摘要：针对油井水泥常用的AMPS/IA共聚物类缓凝剂在130~150℃区间易出现稠化时间“倒挂”现象,影响固井施工安全和固井质量的问题。通过AMPS和IA单体进行自由基溶液共聚,在共聚过程中与乙二胺四乙酸二钠EDTA-2Na、十六烷基三甲基氯化铵CTAC复配,研制了一种可防止高温稠化时间倒挂的缓凝剂BH-R103L,并对其综合性能进行了评价。评价结果表明:BH-R103L具有可靠的抗温及调凝效果,加有BH-R103L的水泥浆体系在120~150℃范围内稠化时间可调,150℃下加量为2%(BWOC)时,水泥浆的稠化时间大于300 min,稠化时间与加量呈线性关系,稠化时间倒挂现象消除、初始稠度低、温度和加量敏感性小、稠化线形正常、与AMPS类高温降失水剂配伍性良好,能抑制高温浆体“包心”现象,在60℃下养护的水泥石抗压强度发展快,其他综合性能均满足固井施工要求。BH-R103L在四川泸州区块泸203H153平台深井页岩层进行了现场应用,声幅测井检测封固段固井质量合格。

摘要：以MA、AMPS、AM为原料合成一种高温油井水泥缓凝剂HJH-1,通过正交实验确定最佳合成条件为:m(MA)∶m(AMPS)∶m(AM)=21∶9∶8、引发剂加量8%(以单体总质量计)、反应温度90℃和反应时间6 h,并对其应用性能进行评价。结果表明,HJH-1型缓凝剂在140℃的高温环境下仍具有很好的缓凝效果,4%加量时稠化时间为300 min,初始稠度低于30 Bc,稠化线形良好,直角稠化时间小于20 min;稠化时间可调性好,温度和加量敏感性低,综合性能满足固井施工安全要求;此外,将低场核磁共振分析技术应用于塑性水泥浆的研究,测试水泥浆体初凝前的横向弛豫时间T2分布,进一步分析了在初始水化阶段水泥浆体中水的存在状态及该缓凝剂对水泥浆初始阶段水化过程的影响。

摘要：针对深井长封固段固井面临的高温大温差环境,缓凝剂难以同时满足深井高温泵送时间长、顶部低温候凝时间短的要求,依据两亲聚合物自组装结构形成/解离过程中的分子构效变化原理,采用2-丙烯酰胺-2-甲基苯磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)、多元不饱和羧酸(PA)、阳离子单体(CM),通过可逆加成链转移法制备出两亲聚合物缓凝剂TRIR,利用响应面法优化了缓凝剂的温度响应智能调控特性,确定了缓凝剂TRIR较佳合成条件:单体浓度占比为28.7%、引发剂用量为0.6%、合成温度为50℃、反应pH值为4.5。评价结果表明,两亲聚合物缓凝剂TRIR耐温性能优异,4.0%(液体)加量下200℃高温稠化时间达356 min,在120~180℃范围内随温度升高缓凝性能显著增强,高温大温差下顶部水泥浆强度发展快,无超缓凝不良现象,可将候凝时间缩短到24 h,为深井高温大温差固井和未来智能型缓凝剂的发展提供新思路。

摘要：依据自由基水溶液聚合原理,以2–丙烯酰胺基–2甲基丙磺酸钠(AMPS)、苯乙烯磺酸钠(SSS)和3-二甲胺基烯丙基膦酸(DMAAPA)三种单体合成了含膦聚合物缓凝剂OPR-1。经正交试验考察了OPR-1对水泥浆缓凝性能及早其抗压强度的影响,进而得出最佳合成条件:单体的质量比mAMPS∶mSSS∶mDMAAPA为4∶3∶3,引发剂加量0.3%,反应温度50℃,pH值6~7,反应时间4 h。经红外光谱测试聚合物OPR-1即为分子结构设计目标产物。在不同的温度压力下分别测试了不同加量OPR-1缓凝剂的水泥浆稠化时间,结果表明OPR-1缓凝剂具有较高的抗温性能,在160℃、101 MPa条件下,水泥浆的稠化时间均可延长至334 min。测试了不同加量OPR-1缓凝剂的水泥浆水泥石的早期抗压强度,未出现超缓凝现象。通过扫描电子显微镜表征结合现有的水泥浆缓凝理论,讨论了OPR-1缓凝机理,认为缓凝现象的发生,是由于OPR-1与水泥中的Ca^(2+)、Al^(3+)等形成在高温下不易破坏的强螯合结构,形成复杂的“晶核毒化”作用,阻碍了晶核的生长发育。