高温缓凝剂AMCT的合成及其性能评价

以甲基丙烯磺酸钠(MAS)、含亲水长链的烯类单体(CL)、丙烯酸(AA)和烯丙基三甲基氯化铵(TMAAC)为原料,合成了一种高温缓凝剂(AMCT)。通过正交实验得到的最佳合成条件为:n(AA)∶n(MAS)∶n(CL)∶n(TMAAC)=4.0∶1.0∶0.15∶0.10,引发剂(NH4)2S2O8加量为单体总质量的4%,单体质量浓度300 g/L,反应温度85℃,反应时间24 h。利用IR和~1HNMR表征了AMCT的结构。采用TGA考察了AMCT的耐温性能。以稠化时间考察了AMCT的温度敏感性和加量敏感性。通过AMCT对水泥浆流变性能的影响说明其分散性和稳定性。通过XRD、EDTA滴定和低场核磁等方法分析了AMCT的缓凝机理。结果表明:AMCT的分解温度为255℃;AMCT的温度敏感性和加量敏感性均符合行业标准要求;AMCT对水泥浆分散性和稳定性无不良影响;AMCT的缓凝机理为自匹配吸附形成包覆层控制水化作用、抑制晶体生长作用和络合作用。     

新型钻井液降滤失剂的合成与性能评价

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和烯丙基醚类亲水单体(APO)为原料,经水溶液聚合法合成了新型钻井液降滤失剂ZJ,并对其结构进行了表征。正交试验确定了合成降滤失剂ZJ的最佳条件为:n(AMPS)∶n(AM)∶n(AA)∶n(APO)=2.0∶4.0∶1.3∶0.02,单体用量为15%,引发剂用量1.0%,p H为7,于70℃反应5 h。室内评价结果表明,合成的降滤失剂作用效果较好,且具有良好的抗温、抗盐性能。     

抗高温油井水泥缓凝剂HL-1 的合成与性能

采用丙烯酸(AA)、马来酸(MA)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)和亲水性长链烯类单体(LN)制备了一种四元共聚油井水泥缓凝剂HL-1。采用单因素实验法优化了HL-1的合成条件,并用红外光谱(IR)和核磁共振氢谱(H~1-NMR)表征了最优合成条件下合成的HL-1结构,考察了该HL-1对水泥浆(G级油井水泥+3.0%微硅+30%砂+1.5%降失水剂SZ1-2+0.8%分散剂SXY,水灰比W/S=0.44)的缓凝性能和流变性能及所形成的水泥石抗压强度的影响。优化后的实合成条件为:AA、MA、SSS、LN摩尔比为0.06:0.54:1:0.1,单体质量分数30%,反应温度60℃,引发剂加量5.0%,pH=5。经IR和H~1-NMR表征,聚合物HL-1的结构与分子设计的目标产物一致。HL-1热稳定性较好,可以在温度低于260℃的较宽温度范围内使用。性能评价结果表明,HL-1具有较好的高温缓凝性能,在150℃、80 MPa下,加有1.0%HL-1的水泥浆稠化时间达到380 min;HL-1对水泥浆有较好的分散作用,可有效改善水泥浆的流动性且对水泥石强度影响不大。     

改性碳纳米管对水泥石力学性能的影响

为满足储气库和高压油气井对水泥石力学性能的要求,优选了改性碳纳米管TNIMH4(—OH)和TNIMC6(—COOH)。考察了他们对水泥浆综合性能及水泥石力学性能的影响。通过抗压强度实验可知,掺入0.01%的TNIMH4能使水泥石强度增加4.32%;掺加0.07%的TNIMC6能使水泥石强度增加19.18%,当TNIMC6与TNIMH4加量相同时,添加TNIMC6的水泥石强度大于添加TNIMH4的水泥石强度。通过三轴岩石力学实验可知,添加TNIMC6的水泥石的三轴抗压强度比空白组增加了41.21%,弹性模量由3 692.5 MPa增加到4 366.5 MPa。通过扫描电镜观察发现,低加量的碳纳米管能在水泥石中较好地分散,随着碳纳米管含量的增加,碳纳米管在水泥石中开始出现团聚现象,增大了水泥石的不均质性,影响水泥石的强度。     

填料分散性对生物基杜仲胶性能的影响

钛白粉加入到杜仲胶中后,对生物基杜仲胶材料性能有着特殊的影响.为了探究钛白粉分散性对生物基杜仲胶性能的影响,取不同份数的钛白粉与杜仲胶共混,利用扫描电子显微镜观察其分散情况,通过循环拉伸测试和RPA测试分析钛白粉分散性对其性能的影响.数据表明:填料网络越均匀,佩恩效应越平缓,分散性越好,生热越少;随着钛白粉用量的增加,其分散性略有下降;当钛白粉达到一定用量后,由于钛白粉粒子分布较密,且团聚现象明显,分散性明显降低.由此可见,适量的钛白粉在杜仲胶中具有良好的分散性,还可以使生物基杜仲胶具有较好的力学性能和加工性能.