化学交联聚乙烯醇降失水剂的性能评价.pdf

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1、第29卷第3期油田化学VolI29No．32012年9月25日OilfieldChemistry25Sept，2012文章编号：1000-4092(2012)03-260-03化学交联聚乙烯醇降失水剂的性能评价水刘学鹏，张明昌，丁士东，刘伟，汪晓静(1．中国石化石油工程技术研究院，北京100101；2．中国石油大学(北京)石油工程学院，北京102249)摘要：以聚乙烯醇(PVA)为原料、乙二醛和戊二醛为交联剂合成了混合交联PVA油井水泥降失水剂。室内实验评价了添加混合交联PVA的水泥浆的综合性能。结果表明，加有混合交联PV

2、A的水泥浆的API滤失量可以控制在50mL以下，抗温可达125℃。混合交联PVA使水泥浆的稠化时间稍有延长，抗压强度不降低，抗析水能力增强；当混合交联PVA与分散剂DZS和缓凝剂DZH复合使用时，水泥浆的流变性能良好。图1表4参6关键词：油井水泥；降失水剂；聚乙烯醇；交联；合成中图分类号：TE256．6文献标识码：A油井水泥降失水剂是一种能控制水泥浆中液相1实验部分向渗透性地层滤失，从而保持水泥浆适当水灰比的材料。它是油井水泥最重要的一类外加剂，其使用1．1主要药剂与仪器直接关系到固井施工的成败和油井寿命、产能等问PVA1

3、788(98％)，阿拉丁试剂(上海)有限公题。聚乙烯醇(PVA)降失水剂价格适中，对缓凝时司；乙二醛(50％)、戊二醛(50％)、37％浓盐酸、氢问和抗压强度影响小，且有一定的成膜防气窜作用，氧化钠、甲醛(35％～40％)，分析纯，北京北化开元因而具有很好的应用前景¨J。化学品有限公司；缓凝剂DZH、分散剂DZS、硅石通常未改性的PVA降失水效率低，加量大，只粉，中石化石油工程技术研究院；蒸馏水。能用于50％以下的地层⋯。目前，在固井施工中广主要仪器：OwC-225O型常压稠化仪，沈阳石油泛使用的PVA降失水剂绝大多数是化

4、学交联改性仪器研究所；DFC-0705型高温高压降失水仪，沈阳产品，其最高使用温度达7O～120oI=之间。这种金欧科石油仪器技术开发有限公司；7222型高温高化学改性PVA在应用过程中能形成具有一定强度压稠化仪，美国CHANDLER公司；ZNN—D6A六速旋的空间网状结构，从而束缚自由水的流动；同时还能与界面形成一层致密的具有防气窜作用的低渗透转黏度计，青岛海通达专用仪器厂；4207D型油井水膜，进一步降低失水J。本文采用乙二醛和戊二醛泥抗压强度实验仪，美国CHANDLER公司。两种交联剂对PVA进行交联，合成了满足12

5、5％以1．2合成方法下使用的PVA油井水泥降失水剂，并考察了其相关将部分水解的聚乙烯醇PVA1788配成质量分性能。数为7％～8％的水溶液，加入定量的交联剂乙二醛和戊二醛后，6O～70％下搅拌20min；以浓盐酸调}收稿日期：2011．11-07；修改日期：2012-03-01。基金项目：国家科技重大专项“海相气井固井完井技术”(项目编号2011ZX05005-006-004)。作者简介：刘学鹏(1982一)，男，中国科学院胶体与界面化学专业博士(2010)、中石化石油工程技术研究院博士后(2010一)，主要从事固井助剂开

6、发，通讯地址：100101北京市朝阳区北辰时代大厦520室，E-mail：lxpfj@tju．edu．cn。第29卷第3期刘学鹏，张明昌，丁士东等：化学交联聚乙烯醇降失水剂的性能评价261节pH值至4～5之间，继续搅拌反应1h；用NaOH2．1耐温性能溶液调节pH值在7～8后冷却至室温，加入少量甲表1给出了交联PVA降失水剂在不同温度下醛溶液得到产品——交联PVA降失水剂。的降失水性能。1．3性能评价表1交联PVA降失水剂在不同温度下的降失水性能水泥浆水灰比为0．44，密度为1．89g／cm。滤失量、流变性、抗压强度、稠化

7、时间、游离水等指标均参照石油天然气行业标准SY／T554602(油井水泥应用性能试验方法》的规定测定。2结果与讨论降失水剂主要通过以下3个方面发挥作用：一水泥浆基本配方：嘉华G级油井水泥+0．5％分散剂DZS+是增加滤液黏度，增大自由水的运动阻力；二是调整1．8％缓凝剂DZH+自来水(水灰比0．44)，温度≥l20℃时再加人泥饼中颗粒的粒度配比，控制细粒子流失，使滤饼更35％硅石粉加致密，降低岩心渗透率；三是改变水泥颗粒表面的在温度6O～100℃、加量0．5％(BwOC)情况电性质，增加滤饼毛细孑L的润湿性能⋯。下，加有传

8、统戊二醛交联产品的水泥浆API滤失量研究表明，滤液黏度的增加并不是PVA降低失为2O～36mL，耐温上限为120℃-6J。从表1可知，新合成的交联PVA降失水剂在室温～125℃温度范水的主要原因。PVA在滤饼与过滤介质的交界处围内均保持优良的降失水性能。在温度高达125℃能否形成致密的耐温聚合物膜才是降