海水型聚合物降失水剂的研制.pdf

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1、Science&TechnologyVision科技视界科技·探索·争鸣海水型聚合物降失水剂的研制马春旭宋维凯王清顺石礼岗侯亚伟(中海油田服务股份有限公司，河北廊坊065201)【摘要】利用2一丙烯酰胺基一2一甲基丙磺~．(AMPS)、N，N一二甲基丙烯~(DMAM)、不饱和羧酸等制备了一种低分子量聚合物降失水荆G83L，将其分子量较高的降失水剂GSOL进行了对比，实验发现：合成的G83L更适合于海水水泥浆体系，可避免海水引起的水泥浆增稠现象，且控失水能力良好，对稠化时间影响可控。【关键词】AM

2、PS；DMAM；降失水荆；海水水泥浆；固井随着固井工程的发展及特殊井、超深井的开发应用，对固井水泥表1样品分子量总结浆的失水性能提出了更高的要求【1】。其中AMPS共聚物类降失水剂由样品名数均分子量Mf重均分子量M分散度d于具有良好的抗温性能、降失水性能及抗盐性能．得到了很好的推广G80L158916I4291502．70和应用，对其进行的研究也很多但是．研究与应用主要集中在淡水水泥浆体系及盐水水泥浆体系．符合大多数陆地固井水泥浆的需求。G83L43555f2160354．96但是．由于海洋固井

3、过程中的特殊性．为节约成本，往往期望降失水剂具有良好的海水配浆性能．使用淡水型的G80L制备的海水水泥浆．可以看出，制备的G83L具有更小的分子量。在实验过程中，出现了搅拌过程中增稠．静置后无法流动的现象，通过2．2水泥浆失水性能评价对单体比例、反应条件等进行比较，研制出一种适合海水应用的降失失水性能是衡量降失水剂性能优劣的首要条件，在50℃、90％条水剂．并对其进行了评价。件下，分别评价了水泥浆的失水性能，并与G80L进行了对比。结果如下所示：1实验部分1．1试剂与仪器1)试剂：2一丙烯酰胺基

4、一2一甲基丙磺酸(AMPS)：N，N一二甲基丙烯酰胺(DMAM)；不饱和羧酸；去离子水；过硫酸铵；分子量抑制剂。2)仪器：凝胶色谱仪；千德勒8040D10增压稠化仪；千德勒3500LS旋转粘度计：沈航OWC一9710型高温高压失水仪：沈航OWC一300118D循环水强度养护箱；YJ一2001型匀加荷压力试验机等。E1．2合成方法州200分别按比例称取一定量的不饱和酸、AMPS、DMAM单体及分子量*抑制剂。配制成水溶液．加入到三口烧瓶中．加入NaOH调节PH至6，搅拌升温至50％．通入氮气除氧．

5、20rain后停止通入氮气并加入一定量的过硫酸铵作为引发剂并反应约1h后，冷却至室温最终得到共聚产物．命名为G83L01_3水泥浆配方0152025303540水泥浆评价按照GBfr19139—2003进行。降失水抽n量(％)实验配方采用：sD水泥+G83L+H21L+X60L。其中．sD水泥为山东图2G83L与G80L加量对失水的影响G级水泥；H21L为有机磷酸类缓凝剂；X60L为消泡剂，水泥浆密度1．9g／era3，水灰比O．44。由实验结果可以看出．低分子量的G83L虽然聚合物的相对分子2

6、结果与讨论质量比G80L要小的多。但并不影响G83L失水性能的发挥．不管是淡水浆、海水浆、1．9g／cm3还是1．5g／cm3虽然失水略大于G8OL．但仍表现2．1分子量表征出了良好的降失水性能对聚合物的分子量表征采用凝胶色谱仪进行．分别对比了合成聚2-3水泥浆流动性能评价合物G83L及常规AMPS共聚物降失水剂G80Lf与G83L合成单体比在不同降失水剂加量下．对水泥浆流动性进行了评价．如表2所例、浓度相同)的分子量分布情况，结果如下：示。由实验可知．添加G80L的水泥浆明显比添加G83L的水

7、泥浆稠．在海水配浆的水泥浆中．G80L加量仅为2％以上时已经很稠．并且静5。置5分钟后，浆体无法流动，结合失水性能，加量2％时。失水量仍在lOOml以上，不利于应用。因此，G80L无法适用于海水水泥浆体系。而40G83L应用于海水水泥浆体系时．加量增大至4％．仍具有良好的流动性．且在此时。控失水能力较强。但G83L在淡水水泥浆中．却无法保s。隶持良好的稳定性．可能与其小分子量占比过大有关。}叮一般来说．对含盐水泥浆中降失水剂的耐盐性能的评价．主要集2O中在金属离子对降失水剂控失水能力的破坏嗍．但

8、是从图2可以看出．合成的G80L、G83L在海水水泥浆中都表现出了良好的控失水性1。能．但结合表2。可以发现。仅关注降失水剂的控失水能力对水泥浆体系来说是不合适的。造成海水水泥浆体系增稠的原因，可能是海水中0<1O万1O)扣50万的高价金属阳离子在高分子的聚合物分子间起到了架桥作用．使得聚分子量合物分子更大．造成水泥浆增稠。由此可见，高分子量的G80L适合于图1分子量对比淡水水泥浆体系．分子量较低的G83L更适合于海水水泥浆体系作者简介：马春旭(1984一)，2009年毕业于太原理工大学化学工程