油井水泥降失水剂的研制与应用

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1、山东大学硕士学位论文油井水泥降失水剂的研制与应用姓名：孙玲申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：林吉茂20070920山东大学硕士学位论文油井水泥降失水剂的研制与应用摘要：分析了NvP的物理、化学性质，合成了以AM／AMPs，NVP(乙烯基毗咯烷酮)三元共聚物为主要成分的油井水泥降失水剂，用红外光谱表征了其结构，并考察了其耐温耐盐性。将所合成的降失水剂添加到油井水泥中进行了水泥浆性能评价，对其游离水、流变参数、水泥浆失水量、水泥石抗压强度、常压稠化时间、增压稠化时间等不同性能进行了测试。实验最初，对引发体系作了筛选，

2、然后采用四因素三水平进行自由基聚合条件正交实验研究，以失水量为考察指标，综合比较了反应温度、反应时间、单体配比和溶剂用量对聚合工艺的影响，最后又通过改变引发剂的加量，确定了最佳的合成条件。由其分子结构所决定的该降失水剂具有较好的耐温耐盐性；作为主要成分与其他少量物质复配后应用于油井水泥，可以显著降低淡水或盐水水泥浆的失水量，在加量为3％以上，95℃、6．9Mpa压差条件下水泥浆APl失水量可以达到50ml以下；该降失水剂是一种较好的耐温耐盐聚合物，由于磺酸基团和吡咯烷酮链节的引入，使其具有良好的热稳定性，在盐环境中具有良

3、好的降失水性能，NaCl盐浓度达到18％时，水泥浆API失水量仍可以达到50mI以下。该共聚物在常压下有明显的缓凝作用，可、加上早强剂调控稠化时间；在高温条件下，AM，AMPS／NVP共聚物吸附在水泥颗粒表面上，延缓水泥水化过程的作用不能实现，因此不能起到缓凝作用，水泥很快凝固。复配高温缓凝剂之后，高温缓凝剂吸附在水泥水化物表面，抑制了水泥颗粒与水接触，起至U了缓凝作用，配合高温缓凝剂等外加剂可以在200℃以上使用。结果表明，该降失水剂具有较好的耐温、耐盐性能，其失水量小，游离液为零，而且对水泥浆的流变性能、抗压强度等参

4、数均无不良影响，完全可满足固井作业的要求。中石化重点探井胜科l井是胜利油田开发史上最深的一口井。本井完钻井深7026m，裸眼封圃段长达2873米，顶部温度l50℃，井底温度可达25l℃，而且底部钻遇了盐膏层。通过大量配伍性及各种性能试验，将该降失水剂成功用于胜科l井、丰深区块等井的固井作业中，山东大学硕士学位论文STUDYANDAPPLICATIoNoFFLUIDLoSSCoNTRoLLERFoRoILWELLCEMENTAbstract：BasedontheanaIysisofphysicalandchemicalpr

5、opertyofNVP，onekindofoiiwe¨cementfluidlosscontro¨erwithmaincomponentofAM／AMPS／NVPtfi·copolymefw영"x山东大学硕士学位论文mixedwithhightemperatureretarder，thehightemperatureretarderisabsorbedonthesurf．aceofcement—hydrate，preVentingcementparticlescontactingwithwatertoretardceme

6、ntsetting．Itcanbeusedwithsomeotheradditiveslikehightemperatureretarderat200℃oraboVe．Testresultsshowthat-tisresistanttohightemperatureandsalt，w“hlowfluidIossandnofreewater．andhasnodetrimentaleffectoncementpropertysuchasrheology，conlpressivestrength，etc．Shengke-1We

7、ll，akeyexploratofywellofSINoPEC，isthedeepestinthedeVelopinghistoryofShenglioilField，withtotaldepthof7026m，barefootisolationsectiondepthof2873m，upto150℃ontopand251℃atbottom．Salt-gypsumbedwasencounteredwhiledrillingatbottom．Throughvarioustestsonpropertiesandcompati

8、biIity，thisfluidlosscontrollerissuccessfullyappliedtoShengke—lWell，FengshenBlock，achieVinggoodefficiencv．KeywOrds：tri—copolymernuidIosscontroller；fluidloss；fie