非包覆型油井水泥自修复剂的制备与评价

采用反向悬浮聚合法,丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体,过硫酸钾（KBS）作引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)作交联剂,制备了一种非包覆遇水膨胀型自修复剂LF-1,其结构经SEM和IR表征。结果表明,LF-1分散均匀,表观形态呈多孔、粗糙褶皱状。将2%LF-1加入水泥浆中,水泥浆流动度为20.1 cm,失水52 mL,稠化时间217 min;用5000 mg/L的盐水养护造缝水泥石,12 h内即无渗透性;水泥石24 h抗压强度为16.1 MPa,抗折强度为4.92 MPa。      

响应面法优化制备水溶性热增粘聚合物及其水泥浆增稠性能

以苯乙烯磺酸钠（SSS）、 N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAA）、 N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）为原料，制备了一种新型热增粘聚合物P（SDN）。以聚合物溶液的表观粘度变化值为指标，采用响应面法进行试验方案的设计及回归模型的建立，优化了聚合物的合成工艺条件，确定较佳工艺条件为：引发剂用量0.27%，疏水单体加量占单体总质量的2.25%，反应温度67.5 ℃。聚合物的结构和热稳定性经FT-IR和TG表征。结果表明：P（SDN）有助于补偿因温度升高而导致的水泥浆连续降粘，并在较宽的温度范围内（40~150 ℃）维持水泥浆的稠度稳定。     

油井水泥防腐用水性树脂A-E44的制备及性能

针对油井水泥环受到井下应力挤压、剪切作用时,易开裂形成微裂缝,进一步导致酸性流体的侵蚀,危害固井安全和寿命的问题,使用2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS）对环氧树脂E44进行接枝改性,制备出水性环氧树脂油井水泥防腐剂A-E44。对制备的产品进行红外表征与乳液分散稳定性能测试,结果显示AMPS成功接枝到环氧树脂E44上;同时,A-E44乳液性能稳定,粒径小且分布窄。加入4%A-E44的树脂水泥石在90 ℃、8 MPa的CO₂分压下腐蚀30 d,其腐蚀深度＜2mm,湿法腐蚀后的抗压强度仅降低18.2%,而对比空白水泥石抗压强度衰退率降低了63.8%,显示出A-E44优良的防腐性能。SEM照片显示,加入A-E44的树脂水泥石内部存在聚合物膜结构,是其抗CO₂腐蚀的主要原因。      

油井水泥大温差缓凝剂的合成及性能研究

针对长封固段固井中水泥浆顶部和底部温差大导致顶部水泥浆超缓凝或不凝等问题，本文以2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和长链季铵盐(DBrC)为单体，合成了一种油井水泥大温差缓凝剂PADBrC。其结构和性能用红外光谱、核磁共振氢谱、热重分析及扫描电镜等表征。研究结果表明：PADBrC通过抑制水泥中Ca(OH)₂和水化硅酸钙凝胶(C—S—H)的生成，抑制水泥的水化作用；PADBrC能使水泥浆在150℃高温条件下保持良好的稠化性能，稠化时间为235 min,稠化曲线平稳；PADBrC能使水泥浆在60℃低温条件下养护24 h的水泥石的抗压强度大于14 MPa,因而PADBrC具有良好的温差适应性，可满足60～150℃的大温差固井施工要求。