盐水条件下的失水量控制在100 mL 以下。该降失水剂与缓凝剂的配伍性好,能够将水泥浆游离水量控制在0.5 mL 以下,水泥浆180 ℃的上下密度差在0.03 g/cm3 以下,24 h 抗压强度能达到20 MPa 以上,在不添加分散剂的情况下水泥浆的流性指数大于0.65,满足固井施工要求。在歧139X1 井进行了现场试验,该井施工顺利,固井质量好。该降失水剂的聚合度高,固含量低,在保持降失水剂应用效果的同时可有效降低降失水剂的成本,利于推广应用。      

耐高温耐盐油井水泥降失水剂的合成及性能研究

以丙烯酰胺（AM）、N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAM）、2-丙烯酰胺基-2～甲基丙磺酸（AMPS）和3-烯丙基氧基-2羟基丙磺酸（AHPS）为原料,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂合成了新型油井水泥降失水剂,并通过元素分析、红外光谱和核磁共振氢谱对聚合物进行了表征。讨论了DMAM、引发剂和交联剂的加量对聚合物性能的影响。当DMAM加量为2％、引发剂加量为1．4％、交联剂加量为0．02％时,合成的聚合物降失水剂具有优良的耐温降失水性能。该产品适应温度范围宽,耐盐性能好,在160℃、饱和盐水情况下,可将常规密度水泥浆失水量控制在100mL以下。     

抗高温抗盐降失水剂DRF-100L的研制及性能评价

中国使用的降失水剂普遍存在抗高温、抗盐能力差的问题,因此采用水溶液自由基聚合法制备出了油井水泥抗高温、抗盐降失水剂DRF-100L.DRF-100L为多元共聚物,抗高温能力达到180℃;能将淡水及盐水水泥浆的API失水量控制在100 mL以内;对水泥水化影响较小,对水泥石的强度发展无不良影响;以DRF-100L为主剂的常规密度水泥浆及高密度水泥浆均具有良好的综合性能,能够满足深井、超深井、复杂地层固井的需要.     

高温盐水水泥浆体系的室内研究

在盐膏层固井作业时,常规的淡水水泥浆不能满足固井作业的要求。在评价了不同缓凝剂和不同降失水剂对盐水水泥浆性能影响的基础上,优选出了以缓凝剂CHY-5和降失水剂CFL-2为主剂的含盐量为18%(BWOW)盐水水泥浆体系,并分析了和CFL-2的作用机理。室内研究表明:缓凝剂CHY-5对温度不敏感,能有效的防止井底温度波动对固井工作的影响;降失水剂CFL-2能有效控制体系的滤失量;优选的盐水水泥浆的稠化时间可调,过渡时间短,呈近直角稠化;能满足深部地层(约4 000 m)、井温约140℃的地层固井作业的要求。     

耐温抗盐降滤失剂AMPS／AM／IA共聚物泥浆性能的研究

以2－丙烯酰胺基－2－甲基内磺酸（AMPS）／丙烯酰胺（AM）／衣康酸（IA）三元共聚物作为降滤失剂,研究了220度老化前后淡水泥浆和盐水泥浆的中压滤失量和流变性能,考察了高温老化前后淡水泥浆粒度分布的变化,并与其它几种聚合物的泥浆性能进行了对照,探讨了AMPS／AM／IA共聚物泥浆的高温稳定机理。     

抗高温抑制型钻井液降滤失剂的合成与评价

采用氧化还原引发体系,合成了丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、丙烯氰(AN)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)五元共聚物钻井液降滤失剂。通过单因素实验研究了共聚反应条件与其降滤失性能的关系。分别针对淡水、盐水、复合盐水、饱和盐水泥浆评价了共聚物的降滤失性能及其抗温性能,还针对此降滤失剂对于页岩的抑制性能研究。结果表明,1.0%的合成的五元共聚物降滤失剂可使淡水基浆中的滤失量达到7.2 mL/30 min,抗温性能良好,在淡水基浆中加入1.0%的降滤失剂180℃热滚老化16 h后的滤失量为10.6 mL/30 min。该五元共聚物的抑制性较好,1.0%的降滤失剂120℃热滚老化16 h后的页岩的一次回收率为79.4%,具有较强的抑制包被性。     

超高温低黏聚合物降滤失剂的研制及作用机理

针对深井、超深井中钻井液降滤失剂存在抗温、抗盐能力不足,对钻井液流变性影响大等难题。以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）、N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAm）、N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）、二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）为共聚单体,2,2-偶氮二（2-甲基丙基咪）二盐酸盐（AIBA）为链引发剂,通过使用链转移剂,制备了一种抗温达230℃,抗盐达20%的低分子量聚合物降滤失剂PANAD。采用正交实验法优化得到了降滤失剂的最优合成条件:单体物质的量之比DMAm:AMPS:DMDAAC:NVP=7:2:2.5:1,反应温度为65℃,引发剂加量为0.7%;利用一点法测得降滤失剂的特性黏数为58 mL/g。采用傅立叶红外光谱（FT-IR）和热重分析表征了其分子结构和热稳定性,结果表明,PANAD分子链热裂解温度高于314℃,具有良好热稳定性能。降滤失剂在水基钻井液中的滤失性能评价结果表明,PANAD抗温达230℃、降滤失性能优良,在加量为1%时,老化后淡水浆、20%盐水浆的中压滤失量分别为8.9、22.5 mL,淡水浆在180℃下高压滤失量为35.6 mL,优于国外同类产品Driscal D;在230℃老化前后,降滤失剂对钻井液流变性影响小,高温稳定性优良。最后,通过Zeta电位、吸附试验和SEM等测试分析了PANAD的降滤失机理。      

新型抗盐水泥浆体系的研究及应用

针对盐层固井时常规外加剂性能失效、配制的水泥浆性能变差的问题，开发了一种新型的抗盐水泥浆体系。该体系以抗盐降失水剂BXF-200L为主体，并有配套的缓凝剂、促凝剂及分散剂。BXF-200L是通过合理的分子设计得到的多元共聚物型抗盐耐温降失水剂。对常规密度、高密度（最高达到2.6 g/cm³）抗盐水泥浆的失水、稠化、流变、强度等性能进行了室内评价，还在中国、伊朗、哈萨克斯坦等国油田进行了大量的固井施工。室内研究和现场试验证明：该抗盐水泥浆体系具有失水量低、流变性能好、稠化时间易调、抗压强度高等特点，综合性能能够满足盐层固井施工的技术要求。     

AM/AA/MA三元共聚物降失水剂PL-1的室内研究

以氧化还原体系为引发剂,在40±2℃和氮气保护的条件下用丙烯酰胺、丙烯酸、马来酸酐三种单体进行水溶液共聚,合成了 PL-1水泥浆降失水剂。考察了 PL-1对水泥浆失水量、流变性、稠化时间等性能的影响。结果表明,PL-1的合成条件简便,具有良好的耐温和抗剪切性,对水泥浆有很强的降滤失作用及良好的分散作用。     

淀粉—磺甲基化聚丙烯酰胺共聚物的合成及其在钻井泥浆中的应用

报道了淀粉接枝磺甲基化聚丙烯酰胺共聚物(S-g-SPAM)的合成及其在钻井泥浆中的应用性能。泥浆试验表明,该产品用于淡水、4％盐水和饱和盐水泥浆时,在常温或150℃下均有很好的降失水效果,并具有良好的抗钙污染能力。同样加量下,S-g-SPAM的降失水性能优于羧甲基淀粉(CMS)。     

新型两性离子固井降失水剂的合成与性能评价

以丙烯酰胺（AM）、丙烯酸（AA）、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和一种新型阳离子单体（X）为原料,采用自由基水溶液聚合法,通过正交实验,优选出最佳合成工艺,合成出一种新型耐盐、抗高温、适用温度范围广的降失水剂TSM-1。用红外光谱、核磁共振和热失重分析对其进行表征,并对添加降失水剂TSM-1水泥浆体系的综合性能进行评价。实验结果表明,聚合物TSM-1中含有4种单体的特征官能团,热稳定性高。降失水剂TSM-1缓凝效果弱,不影响水泥石强度,TSM-1与不同类型水泥和固井缓凝剂配伍好,综合性能优异。由于在聚合物分子结构中引入一种功能性阳离子单体,合成的降失水剂TSM-1有较宽的适用范围,最高可达200℃,可控制饱和盐水水泥浆失水量在50 mL以内,满足固井施工要求。通过化学分析、扫描电镜等方法得出降失水剂作用机理为:两性离子通过多点吸附作用牢牢吸附在水泥颗粒表面,形成一层吸附膜,在失水压差下,吸附膜被挤压、充填于水泥颗粒孔隙中,堵塞失水通道、降低泥饼渗透率,从而控制失水量。