含双温敏单体的耐220℃高温降失水剂

作     者：李早元 陈建 黄盛 杜培伟 蒋卓颖 罗龙 LI Zaoyuan;CHEN Jian;HUANG Sheng;DU Peiwei;JIANG Zhuoying;LUO Long

作者机构：油气藏地质及开发工程全国重点实验室(西南石油大学)四川成都610500 中石化西南石油工程有限公司固井分公司四川德阳618000 

基　　金：中石化西南石油工程有限公司科技项目“油井水泥高温降失水剂的合成与工艺设计”(项目编号15000031-21-ZC0607-0002) 国家自然科学基金企业创新发展联合基金项目“复杂环境下水泥环全生命周期密封理论与控制方法”(项目编号U22B6003) 

出 版 物：《油田化学》 (Oilfield Chemistry)

年 卷 期：2024年第41卷第1期

页      码：1-9页

摘      要：针对目前油井水泥降失水剂高温条件下耐温性差的问题,通过分子结构设计,以丙烯酰胺(AM)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)、双温敏单体N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)与N,N-二乙基丙烯酰胺(DEAA)为原料,通过水溶液自由基聚合法制备了一种耐高温降失水剂(LHF-1L)。以失水量为评价指标,对合成条件进行了优选,同时对LHF-1L进行了结构表征和性能评价。结果表明,在AM、SSS、DMAA、DEAA物质的量比为4∶6∶2∶0.5,引发剂为单体总质量0.75%的过硫酸钾(KPS)溶液,反应物溶液pH值为7,反应温度为65℃,反应时间为4 h的条件下制得的LHF-1L的降滤失性能最佳。在220℃、7%加量下的失水量为42 mL。FT-IR、TG和GPC测试结果表明,4个单体均成功参与聚合并生成目标产物。当温度达到273℃后,LHF-1L才出现明显的热损失,其多分散系数为1.396,数均分子量为171 351 g/mol。此外,LHF-1L对水泥浆流动度和水泥石抗压强度发展的影响较小。在220℃下,在水泥浆中加入7%LHF-1L后的失水量仍能控制在50 mL以内。在150℃、94.4 MPa下,LHF-1L不会使水泥浆急剧增稠和超缓凝,稠化曲线正常,未发生异常胶凝现象。采用双温敏单体制备LHF-1L,增强了其在高温下的温敏疏水缔合作用,从而提高了高温降滤失性能,可以满足高温条件下的固井技术需求。

主 题 词：降失水剂 双温敏单体 自由基共聚 高温 油井水泥 固井 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 082001[082001] 08[工学] 

D　O　I：10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.01.001

馆 藏 号：203126115...