【摘要】：隨著固井行業(yè)的發(fā)展,油氣勘探對(duì)象逐漸由簡(jiǎn)單構(gòu)造向復(fù)雜構(gòu)造轉(zhuǎn)變。在這種復(fù)雜工況條件下,純水泥無(wú)法滿足油田固井施工要求,必須借助于外加劑來(lái)提高其各種應(yīng)用性能。聚合物膠乳是一類不可或缺的油井水泥外加劑,其中丁苯膠乳成為近年來(lái)研究的重點(diǎn)。但目前市售丁苯膠乳的耐溫抗鹽穩(wěn)定性、分散性、增韌能力均較差,容易出現(xiàn)聚集絮凝、破乳等現(xiàn)象。為克服以上缺點(diǎn),引入特定功能單體改善丁苯膠乳的性能,但是含不同官能團(tuán)的功能單體對(duì)水泥水化過(guò)程的影響不同,進(jìn)而影響水泥石的各項(xiàng)性能。本文依據(jù)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,采用微滴乳液聚合方法,分別將2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)或AMPS丙烯酸(AA)等功能單體接枝到丁苯膠乳粒子表面,制備出兩種新型的固井用丁苯膠乳外加劑SSBR膠乳和CSBR膠乳。通過(guò)紅外光譜,熱失重,粒徑分布及透射電鏡等測(cè)試手段對(duì)兩種膠乳進(jìn)行了分析表征,測(cè)試結(jié)果表明:兩種膠乳產(chǎn)品均為目標(biāo)產(chǎn)物,且均具有良好的耐熱性能,SSBR膠乳和CSBR膠乳的熱分解溫度分別為350℃和375℃。兩種膠乳的粒徑分布均勻,具有明顯的核殼結(jié)構(gòu),平均粒徑均在150 nm左右。考察了兩種膠乳改性水泥基復(fù)合材料的穩(wěn)定性、流動(dòng)度、流變性能、控失水能力、初終凝時(shí)間、抗壓抗折強(qiáng)度、三軸應(yīng)力應(yīng)變等性能,測(cè)試結(jié)果表明:兩種膠乳的加入不僅可改善水泥漿的穩(wěn)定性,提高水泥漿的流動(dòng)性和流變性能,延緩凝固時(shí)間,降低失水量,而且可提高水泥石的韌性和力學(xué)形變能力。另外,與SSBR膠乳改性水泥漿相比,CSBR膠乳改性水泥漿具備更加優(yōu)異的綜合性能。通過(guò)X-射線衍射儀(XRD)、水化熱測(cè)定儀、場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)、總有機(jī)碳分析儀(TOC)、Zeta電位、電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES)和電導(dǎo)率儀等測(cè)試技術(shù)探究了兩種膠乳的作用機(jī)理,測(cè)試結(jié)果表明:SSBR膠乳和CSBR膠乳不僅可通過(guò)靜電吸引作用吸附到水泥顆粒表面,而且可通過(guò)與Ca~(2+)的螯合作用吸附到水泥水化體系表面。由于吸附和螯合作用,SSBR膠乳和CSBR膠乳均延緩了水泥水化進(jìn)程,提高了水泥漿的水化程度,堵塞了水泥體系的孔隙及裂縫,提高了水泥基復(fù)合材料的致密性,改善了水泥石的綜合性能。另外,與SSBR膠乳相比,CSBR膠乳與Ca~(2+)的螯合能力更強(qiáng),所以CSBR膠乳在水泥漿體系中的吸附量更多,其改性水泥基復(fù)合材料的綜合性能更加優(yōu)異。
【圖文】：

1.2.1 固井工程在鉆好的井眼中下入套管，然后通過(guò)泵送將調(diào)配好的水泥漿和頂替液注入到地層與套管之間的環(huán)空空隙內(nèi)的指定位置，這一過(guò)程簡(jiǎn)稱為固井，如圖1-1所示。在油氣資源開采過(guò)程中，固井作業(yè)具有以下作用：（1）固定套管并加固井壁，為鉆井作業(yè)提供安全保障；（2）封隔作用，防止油、氣、水三者層間竄流，保證油氣資源正常開采；（3）隔離復(fù)雜地層（如易漏失、易坍塌、異常高壓等），保證鉆井作業(yè)安全順利。固井是油氣井開采過(guò)程中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響油氣資源開采效率和油氣井壽命[9,10]。在日益復(fù)雜的鉆探環(huán)境下，如何提高固井質(zhì)量，，保證固井工程安全順利進(jìn)行成為當(dāng)前面臨的主要挑戰(zhàn)。?

本研究的技術(shù)路線圖
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TE256.6

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 朱永康;;旭化成SSBR擴(kuò)建項(xiàng)目即將投產(chǎn)[J];中國(guó)輪胎資源綜合利用;2018年11期

2 ;獨(dú)石化試產(chǎn)輪胎用SSBR新牌號(hào)[J];橡塑技術(shù)與裝備;2018年19期

3 范麗;劉力;張立群;;納米氧化鋅/SSBR復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的研究[J];橡膠工業(yè);2009年04期

4 繆燁;孔令漢;黃溪岱;王中英;朱紅;;沉淀法白炭黑的制備及其填充SSBR/BR的研究[J];北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2019年02期

5 何海燕;;我國(guó)溶聚丁苯橡膠的生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J];輪胎工業(yè);2016年03期

6 桑國(guó)平;趙洪國(guó);胡海華;趙澤;謝鳳山;劉文杰;;獨(dú)山子石化SSBR與同類產(chǎn)品性能對(duì)比研究[J];世界橡膠工業(yè);2013年09期

7 ;旭化成SSBR擴(kuò)建項(xiàng)目即將投產(chǎn)[J];橡膠工業(yè);2019年01期

8 趙家琳;高杜娟;楊芳;賈慧青;;影響GB/T 28728-2012精密度的重要因素的研究[J];合成材料老化與應(yīng)用;2017年05期

9 呂婧;房師濤;趙菲;;炭黑和白炭黑與不同SSBR的相互作用研究[J];彈性體;2015年03期

10 錢伯章;;住友在新加坡建設(shè)第二套SSBR裝置[J];現(xiàn)代橡膠技術(shù);2012年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 呂婧;房師濤;趙菲;;炭黑和白炭黑與不同SSBR的相互作用研究[A];2015年全國(guó)無(wú)機(jī)硅化物行業(yè)年會(huì)暨新常態(tài)行業(yè)發(fā)展研討會(huì)論文集[C];2015年

2 吳鑓平;李金龍;周惠娣;陳建敏;;實(shí)際工況模擬下石墨烯類納米材料補(bǔ)強(qiáng)SSBR復(fù)合材料后的磨損特點(diǎn)及機(jī)理[A];第十二屆中國(guó)橡膠基礎(chǔ)研討會(huì)會(huì)議摘要集[C];2016年

3 梁愛民;;綠色輪胎用SSBR/SiO_2復(fù)合體系的研究技術(shù)進(jìn)展[A];“科邁杯”第12屆全國(guó)橡膠助劑生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2016年

4 孫晉;宋義虎;鄭強(qiáng);;SSBR/SiO_2復(fù)合體系的非線性應(yīng)力松弛行為[A];2007年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集（上冊(cè)）[C];2007年

5 牟守勇;;氧化鋅用量對(duì)溶聚丁苯橡膠耐屈撓性能的影響[A];“科邁杯”第12屆全國(guó)橡膠助劑生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2016年

6 王雪;劉天鶴;計(jì)福春;;充油SSBR的研制及其微觀序列結(jié)構(gòu)的研究[A];第七屆北京青年科技論文評(píng)選獲獎(jiǎng)?wù)撐募痆C];2003年

7 羅艷龍;趙秀英;羅開強(qiáng);劉麗園;吳絲竹;;鏈中改性丁苯橡膠對(duì)白炭黑分散性的影響[A];“賽輪金宇杯”第19屆中國(guó)輪胎技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2016年

8 韓丙勇;魯建民;高偉;黃明路;胡建芳;王清文;張志菲;呂奎霖;;官能化溶聚丁苯(SSBR)合成及應(yīng)用研究[A];第十二屆中國(guó)橡膠基礎(chǔ)研討會(huì)會(huì)議摘要集[C];2016年

9 王元霞;吳友平;;白炭黑補(bǔ)強(qiáng)SSBR和ESBR界面結(jié)合及其在胎面膠中的應(yīng)用[A];2009年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集（上冊(cè)）[C];2009年

10 李巖;劉力;張法忠;溫世鵬;;接枝預(yù)改性白炭黑的研究及其在SSBR復(fù)合材料中的應(yīng)用[A];2013年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集——主題C：高分子結(jié)構(gòu)與性能[C];2013年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前5條

1 陳莉薇;獨(dú)石化研發(fā)環(huán)保型SSBR新品[N];中國(guó)化工報(bào);2014年

2 彭展;國(guó)產(chǎn)SSBR呼喚技術(shù)突破[N];中國(guó)化工報(bào);2012年

3 本報(bào)記者 彭展;丁苯橡膠自主技術(shù)亟待突破[N];中國(guó)石化報(bào);2012年

4 伊繼哲;國(guó)內(nèi)溶聚丁苯橡膠發(fā)展應(yīng)順勢(shì)提速[N];中國(guó)石化報(bào);2005年

5 本報(bào)記者 彭展;高性能輪胎滾過(guò)出口高門檻[N];中國(guó)石化報(bào);2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 孔令漢;二氧化硅納米復(fù)合材料的制備及其填充SSBR/BR性能研究[D];北京化工大學(xué);2018年

2 劉曉;節(jié)能型SSBR的分子結(jié)構(gòu)及其納米增強(qiáng)材料的設(shè)計(jì)、制備、結(jié)構(gòu)與性能研究[D];北京化工大學(xué);2009年

3 李巖;白炭黑的表面改性及其高填充SSBR復(fù)合材料的制備和性能研究[D];北京化工大學(xué);2014年

4 孫學(xué)紅;SSBR屈撓疲勞破壞的微觀機(jī)理研究及輪胎胎面基部膠的耐疲勞性能優(yōu)化[D];青島科技大學(xué);2011年

5 張帥;節(jié)能胎面膠及其納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制備與性能研究[D];北京化工大學(xué);2014年

6 王雷;節(jié)能型輪胎胎面膠料的結(jié)構(gòu)與性能及防靜電性研究[D];北京化工大學(xué);2010年

7 孫晉;白炭黑填充溶液聚合丁苯橡膠的流變行為研究[D];浙江大學(xué);2009年

8 王一峰;BOLD信號(hào)振蕩與低頻穩(wěn)態(tài)腦響應(yīng)研究[D];電子科技大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 樊金杰;不同基團(tuán)修飾的丁苯膠乳的性能及作用機(jī)理研究[D];天津大學(xué);2018年

2 毛義梅;改性納米二氧化硅的制備及其在SSBR/BR的應(yīng)用研究[D];河南大學(xué);2018年

3 王檢;綠色輪胎胎面膠SiO_2/SSBR/BR復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能研究[D];北京化工大學(xué);2018年

4 劉福瑞;納米填料復(fù)合填充SSBR/BR體系擠出流變特性的研究[D];青島科技大學(xué);2018年

5 盧小斌;SSBR/GO復(fù)合材料的制備與研究[D];西南石油大學(xué);2017年

6 陳益藝;新型SSBR-納米填料復(fù)合材料的設(shè)計(jì)、制備及應(yīng)用[D];北京化工大學(xué);2016年

7 張士杰;SSBR混煉膠制備和微肋轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)模擬研究[D];青島科技大學(xué);2016年

8 孫文;炭黑與溶聚丁苯橡膠（SSBR）的相互作用[D];青島科技大學(xué);2011年

9 范麗;輪胎用高性能低生熱SSBR橡膠的制備及其性能的研究[D];北京化工大學(xué);2008年

10 劉愛梅;白炭黑表面改性及其對(duì)SSBR補(bǔ)強(qiáng)性能的影響研究[D];青島科技大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2615327