摘要：以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)为单体,采用新型偶氮类引发剂(V50)合成了AMPS/AM/AA三元抗高温耐盐油井水泥降失水剂,通过设计正交实验,确定了共聚物的最佳合成条件为:AMPS/AM/AA的摩尔比为45∶45∶10,聚合反应温度为60℃,单体质量百分数为9%,引发剂摩尔百分比为0.60%,反应介质pH值为8;反应时间4h。通过红外光谱分析验证了三元共聚物的结构;采用DSC与TG证实了三元共聚物在300℃具有较好的热稳定性;水泥浆性能测试表明,该降失水剂能够在180℃/6.9MPa、饱和盐水中,控制水泥浆API失水量小于100mL。

摘要：随着油气勘探向深井、超深井方向的不断发展,固井作业对其工作液体系及外加剂提出了更高要求。针对目前降失水剂耐温、抗盐性能不足、适应温度范围窄、且与其他外加剂相容性差等问题,基于分子结构设计思想并结合功能单体优选,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)、纳米二氧化硅等为原料制备了高温固井水泥浆用降失水剂GT-1。采用红外光谱、凝胶色谱、热综合及扫描电镜等分析方法研究了其化学结构、分子量、热稳定性及水溶液微观形貌。并对GT-1的失水性能、耐温性能、抗盐性能及所配制水泥浆体系的流变性能、抗压强度和稠化性能进行了研究。结果表明,降失水剂GT-1化学结构符合预期设计,重均相对分子质量为138431,热稳定性优良,且其水溶液呈现规整的空间网状结构;同时,降失水剂GT-1耐温、抗盐性能突出,能够控制水泥浆失水量,且所配制水泥浆工程性能良好,满足固井施工需求,具有较好的应用前景。

摘要：为明确共聚物型油井水泥浆降失水剂的构效关系以及指导新型抗超高温耐盐降失水剂的分子结构设计,通过分子动力学模拟和实验相结合的方法研究了侧链结构对共聚物型降失水剂性能的影响及其抗温耐盐作用机理。实验结果表明,刚性苯环侧基的引入降低了240℃养护后淡水/饱和盐水水泥浆的API失水量,表现出优异的抗超高温耐盐性能。通过分子动力学模拟结果表明,刚性苯环侧基的引入增大了共聚物链段的回转半径,并减弱大量反离子(Na^(+)和Ca^(2+))存在时对共聚物功能基团的去水化作用。这有利于降失水剂在水泥颗粒表面的吸附和水化,并充分发挥其原有使用效能。

摘要：针对水溶性聚合物在强碱下耐高温性能的局限性,笔者突破传统水溶性共聚物的研究思路,设计并合成了无机非金属材料-有机聚合物高温降失水剂ZFA-1。通过实验确定了ZFA-1的最佳合成工艺:AM∶IA∶AMPS物质的量比为6.0∶2.5∶1.5,分子量调节剂加量为0.005%,偶联剂加量为0.5%,无机材料加量为5%,引发剂加量为0.5%,单体质量分数为25%,体系pH值为6,引发温度为55℃,反应时间为6 h;分别采用红外光谱(FT-IR)、热重分析(DSC/DTG)对ZFA-1进行了表征。结果表明,ZFA-1为预期结构的产物,在326℃时失重率仅为7.81%,主要是由于偶联剂和无机材料的引入增加了其在高温下的稳定性。对ZFA-1的性能评价结果表明,当ZFA-1加量为1.0%~1.5%时,可将水泥浆在93~200℃、6.9 MPa时的失水量控制在50 mL以内,具有优良的抗盐性能,且对水泥石的抗压强度无不良影响。

摘要：AM/AA共聚物降失水剂在高温高碱性条件下与常用缓凝剂的配伍性差,需引入磺酸基。由于丙烯磺酸钠(AS)的价格便宜,因此设计在原料中加入AS。通过对以AM、AA、AS为原料的微波辐射和常规加热法制备的聚合物进行降失水效果对比,表明在常规条件下AS与AM/AA聚合困难,微波辐射可以提高AS的反应活性。在此条件下,通过进行引发剂体系优选,并通过研究单体配比、引发剂加量、AS加量、微波功率和微波时间等因素对加有合成产品水泥浆失水量、稠化时间的影响,确定出了该降失水剂的最佳聚合条件。研究了加有最佳条件下微波法合成的降失水剂的水泥浆的综合性能,表明水泥浆的各项性能优良,能够满足固井要求。

摘要：针对南海西部油田涠洲某井浅层注水泥塞时水泥浆提前凝固而困住钻杆导致井眼报废的案例,分析现场施工情况和地层特征后认识到,水泥浆提前凝固的主要原因是侧钻地层高渗、疏松而导致水泥浆过快脱水。合理的颗粒级配可延缓水泥浆的脱水速度,但不能完全避免"插旗杆"事故。在试用几种降失水剂未解决问题后,为了避免同类事故再次发生,研究并合成了一种新型聚合物降失水剂HCB-FL3。将该产品以5%的加量应用于邻井的注水泥塞作业中,效果良好,在这些井浅层裸眼段注水泥塞时无憋扭矩现象,注水泥塞结束后起钻顺畅,无复杂情况发生,固井质量也达到了设计要求,为以后涠洲浅层乃至类似的高渗地层注水泥塞作业提供了技术参考。

摘要：针对现有水泥浆降失水剂耐高温性能不足的问题,以高温热引发聚合方法替代传统水溶液引发剂聚合方法,设计并合成了抗温为240℃的三元水泥浆降失水剂HTFLA-A。通过实验确定了HTFLA-A的最佳合成条件:水与单体总质量比1∶1,控制温度为150℃,体系pH值为9,反应时间为32 h。并采用红外光谱(FT-IR)、热重分析(DSC/TGA)及核磁共振谱对HTFLA-A进行了表征。结果表明,HTFLA-A为目标预期产物,在439℃时的热失重仅为23.80%,这是由于高温合成过程中去除了单体中不稳定结构和有机合成过程中副反应产物,提升了高分子材料的抗温性能。对HTFLA-A的性能评价结果表明,当HTFLA-A加量为1.2%,可将水泥浆在180~240℃、6.9 MPa时API失水量控制在50 mL以内。

摘要：采用水溶液自由基聚合的方法制备了抗高温、抗盐多元聚合物类降失水剂BZF-L1,通过分子设计对降失水剂的性能进行了优化.研究结果显示,该降失水剂抗温可达180℃,抗盐可达饱和;通过改变降失水剂的加量（4％～7％）,可使水泥浆在室温至180℃、淡水至饱和盐水条件下的失水量控制在100 mL以下.该降失水剂与缓凝剂的配伍性好,能够将水泥浆游离水量控制在0.5 mL以下,水泥浆180℃的上下密度差在0.03 g/cm3以下,24 h抗压强度能达到20 MPa以上,在不添加分散剂的情况下水泥浆的流性指数大于0.65,满足固井施工要求.在歧139X1井进行了现场试验,该井施工顺利,固井质量好.该降失水剂的聚合度高,固含量低,在保持降失水剂应用效果的同时可有效降低降失水剂的成本,利于推广应用.

摘要：本文选用耐温抗盐单体(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和一种具有疏水作用的酯类单体(BXZ)进行聚合得到钻井液降失水剂JLS-2。以失水量为评价指标,通过单因素实验得到最优合成条件为:AM、AMPS、DMDAAC、BXZ质量比40∶40∶5∶2,单体质量分数20%,引发剂用量0.30%,反应温度70℃,反应时间50 min。红外光谱分析表明合成产物的结构与最初设计的结构一致。性能评价实验表明,降失水剂JLS-2具有良好的降失水能力和抗温能力(120℃),在淡水泥浆和复合盐水泥浆中分别加入1.0%和2.5%JSLS-2,API失水量分别为6.1 mL和9.3 mL。

摘要：化学交联聚乙烯醇的交联度显著影响其降失水剂的性能及应用,通过调节交联度可以使降失水剂达到所需的效果。本文选择戊二醛作为交联剂与聚乙烯醇反应,探究了反应温度、酸浓度、聚乙烯醇在共聚体系中的质量分数、戊二醛与聚乙烯醇摩尔比对聚乙烯醇交联度的影响。通过运用均匀设计方法,得出60℃、80℃、100℃的最佳交联度为1.29%、1.46%、1.29%,对应的最佳工艺条件为反应温度50℃,酸浓度0.96 mol·L^(-1),聚乙烯醇在共聚体系中的质量分数6%,戊二醛与聚乙烯醇摩尔比1.60/1.68。加有降失水剂的水泥浆的API滤失量均在50 m L以下,且流变性能良好。根据均匀设计方法得出结论,戊二醛与聚乙烯醇摩尔比对聚乙烯醇交联度的影响最大,应重点控制其数值以达到所需交联度。