【摘要】：緩凝劑作為調(diào)節(jié)油井水泥漿稠化時(shí)間的重要外加劑,對(duì)固井施工安全起到至關(guān)重要的作用。目前固井用緩凝劑存在高溫條件下失效,適應(yīng)溫度范圍窄,影響水泥石強(qiáng)度發(fā)展等問(wèn)題。針對(duì)緩凝劑存在的問(wèn)題,本文從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入手,優(yōu)選聚合單體,通過(guò)水溶液聚合的方法合成一種新型固井用抗高溫緩凝劑;同時(shí)針對(duì)緩凝劑緩凝效果評(píng)價(jià)不足的現(xiàn)狀,提出一種新的緩凝劑緩凝效果評(píng)價(jià)方法。具體開(kāi)展的主要研究工作和主要結(jié)果如下:(1)針對(duì)緩凝劑緩凝效果評(píng)價(jià)過(guò)程復(fù)雜、耗時(shí)費(fèi)力的現(xiàn)狀,提出采用一種新裝置和新方法來(lái)評(píng)價(jià)緩凝效果。水泥漿水化過(guò)程中,其電導(dǎo)率變化情況隨緩凝劑加量的不同而不同。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明,該方法操作簡(jiǎn)單,可以準(zhǔn)確評(píng)價(jià)緩凝劑的緩凝效果。(2)針對(duì)目前油井水泥緩凝劑存在的耐高溫性能差、適應(yīng)溫度范圍窄等問(wèn)題,本文將聚合物的作用機(jī)理與油井水泥水化進(jìn)程緊密關(guān)聯(lián)起來(lái),選擇以AMPS(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)單體作為分子主鏈、羥基羧酸類官能團(tuán)為主要的緩凝基團(tuán),同時(shí)引入新型陽(yáng)離子單體,采用水溶液自由基聚合的方法,合成了一種綜合性能優(yōu)良的高溫緩凝劑HW-1。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)和單因素分析方法,得到了最佳合成條件:單體配比AMPS/IA/AA/DM為37:8:8:6,反應(yīng)溫度60℃,引發(fā)劑加量0.5%,單體濃度30%,pH值為4,反應(yīng)時(shí)間4h,攪拌速度300轉(zhuǎn)/min。(3)對(duì)緩凝劑HW-1進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征和性能評(píng)價(jià)。紅外光譜以及核磁共振氫譜分析表明緩凝劑HW-1成功合成;熱重分析結(jié)果表明,合成的聚合物具有良好的耐溫性能(330℃前無(wú)明顯的質(zhì)量和熱量損失)。通過(guò)緩凝劑HW-1對(duì)水泥水化放熱、水泥漿凝結(jié)時(shí)間、電導(dǎo)率測(cè)試、XRD和SEM分析得出,緩凝機(jī)理為吸附作用和絡(luò)合作用共同作用的結(jié)果。性能評(píng)價(jià)結(jié)果表明,合成的緩凝劑HW-1符合中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5504.1-2005,在75℃～180℃范圍內(nèi),水泥漿稠化時(shí)間可調(diào)(180min～600min),與其他常用緩凝劑相比,耐高溫能力更強(qiáng)。(4)室內(nèi)測(cè)試結(jié)果表明,緩凝劑HW-1對(duì)膠乳水泥漿體系的流變性、失水量、水泥石抗壓強(qiáng)度、穩(wěn)定性和防氣竄性能均無(wú)不良影響;在60℃～90℃大溫差條件下,頂部水泥石強(qiáng)度滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(24～48h抗壓強(qiáng)度不小于7MPa)。
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TE256.6
【圖文】：

圖１－１論文技術(shù)路線圖逡逑１．４．２研究主要內(nèi)容逡逑本文依據(jù)研究目的，按照設(shè)計(jì)的研宄方案，具體以下幾個(gè)方面研究：逡逑（１）緩凝劑緩凝效果評(píng)價(jià)方法研究逡逑

標(biāo)準(zhǔn)維卡儀

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2725078