丁苯胶乳水泥浆体系消泡剂优选与评价研究

由于国产丁苯胶乳中含有大量的表面活性剂,在拌合过程中易导致气泡在水泥浆中形成并稳定存在,从而起泡严重,对水泥石密度和抗压强度产生较大的影响。本文对不同消泡剂的表面张力、胶乳稳定性以及不同温度下水泥浆流动性、密度进行了实验测试和讨论,并对添加复配消泡剂前后丁苯胶乳所形成水泥石的抗压强度和微观结构进行了分析。结果表明:丁苯胶乳浓度相对于消泡剂的种类对水泥浆体系影响较小,并且胶乳水泥浆高温下起泡比常温下严重;消泡剂异辛醇和二甲基硅油均具有较低的表面张力、不破坏胶乳稳定性以及对流动性影响较小,且在90℃下具有较好的消泡效果,加量为0.3%时的效果最佳;加入复配消泡剂(二甲基硅油和异辛醇质量比为1:1.5)后的丁苯胶乳(加量为水泥质量的10%)所形成的水泥石抗压强度得到明显提高,气泡、孔量明显降低,结构更加致密。图10表5参14     

羧基丁苯胶乳在水泥浆中的分散稳定性研究

通过对羧基丁苯胶乳的稳定性分析和大量的试验,选用非离子表面活性剂作为羧基丁苯胶乳的稳定剂,在常温常压稠化仪和高温高压稠化仪中进行了试验,确定了非离子表面活性剂STB-1和STB-4的加量对羧基丁苯胶乳稳定性的影响,结果表明同时加入非离子型表面活性剂STB-1和STB-4且加量为羧基丁苯胶乳JR-1加量的10%时,在高温高压下能保持良好的稳定性,而且水泥浆的稠化曲线为直角稠化。流变性试验也表明羧基丁苯胶乳水泥浆的流变性很好。     

新型自愈合水泥研制

为解决固井结束后出现微环隙或者微裂缝造成环空窜流的问题,研究出一种新型自愈合水泥。该水泥浆以阴离子型聚异戊二烯胶乳（IR）作自愈合组分,胶乳粒度较大,粒径主要分布在1.44 μm 左右,但分布范围较窄。通过室内实验,优选出了可在常温IR 胶乳水泥浆中使用的稳定剂AES、FW-1,可在高温IR 胶乳水泥浆中使用的稳定剂FW-2,该水泥浆的常规浆体性能满足固井要求。初期性能评价结果表明,室温下IR 胶片2 h 内的吸煤油量达11.2 g/g,吸液化石油气的量为3.5 g/g,可以满足膨胀密封微裂缝作用;而且溶胀后的胶乳是黏稠而稍具流动性的体系,在压力作用下会有一定程度的运移,大量溶胀胶乳在微裂缝或微环隙某部位积聚而使其闭合,切断油气窜流通道,表明IR 胶乳水泥具有实现自愈合的可行性。      

固井水泥浆用高温稳定剂BH-HS004S的研制与应用

针对水泥浆在高温条件下稳定性差的难题,将通过聚合反应制得的生物聚合物A（改性定优胶）与天然矿物B以2∶3配比进行复配,得到一种性能优异的固井水泥浆用高温稳定剂BH-HS004S,抗温达240℃,在40～50℃开始发生热增稠现象。该高温稳定剂适用于常规密度水泥浆、低密度水泥浆和高密度水泥浆三种水泥浆体系,通过实验表明,常规密度水泥浆推荐加量0.2%～0.4%,适用最高温度为210℃,低密度水泥浆推荐加量0.8%～1.0%,适用最高温度为180℃,高密度水泥浆推荐加量1.0%～1.2%,适用最高温度为160℃。该高温稳定剂具有低温条件不明显增稠,高温条件抑制水泥浆变稀,与其他外加剂配伍性好,对水泥浆其他综合性能无不良影响等优点,能有效解决三种水泥浆体系高温沉降稳定性差的难题,并且现场应用5井次,效果良好,固井质量优质。     

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针对胶乳种类对油井水泥浆性能的影响；胶乳加量对油井水泥浆性能的影响；降失水剂对胶乳水泥浆体系性能的影响；胶乳对水泥石强度的影响。实验研究了国产丁苯胶乳对油井水泥浆的失水、流变性、自由液和水泥石抗压抗折强度的影响。结果表明 ,随胶乳加量增大，胶乳对水泥浆体系的流变性影响不大，但使体系的失水量及自由液明显降低，对水泥石的抗压强度减小而抗折强度增大。理论分析了胶乳对油井水泥浆性能影响的因素。     

复合乳化剂作用下抗温耐盐丁苯胶乳的制备及性能评价

针对丁苯胶乳用于固井增韧剂存在耐温性、抗盐性差,且在使用过程中需要搭配胶乳调节剂的缺点,以对苯乙烯磺酸钠、衣康酸为功能单体,OP-10、SDS复合乳化体系,改性丁苯胶乳合成了SCMBR胶乳,研究了不同乳化剂复配比例对该胶乳性质的影响。通过粒径、Zeta电位、透射电子显微镜综合表征了该胶乳的微观结构,评价了其耐热性、抗盐性。结果表明,由于磺酸基团和羧基的引入,SCMBR胶乳的耐热性能良好,热分解温度达400℃以上,且抗盐性能优异,TEM图像显示,SCMBR胶乳分散均匀,无团聚体。将SCMBR胶乳引入水泥,可明显改善水泥的稳定性,将游离液含量降低至1%以下,水泥浆上下层密度差缩小至0,对水泥流变性能抗折强度提升效果明显,效果最优的SCMBR-4:1改性水泥石28 d的抗折强度相较于纯水泥提高了20.5%,在深层、超深层固井中应用前景广阔。     

胶乳水泥浆体系在深井水平井的应用

针对庆深气田深井水平井温度高、易气窜的特点,在胶乳水泥浆基础上,通过优选高温稳定剂,研制出了深井水平井胶乳水泥浆体系DHL-600。室内评价结果表明,该体系在高温水平条件下具有低失水、无游离液、水泥浆及水泥石上下层密度差小、沉降稳定性好、防气窜等特点。在庆深气田升深平1井和徐深1-平1井2口深层气井水平井中应用,没有发生气窜且固井质量良好。室内实验和现场应用表明,该水泥浆体系能够满足深井气井水平井的固井施工和固井质量的要求。     

一种柔性水泥浆体系的室内评价

多分枝井固井作业中需要提高主井眼和分枝井眼连接处水泥石的柔韧性,保证固井作业质量。室内选择胶乳与纤维作为增加水泥石的柔韧性能的材料。通过评价不同胶乳加量下水泥石的柔韧性能,确定了柔性水泥浆体系中胶乳的最优加量;通过评价加入了不同长度纤维的水泥石的柔韧性能,确定了柔性水泥浆体系中纤维的最佳长度,同时研究了纤维加量变化对水泥石力学性能的影响。将所建立的柔性水泥浆体系和常规聚合物水泥浆体系进行对比试验,结果显示柔性水泥石的抗冲击强度以及胶结性能有着大幅度提高,弹性模量大幅度降低。这不仅说明了该柔性水泥浆体系具有良好的柔韧性,同时也确立了柔性水泥浆的优越性与良好的应用前景。     

一种新型胶乳水泥浆性能研究

通过对胶乳水泥浆体系的降失水、稠化时间、胶结强度、稳定性、流变性、防气窜能力、强度等方面的性能进行评价和配方调试实验,结果表明:与普通的油井水泥相比,胶乳水泥弹性好,具有良好的抗拉、抗折和抗冲击性能,耐腐蚀性好,水泥环界面胶结良好;胶乳的加入增强了水泥石的抗冲击性和弹性,复配后水泥浆的降失水性能良好.胶乳水泥浆体系具有...     

新型抗高温粉煤灰低密度水泥浆

针对目前粉煤灰低密度水泥浆体系高温下沉降稳定性差及顶部水泥石抗压强度发展缓慢等问题,测试了在中高温条件下粉煤灰、微硅类稳定剂加量对水泥石强度的影响,实验发现微硅类稳定剂在高温条件下(≥125℃)会阻止粉煤灰水泥浆抗压强度正常发展。通过研究出一种新型高温增强剂,保证了粉煤灰低密度水泥浆体系的高温稳定性,并解决了目前粉煤灰低密度水泥浆体系存在的高温强度发展异常、强度很低等问题,最后开发出一套密度为1.50~1.60 g/cm3的粉煤灰低密度水泥浆体系。该体系具有沉降稳定性好、API失水量小、稠化时间可调等性能,水泥石抗压强度较高且顶部抗压强度发展良好,130℃下静胶凝强度的过渡时间为18 min,能够满足85~130℃的大温差高温固井。     

胶乳对水泥石韧性性能的影响

室内实验考察了胶乳添加前后水泥石韧性性能的变化以及胶乳添加量对水泥石韧性性能的影响。结果表明,与普通水泥石相比,胶乳水泥石的抗压强度降低、抗折强度提高,从而整个体系表现出刚性降低、柔性增大的特点。胶乳添加量为20％时,胶乳水泥石的脆性系数下降约50％,单位面积抗冲击功增加91％以上。     

胶乳水泥浆的室内研究及应用

为了有效提高水平井水泥环胶结强度,提高固井质量,通过对现有胶乳添加剂的改善和优选,开发出一种新型胶乳水泥浆体系。对该体系的失水控制、防漏失性能、流变性、稳定性、稠化时间及水泥石力学性能进行了室内实验。实验表明,胶乳水泥浆具有良好的流变性和较高的沉降稳定性,能有效控制失水、防止环空窜流;水泥石的渗透率低、弹性及抗拉强度高、抗冲击能力强;能有效提高第一界面和第二界面的胶结强度,延长水平井寿命。     

胶乳水泥浆在普光气田的应用

介绍了丁苯胶乳及其胶乳防气窜水泥浆体系的流变性和直角稠化性,胶乳水泥石的强度特性、渗透率及胶乳的物理性能.将胶乳水泥浆应用在普光气田11井次中,合格率为100%,其中7口井固井质量优良.根据现场施工情况,深入分析了胶乳水泥浆体系现场应用过程中容易出现的问题,为胶乳水泥浆体系的应用提供了参考依据.     

一种抗盐抗高温非离子型防窜丁苯胶乳的室内研究

非离子丁苯胶乳原浆直接应用于油井水泥浆体系中时,水泥浆体系的稳定性差,适用温度低,不具有抗盐的性能,难以满足高温深井、复杂结构井固井的需求。通过在非离子丁苯胶乳原浆中加入3%非离子表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚(10) FB-1、1%烷基酚聚氧乙烯醚(40) FB-2,制备出一种油井水泥防窜胶乳BZT-L2。对BZT-L2胶乳的抗温、抗盐以及防窜性能评价。结果表明,在30~170℃下,加入8% BZT-L2胶乳的水泥浆的API失水量控制在50 mL以内;稠化曲线呈直角,SPN值小于3,静胶凝强度过渡时间仅为11 min,抗盐达半饱和,胶乳的加入不但可以减少水泥浆失水量,而且可以增强水泥浆的防窜性能。此外,BZT-L2胶乳与其它水泥浆外加剂的相容性好,由其配制的水泥浆体稳定,综合性能好,自由水和密度差均接近零,流变性和流动度良好,抗压强度较高。BZT-L2胶乳水泥浆可以应用于复杂结构井、小井眼井以及水平井固井。      

Preparation of an SBS Latex–Modified Bitumen Emulsion and Performance Assessment

Abstract

For resolving the contradiction of the stability between styrene-butadiene-styrene (SBS)-modified bitumen emulsion and the concentration of SBS, a method of preparing SBS latex is provided in this article. Results showed that SBS latex had good stability properties and performance. The effect of emulsifier concentration on the storage stability showed that the maximum stability of SBS latex–modified bitumen emulsion (SBS-LMBE) was obtained at emulsifier weight concentration 1.0% and addition of SBS latex to bitumen emulsion enhanced the difficulty of emulsification. The effects of SBS latex on bitumen properties showed the penetration decreased, whereas the softening point and ductility at 5°C increased, which means that SBS latex plays a role in improving the properties of bitumen. Compared to the base bitumen, saturate and aromatic of evaporation residue of SBS-LMBE decreased. However, resin and asphaltene increased. Analysis of the relationship between the components and properties of bitumen showed that the components change caused by SBS latex was beneficial to the properties of bitumen. The colloidal index (CI) showed that SBS latex also made the colloidal system more stable.     

丁苯胶乳水泥浆体系的抗蚀性能

通过室内实验研究,优选出了与丁苯胶乳配套的外加剂,包括分散剂、稳定剂、缓凝剂等,形成了适合不同温度下的胶乳水泥浆体系,并通过扫描电镜和X射线衍射仪对胶乳水泥石的耐腐蚀性能进行了研究,同时进行了水泥石抗压强度、抗折强度和渗透率实验.结果表明,该丁苯胶乳水泥石的抗压、抗折强度高、耐腐蚀性好,该体系具有广泛的推广应用价值.     

抗温防窜胶乳水泥浆体系的研制

陆东五彩湾地区油气井固井过程中气侵、气窜严重，而现有的防窜水泥浆体系防窜作用单一，很难满足固井要求。为解决这种问题，提出用胶乳水泥浆体系来防窜。通过实验，从应用广泛的固井胶乳中优选出性能优良的胶乳，为进一步加强其防窜和降失水性能，使其与高性能降失水剂复合，添加适量外加剂，形成新型防气窜胶乳水泥浆体系；进而研究了不同温度条件下胶乳水泥浆体系对稠化时间、流变性、降失水、抗压强度的影响。结果表明：该胶乳水泥浆体系具有较强的抗温防窜性能，能完全满足该地区的固井要求。     

有机概念图在核壳微乳液聚合中的应用

实验以丙烯酸丁酯、丙烯酸、苯乙烯、可聚合型乳化剂等为原料,以种子微乳液聚合法制备了核壳型苯丙微乳液。利用有机概念图选择微乳液聚合用乳化剂,选用高效乳化剂MS-1(壬基酚聚氧乙烯醚-2-磺酸基琥珀酸单酯二钠盐)和聚合型乳化剂复配,在复配比为6:2,用量为体系的2.4%时,合成粒径为47.24 nm、吸水率8.09%的苯丙微乳液。探讨不同乳化剂配比对乳液性能和涂膜性能的影响,实验结果表明,当复合乳化剂(α角分别为72.98°和72.63°)与聚合体系(α角为72.91°)的α角(I/O值)相匹配时,得到性能较好的苯丙微乳液。