提高界面胶结强度的无皂胶乳水泥和前置液的研究.pdf

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1、ＴＥ３９学校代码：０６巧１图书分类号！Ａ私５姊／、乐／博：ｉ：学倫论文ＤｏｃｔｏｒａｌＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ论史题目提高界面胶结强度的无皂胶乳水泥和前置液的研究硏究生姓名焦利宾导师姓名陈大钩用化学学科专化巧研究方巧钻井液与完井液研究二０－五年六月西南石油大学研究生学位论文知识产权声明书及学位论文版权使用授权书：本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西南石油大学。学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被査阅和借阅。学校

2、可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文一。同时，本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章律注明作者单位为西南石油大学。本学位论文属于ｋ保密（），在年解密后适用本授权书。２＞不保密（＼／）＂（请在Ｗ上相应括号内打叫）学位论文作者签名：省刊烫指导教师签名知＾年《月日姊年（月户／＾多户西南石油大学研究生学位论女独创性声明人声明：所呈交的硏究生学位论文是本人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研究＾果。据我所知，除了文中特别加＾标注和致谢的地方外，本论文不包

3、含其他人己！经发￥或撰写过的研究成果，也不包含其他人为获得西南石油大学或其它教育机构的学一位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意学位论文作者签名：年各月曰）ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＤｏｃｔｏｒａｌＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳＯＡＰ－ＦＲＥＥＬＡＴＥＸＣＥＭＥＮＴＡＮＤＰＲＥＦＬＵＳＨＲＥＳＥＡＲＣＨＥＮＨＡＮＣＩＮＧＴＨＥＩＮＴＥＲＦＡＣＥＣＥＭＥＮＴＩＮＧＳＴＲＥＮＧＴＨＣａｎｄ：ｉｄａｔｅＳｅｃｉａｌｉｔ：Ａｌｉ

4、ｅｄＣｈｅｍｉｓｔｒｐｙｐｐｙＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｊｕｎｅ２０１５，Ｉ摘要一固井界面胶结强度与水泥环层间封隔能力密切相关，而层间封隔能力则是个关系到安全生产、资源开发效率、经济效益和生态环境保护的综合问题。研究一提高或改善界面胶结质量是项系统工程，需要研究钻井、完井施工作业中不同工作液的性能Ｗ及相互作用时工作液的性能一，不是研究某种单的工作液就可Ｗ提高界面胶结质量。本文将钻井液、前置液、水泥浆Ｈ种工作液作为整体、Ｗ纵向体系的方式研究影响界面胶结质量的因素。使用离子型共聚单体ＡＭＰＳ和ＮａＳＳ制备出用于油井水泥的ＡＳＬ无皂胶乳。

5、ＡＳＬ无皂胶乳具有良好的乳液稳定性、成膜性和热稳定性。使用红外光谱和透ＳＬ无皂胶乳的化学组分和微观形貌－射电镜研究方法分析了Ａ。与ＴＨＤ８１８市售胶乳，ＡＳＬｔｉｌ及Ｎ化传统胶乳相比无皂胶乳在未加稳定剂时就具有良好的离子稳定性。￣研究发现ＡＭＰＳ／ＮａＳＳ的用量在１．３％１．９％时，Ａ化无皂胶乳水泥的抗压强度和胶结强度较髙。在ＡＳＬ胶乳水泥浆中加入适量的消泡剂有利于提高胶现水泥浆的密度和水泥石的抗压强度，Ｄ５０消泡剂适宜的用量为化８％；ＡＳＬ１３胶乳￣２０力幢为１０％％时，胶乳水泥浆具有良好的性能，水泥石具有较高的抗压强度Ｌ‘和胶结强度

6、；ＡＳ胶乳水泥浆在７（ＴＣ和９０Ｃ时有良好的稠化曲线；随着养护温’度７０Ｃ￣９ｒＣ￣５（（）的増高或养护时间。天１天）的增长，Ａ化胶乳水泥石的抗压强度和胶结强度均有所增加。使用Ｘ衍射分析和综合热分析发现ＡＳＬ１３胶乳水泥和空白水泥在水泥本体和界面胶结处的水化产物差别很大。在水泥本体中，ＡＳ＾１３胶乳水泥含有胶乳和较多的碳酸巧，而空白水泥样品中含有较多的氨氧化巧；在胶结界面处，ＡＳＬ１３胶郭在界面处抑制了氨氧化巧晶体的生长、增加了碳酸巧或巧硏石ＡＦｔ（）含量、促进了凝胶类水化产物的生长，这些水化产物有利于提高界面胶结强度。使巧扫描电镜分析观察到Ａ

7、ＳＬＢ胶乳水泥样品和ＴＨＤ－８１５胶乳水泥样品中都有膜类物质，而且ＡＳＬ胶郭水泥石的表面粗挺度显著降低。Ａ一ＳＬ无皂胶乳在油井水泥中的作用机理可Ｗ分为两个方面：是在水泥浆中，传统胶郭依靠乳化剂与水泥颗粒之间的范德华力吸附在水泥颗粒表面。而ＡＳＬ无皂胶乳是由胶乳粒子表面的离子基团与水泥颗粒形成离子键，同时胶乳粒子Ｗ离子键的形式吸附在晶体表面而形成空间位阻，改变了晶体的生长规则，破坏了晶体的正常增长，使得结晶类水化产物的体积减小二是在水泥石中，在；ＡＳＬ胶现膜和水泥界面之间是Ｗ离