一种固井聚合物类降失水剂用交联剂的研制与应用

近年来,油井水泥聚合物降失水剂的应用越来越广泛,该类产品表现出优良应用性能的同时,在高温下部分水解,造成水泥浆稠化时间随着温度的升高而延长的现象也显现出来.针对该问题,研制了一种聚合物用交联剂,能够解决聚合物降失水剂在水泥浆中聚合物水解产生的稠化时间倒挂的问题;同时,经过交联的聚合物降失水剂在流变、失水量和沉降稳定性方面也得到了改善,聚合物降失水剂用交联剂的加入不影响水泥浆强度的发展,有效解决了聚合物降失水剂存在的问题.     

新型高温抗盐油井水泥降失水剂KER的研制

为了解决高温高盐层段固井的降失水问题,本文介绍了一种新型抗盐耐温油井水泥降失水剂KER,并对降失水机理做了一些探讨。在该共聚物分子结构中引入了多种官能团,合理采用了高低分子级配,所以该降失水剂在高温高盐的情况下能够性能稳定,具有一定的分散性能,在很宽的温度范围内具有优良的降失水性能。以KER为主剂的抗盐耐温水泥浆体系具有失水量低、抗盐能力强、水泥浆体系稳定、有较好的综合性能。     

聚合物基纳米SiO_2复合微球固井降失水剂的合成及表征

针对目前水溶性高分子类固井降失水剂抗温抗盐能力差、综合性能欠佳等问题,采用无皂乳液自由基聚合法,以苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体,对苯乙烯磺酸钠(SSS)、2–丙烯酰胺基–2–甲基丙磺酸(AMPS)为离子型共聚乳化剂,纳米二氧化硅为填料,制备P(St/BA/MMA)–g–Si O2复合微球降失水剂(ZJD–220),考察了AMPS/SSS对聚合速率及复合微球性能的影响,评价了含降失水剂(ZJD–220)水泥浆的降失水、抗温抗盐等工程性能,探讨了其在水泥浆中的降失水作用机理。结果表明:复合聚合微球粒径分布均匀且窄,具有典型核壳结构和良好的耐热性能;复合微球(ZJD–220)可以明显改善水泥浆的降失水、耐温耐盐性能,在温度为200℃,复合微球的质量分数为3.0%时,淡水基水泥浆失水量为43 m L,盐水基水泥浆(18%Na Cl)失水量为28 m L;与不同水泥浆体系及外加剂具有良好的配伍性。通过化学分析、电镜扫描等手段揭示降失水剂ZJD–220的降失水作用机理为:聚合物微球在水泥颗粒及滤饼孔隙间通过"吸附架桥–填充堵塞–聚集成膜"的协同作用,改善了水泥浆滤饼质量,降低了滤饼渗透率,控制了水泥浆失水量。     

韧性高胶结固井水泥浆体系研究

为保障油气井水泥环长期密封完整性,室内研究了增韧纤维、膨胀剂、胶乳液三种功能材料,同时研究了降失水剂、分散剂、缓凝剂添加剂,构建了韧性高胶结水泥浆体系,并对水泥浆体系性能进行评价。实验结果表明,增韧纤维、膨胀剂PZ-1和胶乳液可以提高水泥石的抗冲击强度,增大水泥石膨胀率,改善水泥石的胶结强度和韧性性能。降失水剂SSR、分散剂FSA和缓凝剂HNA能改善水泥浆的失水量、流变性和稠化性能。使用这些添加剂构建的韧性高胶结水泥浆流变性好,失水量低,稠化时间满足要求,抗压强度较高,同时水泥浆具有较好的韧性和高的胶结强度。研究成果可为复杂油气井固井作业提供技术支持。     

耐盐降失水剂AMPS/DMAA/IA的合成及其性能评价

针对目前降失水剂黏度大、易增稠、抗盐能力差等问题,以2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸（AMPS）、N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAA）、衣康酸（IA）为聚合单体,采用水溶液自由基聚合方法合成了适用于海水水泥浆体系的降失水剂AMPS/DMAA/IA。通过红外光谱分析,各单体成功参与聚合反应,经热重分析,三元共聚物AMPS/DMAA/IA耐温可达320℃。经水泥浆性能测试表明,该降失水剂具有优良的降失水性能,抗盐可达饱和;在海水水泥浆体系稠化曲线平稳,无"鼓包"、"包芯"现象;低温下,随着加量增加,对水泥石抗压强度影响较小,无超缓凝现象,在海水水泥浆中具有良好的综合性能。     

油井水泥降失水剂(HCW-1)的合成及性能评价

研究了2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS）、丙烯酸(AA)和一种功能型单体(简称为SM)三元共聚物(HCW-1)的合成方法及在油井水泥浆中的降失水作用,并探讨了其降失水机理。实验结果表明,HCW-1对水泥浆稠化时间和水泥石抗压强度无不良影响,是一种良好的降失水剂。     

四元共聚物降失水剂抗盐性能的室内评价

从四元共聚物抗盐降失水剂的角度,以常规密度盐水水泥浆为主要研究对象,系统研究了不同加量盐的水泥浆在不同温度下的密度、稠化时间、流变失水等性能变化。结果表明:XJL-3降失水剂能够在饱和盐水中仍能控制住浆体的失水,盐的加入没有改变浆体的流态,但降低了浆体的塑性粘度和动切力,在80℃进行水泥浆安全施工稠化时间设计时,要密切注意该温度节点存在的缓凝现象有可能对现场固井存在的影响,高于93℃,要保证现场的安全施工,需要加入一定量的中高温缓凝剂。     

SDJ2油井水泥降失水剂的室内研究

选用合适平均分子量的水溶性天然高分子改性产物羟乙基纤维素(HEC)合成一种油井水泥降失水剂SDJ2,并对添加SDJ2的水泥浆的性能进行了室内评价。这些性能包括水泥浆的流变性能、稳定性、稠化时间、失水量和水泥石的抗压强度等,并且将SDJ2与自制缓凝剂SDH-2进行了配方试验。结果表明,SDJ2对水泥浆有显著的降失水作用,流变性能和稳定性良好,与缓凝剂SDH-2有很好的相容性,稠化时间可调,水泥石抗压强度符合要求。     

油井水泥降失水剂的研究与应用

叙述了降失水剂的作用机理和失水规律；介绍了改性天然高分子类降失水剂和合成高分子类降失水剂，其中合成高分子类性能优异，成为研究热点；综述了近几年国内油井水泥降失水剂的开发与应用情况，并对油井水泥降失水剂的发展趋势提出一些观点。     

一种抗温耐盐油井水泥降失水剂SW-1的研究

针对目前使用的降失水剂普遍存在抗温、抗盐能力差的问题,采用自由基聚合法,以丙烯酰胺(AM)、苯乙烯磺酸钠(SSS)和乙烯基吡咯烷酮(NVP)为共聚单体,制备了油井水泥抗温耐盐降失水剂SW-1,抗高温达到140℃,配浆水含盐量达到15%时,仍能有效控制水泥浆的失水;对水泥石的强度发展无不良影响,与水泥及其外加剂有很好的配伍性,在水泥浆体系中表现出良好的综合性能,具有一定的应用前景。     

油井水泥降失水材料的研究进展

综述了近十年来国内外油井水泥降失水剂的研究及应用情况,这些降失水剂主要包括超细颗粒材料和水溶性高分子材料,并分析了有关降失水作用机理,其中介绍了水溶性聚合物的5种改性方法,最后提出了今后对油井水泥降失水剂应进一步研究的工作.     

近年来油井水泥降失水剂研究现状概述

概述了近年来国内外天然类高分子材料、合成类高分子材料、颗粒类材料3类主要油井水泥降失水剂的应用情况和研究现状,从作用机理角度出发分析了目前油井水泥降失水剂存在的不足和今后研究发展趋势。指出目前合成类降失水剂在复杂地质环境中、高温条件下性能下降明显,颗粒类普遍存在稳定性不好、与其他外加剂配伍性差,降失水剂作用机理的相关研究偏少等问题。现用降失水剂的合成选用单体大部分为有毒物质,生物降解性能差,在各国对环境保护力度加大的大背景下,开发环境友好型降失水剂是大势所趋。     

抗高温弹性固井水泥浆体系研究

为解决高温下水泥环完整性保障问题,根据高温复杂井对固井水泥浆体系要求,研究高温降失水剂、高温缓凝剂和抗高温弹性剂调节水泥浆的失水量、稠化时间和弹性模量,并构建了高温弹性水泥浆体系,对其性能进行评价。结果表明,研究的高温降失水剂HRW-4、高温缓凝剂HRT和高温弹性剂能有效调节水泥浆体系的各项性能,构建的水泥浆体系流变性满足固井施工要求,失水量33mL,稠化时间3～5h之间,抗压强度20 MPa以上且力学性能高温稳定性好,弹性模量低,有助于保障高温环境下水泥环完整性。     

复合型油井水泥早强剂LL的配伍性研究

在油气井固井作业中需要使用油井水泥外加剂来控制、改善水泥浆的流变性能和水泥的水化、凝结性能,提高水泥石的综合性能,保证固井质量。大量的实践表明,保证固井质量的关键之一是固井水泥浆的良好性能。而固井水泥浆的良好性能取决于水泥浆和水泥浆外加剂的性能。主要研究自制复合型油井水泥早强剂LL与实验室自制油井水泥缓凝剂MAM,分散剂FASA,降失水剂AS的配伍性规律。按照中国石油天然气行业标准SY/T5504.4-2008,SY/T5504.1-2005,SY/T5504.3-2008和SY/T5504.2-2005,测试水泥浆性能,最后进行早强水泥浆体系性能测试,通过配方1抚顺G级油井水泥+2.5%早强剂LL和配方2抚顺G级水泥+2.5%早强剂LL+1.0%缓凝剂MAM+0.5%分散剂FASA+1.0%降失水剂AS的水泥浆性能比较,结果表明,早强剂LL分别加入缓凝剂MAM,分散剂FASA,降失水剂AS后水泥浆性能均能达到相关行业标准,配伍性良好,并且早强水泥浆体系性能稳定,测得的稠化时间略有加长,初始稠度较低,抗压强度降低,能够满足固井的各项指标的要求。     

水滑石插层降失水剂的制备和性能研究

随着石油开发逐渐转向陆地深层、超深层,固井工程对油井水泥降失水剂的要求越来越高,降失水剂在高温高盐地层依然需要具备良好的控水特性.为了满足油井水泥降失水剂耐高温的性能,将有机聚合物降失水剂与新型无机材料水滑石结合起来,研制出一种耐高温耐盐的新型油井水泥降失水剂.选择2-丙酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、对苯乙烯磺酸...     

P (AMPS-DMAA-MEP)三元共聚降失水剂的制备及其性能研究

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)和2-(甲基丙烯酸氧基)乙基磷酸酯(MEP)为原料,采用水溶液自由基共聚法合成了一种磷酸盐改性的三元共聚物,并将其作为油井水泥降失水剂进行了评价。结果表明,与通常使用的AMPS-DMAA共聚物相比,该三元聚合物能有效提高15%盐水水泥浆在140℃下的降失水效果和高温稳定性,并确定出最佳添加量2%下,该水泥浆浆体的滤饼渗透率能降低至4. 2μD,滤失量低于30 mL。     

一种超低密度水泥浆抗高温降失水稳定剂QX-2的制备与性能评价

为克服高温条件下超低密度水泥浆减轻剂游离上浮、聚集等问题,通过水溶液聚合法利用单体N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)、二乙烯苯(DVB)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)制备了抗高温降失水稳定剂QX-2,通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)对其分子结构进行了表征,并考察了其对超低密度水泥浆体系的沉降稳定性能、降滤失性能、流变性能、稠化性能、水泥石抗压强度、抗盐性能的影响。结果表明,抗高温降失水稳定剂QX-2在温度高达150℃的超低密度水泥浆体系中仍具有较好的沉降稳定性能和降滤失性能,其上、下层密度差在0.03 g·cm^-3以内;QX-2能保证超低密度水泥浆的稠度系数稳定,具有良好的流变性能;QX-2能使水泥石抗压强度增强,有利于提高超低密度水泥浆体系的固井质量;QX-2具有优良的抗盐性能,可拓宽超低密度水泥浆体系的应用环境。     

新型聚合物型水基钻井液降失水剂的合成及性能研究

以烯丙基磺酸钠(AS)、甲基丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酰胺(AM)为原料,合成了一种新型聚合物型水基钻井液降失水剂。降失水剂的最佳合成条件为:反应温度65℃,引发剂用量0.35%,单体总浓度30%,pH=7,单体配比AM∶AS∶MA=35∶15∶50。该降失水剂具有良好的降失水效果,且对钻井液的流变性影响不大。     

新型抗温耐盐聚合物降失水剂的制备及性能研究

针对目前降失水剂耐温抗盐能力不足、综合性能差等问题，以改性nano-SiO₂、AMPS、AM、MA和SSS为原料，通过自由基水溶液共聚法制备了一种新型水溶性聚合物基纳米SiO₂复合物P(AAMS)/nano-SiO₂来提高固井水泥浆高温高盐环境下的控失水能力，从而提高固井质量，保障油气资源的高效安全开采。利用红外、核磁等手段表征了P(AAMS)/nano-SiO₂的结构，并对P(AAMS)/nano-SiO₂水泥浆体系的控失水、耐温、抗盐及其他基本施工性能进行评价。结果表明，P(AAMS)/nano-SiO₂可明显提高水泥浆在高温高盐环境下的控失水能力，当P(AAMS)/nano-SiO₂掺量为0.9%时，其水泥浆在120℃下的失水量为44 mL;在含10%～30%NaCl盐水的水泥浆中，P(AAMS)/nano-SiO₂掺量为1.2%时，水泥浆的失水量仍小于50 mL,能满足固井施工要求，对水泥石的力学性能、稠...     

AMPS共聚物类抗盐降失水剂HJS-II室内评价

AMPS共聚物是固井工程使用最广泛的聚合物类降失水剂,具有良好的耐温、抗盐和抗水解性能。降失水剂HJS-Ⅱ是以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酰胺(AM)为原料,过硫酸铵-亚硫酸氢钠氧化还原体系为引发剂,用水溶液聚合的方法合成一种AMPS/AM共聚物。实验结果表明:HJS-Ⅱ在中温区和高温区适宜掺量为1. 5%和2. 2%; HJS-Ⅱ具有良好的抗盐性能,在质量分数为25%的含盐水泥浆中掺量为3. 5%时可以控制滤失量在50 m L以下。