油井水泥大温差缓凝剂的合成及性能研究

针对长封固段固井中水泥浆顶部和底部温差大导致顶部水泥浆超缓凝或不凝等问题，本文以2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和长链季铵盐(DBrC)为单体，合成了一种油井水泥大温差缓凝剂PADBrC。其结构和性能用红外光谱、核磁共振氢谱、热重分析及扫描电镜等表征。研究结果表明：PADBrC通过抑制水泥中Ca(OH)₂和水化硅酸钙凝胶(C—S—H)的生成，抑制水泥的水化作用；PADBrC能使水泥浆在150℃高温条件下保持良好的稠化性能，稠化时间为235 min,稠化曲线平稳；PADBrC能使水泥浆在60℃低温条件下养护24 h的水泥石的抗压强度大于14 MPa,因而PADBrC具有良好的温差适应性，可满足60～150℃的大温差固井施工要求。     

高分子聚合物/有机物复合型高温缓凝剂的构建及其性能研究

通过水溶液聚合法合成高分子聚合物缓凝剂PID-1,采用红外光谱、热重分析及扫描电镜分析了PID-1的化学结构、热稳定性及微观结构,并基于低场核磁工作分析测试技术及扫描电镜等对其缓凝性能进行了分析。辅以具有缓凝性能的有机物PN构建高分子聚合物/有机物复合型高温缓凝剂PID-2,就其缓凝作用、稠化性能、温度及加量敏感性等进行了探讨,并结合孔隙度演变、水化产物类型及含量揭示了复合型高温缓凝剂PID-2影响水泥浆体系早期抗压强度发育的内在机理。      

明胶接枝磺化缩聚物油井水泥分散剂的合成与性能

以动物明胶为原料,通过与甲醛、丙酮和焦亚硫酸钠发生磺化接枝反应,合成了一种新型的明胶接枝磺化缩聚物油井水泥分散剂.利用红外光谱分析测试技术证明了在明胶分子侧链上引入了磺化缩聚物.测试结果表明,当合成分散剂加入质量分数为1%时,水泥浆的流性指数、稠度系数和稠化时间比值(与未加水泥浆)分别为1.124、O.014和1.02,抗压强度比值均大于1.0,在18%NaCl、37%NaCl和2%CaCl,盐水水泥浆的流性指数分别为1.021、1.087和0.914、稠度系数分别为0.035、0.025和0.063.结果证明.明胶接枝磺化缩聚物的分散性能优异、耐盐性强并且无缓凝副作用,性能与常用的磺化醛酮缩聚物分散剂接近.是一种新型的预期可生物降解的油井水泥分散剂.     

水溶性聚合物改性水泥的研究 Ⅱ.水溶性聚合物对水泥水化过程的影响

从聚合物改性水泥的水化速率、水化热及水化生成物三方面讨论了聚合物对水泥水化的影响。水泥溶液ｐＨ 值和电导率及水泥凝结时间的研究结果表明,非离子聚合物聚丙烯酰胺、聚乙烯醇减慢水泥的初期水化,具有缓凝作用,而阴离子聚合物水解聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、磺化聚丙烯酰胺及磺化聚苯乙烯则加速水泥的初期水化,具有促凝作用;水化放热测量结果表明,掺加聚合物均滞缓水泥的后期水化;ＸＲＤ 分析表明,ＨＰＡＭ 抑制水泥中晶体的早期生长,有利于晶体后期形成。在水泥中掺加１ ％ ～２ ％ 的ＨＰＡＭ、ＰＡＡ、ＳＰＳ或ＰＶＡ,抗折强度和抗压强度均有明显提高。     

阴离子型丁苯胶乳粉的合成及其在油井水泥中的应用

油井水泥具有脆性，其弹性形变能力不足，对外部载荷的抵抗力差，阻碍了油气井固井技术的发展。为了克服这些不足，合成了一种阴离子型丁苯胶乳粉弹性材料。以聚丁二烯(PB)、苯乙烯(St)为原料，以顺丁烯二酸(MA)为改性单体，m(PB)∶m(St)∶m(MA)=6∶2∶1,在70℃下反应7 h,经干燥，研磨后得到阴离子型丁苯胶乳粉(SBRM)。通过红外光谱仪、核磁共振氢谱仪、热重分析仪、水润湿性测试和显微镜表征了SBRM的结构，分析了SBRM的性能。经红外光谱与核磁共振氢谱分析，证明了合成产物为SBRM;由热重分析可知，合成的SBRM热稳定性较好，当温度高于375℃时，SBRM的主链才会发生分解；SBRM的接触角为47.1°。按照配方1(G级油井水泥+2%降失水剂(SWJ-1)+1%分散剂(SXY),水泥浆水灰比为0.44,均为质量比，下同)配制空白组水泥浆，按照配方2(G级油井水泥+2%降失水剂(SWJ-1)+1%分散剂(SXY)+3%/5%/7%SBRM,水泥浆水灰比为0.44)配制丁苯胶乳粉水泥浆，按照配方3(G级油井水泥+2%降失水剂(SWJ-1)+1%分散剂(SXY)+3%/5%/7...     

水溶性聚合物改性水泥的研究：Ⅱ.水溶性聚合物对水泥水化过程的 …

从聚合物改性水泥的水化速率，水化热及水化生成物三方面讨论了聚合物对水泥水化的影响。水泥溶液ｐＨ值和电导率及水泥凝结时间的研究结果表明，非离子聚合物聚丙烯酰胺，聚乙烯醇减慢水泥的初期水化，具有缓凝作用，而阴离子聚合物水解聚丙烯酰胺，聚丙烯酸，磺化聚丙烯酰胺及磺化聚苯乙烯则加速水泥的初期水化，具有促凝作用；     

油井水泥浆抗高温抗盐降失水剂合成及性能研究

通过自由基聚合制备了一种新型的AMPS/DMAA/AHPS/AA四元共聚物油井水泥浆降失水剂,通过红外光谱进行了分析测试,测试了加有抗高温抗盐降失水剂水泥浆的各项性能。结果表明加有该抗高温抗盐降失水剂的油井水泥浆满足API失水量小于50m L的标准,该降失水剂可以满足160℃高温条件,略有延长水泥浆稠化时间和降低水泥石抗压强度的作用,抗盐能力达到36%。     

温敏两亲性接枝物PAM-g-PNIPAm的合成及表征

以巯基乙胺为分子量调节剂,以丙烯酰氯作为链端转化剂合成了不同分子量的端丙烯酰胺基聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAm)大分子单体;与丙烯酰胺共聚合,合成了以PNIPAm为侧链的接枝聚丙烯酰胺.用FTIR和¹HNMR方法表征了接枝聚合物与大分子单体的组成.该接枝聚合物在水溶液中具有热缔合特性及明显的温敏增稠性,水溶液的粘度在32～50℃之间随温度增加而增加.     

固井用聚合物高温悬浮剂的合成及性能研究

针对目前超深超高温井固井过程中水泥浆悬浮稳定性差、综合性能不足的问题,基于水泥浆高温沉降失稳机理分析,用2-丙烯酰胺基- 甲基丙磺酸（AMPS）、丙烯酰胺（AM）、N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）和二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）合成了一种四元共聚物悬浮剂P(AADN),其结构和性能经红外光谱、热重分析及环境扫描电镜等表征。结果表明：悬浮剂水溶液呈现均匀的交联网架结构且热稳定性良好;在200 ℃下,P(AADN)加量为0.5%时,水泥石上下密度差小于0.02g/cm³;同时,水泥浆体系流变性、稠化性能等均良好,可满足现场施工要求。      

非包覆型油井水泥自修复剂的制备与评价

采用反向悬浮聚合法,丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体,过硫酸钾（KBS）作引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)作交联剂,制备了一种非包覆遇水膨胀型自修复剂LF-1,其结构经SEM和IR表征。结果表明,LF-1分散均匀,表观形态呈多孔、粗糙褶皱状。将2%LF-1加入水泥浆中,水泥浆流动度为20.1 cm,失水52 mL,稠化时间217 min;用5000 mg/L的盐水养护造缝水泥石,12 h内即无渗透性;水泥石24 h抗压强度为16.1 MPa,抗折强度为4.92 MPa。