化学交联聚乙烯醇的交联度和降失水性能的关系

作为油井水泥降失水剂，聚乙烯醇（PVA）和共混的无机盐在较低温度下（＜40℃）难形成均匀的络合物胶，在较高温度下（＞100℃）络合物胶又易分解，因此共混交联PVA的适用温度范围较窄。用化学交联的方法对油井水泥降失水剂PVA进行了改进。室内实验评价了化学交联聚乙烯醇的交联度（交联度与分子量成正比，试验用分子量来表征交联度）与其降失水性能的关系以及添加化学交联PVA的水泥浆的综合性能。结果表明，控制交联度使化学交联PVA的平均分子量在350000－650000之间，加有化学交联PVA的水泥浆的API失水量可以控制在50mL以下，抗温可达120℃，抗盐（NaCl）可达8％；化学交联PVA使水泥浆的稠化时间稍有延长，抗压强度不降低，抗析水能力增强，与分散剂USZ复合使用，水泥浆的流变性能良好；化学交联PVA能提高水泥浆的防气窜能力。     

聚乙烯醇胶乳油井水泥抗盐性能实验

为了有效地使用聚乙烯醇胶乳油井水泥，采用氯化钠和氯化钙模拟现场水质和工况。应用API标准实验方法研究了其抗盐性能。研究结果表明，随着氯化钠或氯化钙加量的增大，水泥浆的失水量、初始稠度和游离水量逐渐增大，稠化时间逐渐缩短，水泥石的抗压强度和胶结强度略有增长。氯化钠和氯化钙的加量存在拐点值，该值随聚乙烯醇加量的增大而增大，超过该值后，水泥浆失水量急剧增大，当聚乙烯醇加量为0．1%，0．35％和0．7％时，氯化钠加量的拐点值分别约为1％，3％和4％，而氯化钙加量的拐点值则约为1．5％，2．5％和3％。机理分析结果表明，氯化钠和氯化钙主要是通过与聚乙烯醇反应以及介入水泥的水化进程影响水泥浆和水泥石的性能。     

化学交联聚乙烯醇降失水剂的性能评价

以聚乙烯醇(PVA)为原料、乙二醛和戊二醛为交联剂合成了混合交联PVA油井水泥降失水剂。室内实验评价了添加混合交联PVA的水泥浆的综合性能。结果表明,加有混合交联PVA的水泥浆的API滤失量可以控制在50 mL以下,抗温可达125℃。混合交联PVA使水泥浆的稠化时间稍有延长,抗压强度不降低,抗析水能力增强;当混合交联PVA与分散剂DZS和缓凝剂DZH复合使用时,水泥浆的流变性能良好。图1表4参6     

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%。     

耐高温油井水泥降失水剂的合成及性能

采用自由基聚合法,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和乙烯基吡咯烷酮(NVP)为共聚单体,合成了油井水泥降失水剂.结果表明,在反应温度为40℃,NVP质量分数为3%,引发剂过硫酸铵及亚硫酸氢钠质量分数为0.08%的条件下,所合成降失水剂具有较好的耐温、耐盐性能.     

交联聚乙烯醇的防窜机理及应用

介绍了一种以交联聚乙烯醇为基础的防窜油井水泥降失水剂,通过在水泥和地层界面间形成一层具有一定韧性的聚合物薄膜滤饼,产生对流体侵入的附加阻力p附,使得P地〈P静＋P阻＋P附，来达到防止地层流体侵入的目的。水泥浆的失水量可以控制在60ml。以下，稠化时间容易调节，游离液较小，水泥浆总体性能良好，24h水泥石抗压强度较高，能够满足一般油气井固井的要求。列举了其水泥浆的综合性能以及在陆地油田和渤海油田应用的实例。     

新型聚合物类油井水泥缓凝降失水剂的合成及性能评价

随着油气井钻井深度的增加,目标地层的温度和压力也不断增加,井底和井口温度差增大,固井作业难度越来越大,尤其是在长封固段固井工作中。从水泥浆工艺上解决这个问题的途径是采用一种具有高温缓凝效果的缓凝剂,文中研制出了一种以丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）以及丙烯酸（从）为原料合成的水泥浆外加剂,不仅具有高温缓凝和控制失水的效果,而且保证了水泥浆的其它性能可调。图1表5参7     

抗高温水泥浆体系研究与应用

为了解决现有水泥浆体系抗高温能力差的问题,研制了抗高温降失水剂DRF-120L和与之配伍性好的其他抗高温水泥外加剂,开发了一种以抗高温降失水剂DRF-120L为主剂的抗高温水泥浆体系。在室内对该抗高温水泥浆体系的性能进行了评价,结果表明:该水泥浆体系能抗200℃高温;抗盐性能好,即使采用饱和盐水配浆,性能也能达到高温深井固井要求;失水量可以控制在100 mL以内;稠化时间易调;水泥石抗压强度高。该抗高温水泥浆体系在辽河油田、塔里木油田及华北油田的7口高温深井固井作业中进行了应用,固井质量全部达到合格以上。这表明该抗高温水泥浆体系综合性能能满足高温深井固井要求,解决了水泥浆体系抗高温能力差的问题。      

造纸废液接枝改性处理及其应用

以亚硫酸盐法造纸废液为主要原料,先进行甲醛缩合反应,然后在一定条件下通过接枝丙烯酸胺单体合成出木质素磺酸盐接枝共聚物,采用红外光谱法对其接枝物进行分析。在此基础上,通过金属离子络合反应及磺化剂磺化反应等一系列改性反应对接枝共聚物改性,合成出油田用钻井液处理剂MGAC－1,结果表明,MGAC－1兼具降粘,降滤失双重功效,具有降粘切和降失水效果好,热稳定性好和抗盐钙污染能力强等优点,性能优于木质素磺酸铁铬（FCLS）。     

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。     

化学交联聚乙烯醇的降滤失机理

所研究的化学交联聚乙烯醇 (PVA) ,为PVA与形成共价键的交联剂在 5 0℃、后期 pH值 <5的条件下在水溶液中反应生成的 ,相对分子质量 3.5× 10 5～ 6 .5× 10 5,含有少量杀菌剂和稳定剂。对照化学剂为一种络合交联的PVC ,或称混合交联PVA ,即与水泥干混的PVC加硼酸钠。实验研究结果表明 :加入 0 .4% (BWOC)化学交联PVA可使G级油井水泥浆 10～ 10 0℃的API滤失量降至 5 0mL以下 ,加量增至 0 .6 %时 12 0℃滤失量为 5 4mL ,抗盐 (NaCl)能力可达 80 g/L(75℃数据 ) ,均远优于混合交联PVA ;加入化学交联PVA的水泥浆 ,1分钟滤失量占 30分钟滤失量的 6 0 %以上 ;加量 0 .1%～ 0 .15 %区间滤失量急速下降 ,加量继续增加时滤失量不再明显下降 ;化学交联PVC在水泥颗粒表面的等温吸附符合Langmuir单分子层吸附模型 ;基于达西定律考察滤失量与滤液粘度之间的关系 ,发现化学交联PVA降低滤失量的主要因素不是增粘作用 ,而是滤饼渗透率降低 ,在滤饼下面、过滤介质表面形成一层有一定韧性的完整致密聚合物膜 ,此膜在升温至 12 0℃时仍稳定不变 ,滤失量不显著增大 ,而混合交联PVA形成的膜 ,接近 10 0℃时开始破坏 ,滤失量急剧增大     

聚乙烯醇作为油井水泥降失水剂的研究

聚乙烯醇（PVA）是一种水溶性聚合物，分子中有大量的羟基存在。因此，可以把它作为油井水泥降失水剂的原料。文章研究了在不同的聚合度和醇解度的PVA作为油井水泥降失水剂的滤失性能，研究发现PVA17-88是以PVA作为油井水泥降失水剂的最好原料。并对PVA17-88作为油井水泥降失水剂与分散剂和消泡剂的配伍性、耐温、抗盐以及水泥浆的综合性能进行了系统的研究。     

抗高温有机硅共聚物降滤失剂的合成与性能

以内烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和含双键的有机硅为单体,以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,通过自由基聚合制备了有机硅共聚物。以有机硅共聚物质量分数为0.5%的淡水钻井液的滤失量为依据,通过正交实验优化了有机硅共聚物的合成条件:n(AM):n(AMPS):n(NVP)=3:1:1,有机硅单体摩尔分数2.0%(基于AM,AMPS,NVP的总物质的量),BPO的质量分数0.4%～0.6%(基于AM,AMPS,NVP的总质量),聚合温度80℃。用FTIR手段表征有机硅共聚物的结构。实验结果表明,含有机硅共聚物的淡水钻井液、NaCl质量分数为4.0%的盐水钻井液及饱和盐水钻井液均具有较好的降滤失性能和较强的抗温性能。     

AMPS/DMAM/FA/NVP耐高温降失水剂的合成及性能研究

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAM）、富马酸（FA）和乙烯基吡咯烷酮（NVP）为原料,以过硫酸钠-亚硫酸钠为引发剂,进行了四元共聚物的合成研究。采用正交实验获得了反应温度为50℃、引发剂用量为0．12oA、pH值为7的共聚合成条件。通过红外光谱、核磁共振氢谱表征、热重分析、Zeta电位测试和扫描电镜观察,证明合成了AMPS／DMAM／FA／NVP四元共聚物,该共聚物的分解温度为320℃左右,在180℃下具有良好的降失水性能,能将水泥浆的失水量控制在60mL以下。     

耐高温油井水泥降失水剂的合成和评价

以低失水量、低稠度系数(K)为目标,根据自由基聚合的原理,利用正交实验的方法,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、N,N-二甲基丙烯酰胺(NNDMA)和有机羧酸(DS)为反应单体,合成了一种耐高温油井水泥降失水剂。最佳合成条件为:单体AMPS、AM、NNDMA、DS摩尔比4∶2.5∶2.5∶1,单体加量32.5%,引发剂加量1.0%,pH值4,温度40℃。该条件下产物的水泥浆K值为0.041 Pa.sn,失水量31 mL。测试结果表明,降失水剂加量增加,水泥浆K值增加,失水量降低。降失水剂加量为2%时的K为0.361 Pa.sn,水泥浆流变性较好。在NaCl加量为30%、降失水剂加量为2%时,水泥浆失水量为31 mL,耐盐性较好。随温度升高,水泥浆失水量增加,稠化时间缩短,无"倒挂"现象。120℃和150℃下,含1%降失水剂水泥浆的失水量分别为36 mL/30 min和59 mL/30 min,耐温能力较好。图5表1参11     

新型三元共聚物降失水剂的合成与性能研究

以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)和一种含磺酸基的单体为反应单体,过硫酸铵/亚硫酸氢钠氧化-还原体系为引发剂,采用乳液聚合法合成了一种三元共聚物;采用FTIR和GPC等手段对三元共聚物进行了结构表征并采用TG方法分析了它的热稳定性;以三元共聚物为降失水剂,考察了其对钻井液降失水能力的影响。表征及分析结果显示,三元共聚物中含有AA、AM、含磺酸基的3种单体的结构单元,热分解温度高达266℃,数均相对分子质量为60 000,重均相对分子质量为150 000,相对分子质量分布为2.5。实验结果表明,该降失水剂能显著提高钻井液的降失水性能和抗盐性能,与饱和盐水基浆相比,含8%(w)三元共聚物的饱和盐水钻井液的失水量降低了9.6倍。     

钻井液降滤失剂研究述论

介绍了国内油田用钻井液降滤失剂的研究近况,包括改性天然产物降滤失剂、合成聚合物类降滤失剂、合成树脂类降滤失剂、有机-无机复合降滤失剂、成膜降滤失剂和其他新型降滤失剂。总结了近年来钻井液降滤失剂研究的思路和方法,探讨了钻井液降滤失剂的发展趋势。