高温缓凝剂GH9的研究与应用.pdfVIP

全国油田化学品发展研讨会 高温缓凝剂GH一9的研究与应用 苏如军 (河南省卫辉市化工有限公司，河南卫辉) 摘要：为解决深井及超深井固井难题，以及一般固井用缓凝剂材料(铁铬盐、洒石酸、cNI矗c．木质 索磺酸盐等)存在过缓凝或过敏感的、不抗高温的弊病，研制开发了GH一9油井水泥抗高温缓凝剂，该高温 缓凝剂是用一种不饱和二元有机酸衣康酸(又称亚甲基丁二酸)和另外一种带有磺酸基团的乙烯单体A艟s (又称2一丙烯酰胺一2一甲基丙磺酸)在引发条件下聚合反应制成，该产品有很好的高温缓凝作用，与大 多数的分散剂、降失水帮有良好的相容性．高温直角稠化。经现场应用证鹳，该油井水淀抗高温缓凝剂能 够满足高温固井需要．并适合在严寒的条件下旌工，具有一定的推广应用价值。 关键词：油井水泥高温缓凝剂共聚物 随着石油工业的迅速发展，目前油田勘探开发已经向中深井及超深井方向发展，我国西 部(新疆)的油藏处于6000米左右的地层，这就给油田固井工程带来许多新的问题。国外 70年代末80年代初期，由于市场的需要，进行了大量的油井水泥缓凝剂的研究，各大石油 公司如壳牌公司、哈里伯顿等公司研制出许多种缓凝剂，其主要成分是改性术质素天然高分 子、多羟基有机酸及其盐类、无机盐、高分子聚合物，相比之下多羟基有机酸及其盐类由于 其分散性强、缓凝作用明显而显示良好的性能。如：美国的强一31L、日本的AR等，但因其 价格比较昂贵而不利于接广。我国抗高温缓凝剂的研究起步比较晚，源于80年代末期，主 些直连状淀粉及其衍生物、糖类、c疆正C、木质素磺酸盐等天然有机高分子材料，因其价廉 易得且有较好的缓凝作用，但因其结构的非均性而导致使用的差异多变，存在过于缓凝或过 于敏感的、不抗高温的弊病，不能够适应现场施工苛刻的环境条件，憋泵事故经常发生，给 固井带来意想不到的麻烦，有时还会造成巨大的损失。由于井底温度和压力的变化，特别是 温度的增加，使水泥浆的稠化迅速，可泵送时间缩短，以及适应现场施工的苛刻条件，因此 为了保证中深井及超深井的固井成功，就须开发一种新型的抗高温缓凝荆(抗高温、抗盐、 不敏感，并且能够在极其苛刻的环境条件下簏工不结晶、不析晶(液体))来满足市场的需 求。 室内研究部分 1．实验材料和仪器 实验材料： 全国油田化学品发展研讨会 水泥(胜潍、张店、嘉华G级高抗水泥){引发剂APS(氧化一还原引发体系)；降失水 辉市化工有限公司)：衣康酸(山东琅琊台集团)：AMPS(山东寿光联盟集团)；消泡剂；石 英砂。 实验仪器： 六速旋转粘度计等。 实验方法： 水泥浆铡备按GB10238附录A的规定进行；初始稠度、稠化时间按GB10238附录D规 定的方法测定：抗压强度按GB10238附录c的规定测定；失水量测定按照SY／T5546规定 的方法测定：流变性按SY／T5406—1999油井水泥减阻荆评价测定。 2．合成方法 投400M水于三颈烧瓶中，把2,MP8、衣康酸按一定的比例和顺序慢慢加入，搅拌加热 至《一定的温度使其充分溶解后，缓慢加入引发荆APS(氧化一还原引发体系)并保持一定的温 度使母液引发聚合，聚合1小时后并恒温老化，冷却至室温后，反应结束。 3．合成样品性貔评价： (1)分散俸用 A胛s—衣康酸共聚物通过亲水性磺酸基和双羧酸基团与水泥颗粒表面水化，形成较厚的 水化膜，从蔼使水泥颗粒表面带有相同的负电荷，静电力的增加破坏了水泥颗粒的絮凝结构， 通过扩散双电子层分散水泥颗粒，表现了很好的分散作用，改变了水泥浆的流动性和流变性， 以下是USZ减阻剂和GH一9高温缓凝剂的流交数据对比。 表1 GH一9抗高温缓凝剂对油井水泥流变性的影响 注：实验条件东灰比o．44温度是75cGH--9加量超过一定量时有明显的分散作用。 (2)抗盐性能 A肝s一衣康酸共聚物中的磺酸盐基团不仅有很好的抗高温特性而且还有很好的抗盐性， 全国油田化学品发展研讨会 它能够抑制NaCL对共聚物的分散作用，特别是抵抗氯离子对共聚物结构的破坏，在做18％盐 水的稠化时，盐水对其稠化时