高温油井水泥降失水剂ZFA-1的合成及性能

发布时间：2021-06-13 07:47

　　针对水溶性聚合物在强碱下耐高温性能的局限性,笔者突破传统水溶性共聚物的研究思路,设计并合成了无机非金属材料-有机聚合物高温降失水剂ZFA-1。通过实验确定了ZFA-1的最佳合成工艺:AM∶IA∶AMPS物质的量比为6.0∶2.5∶1.5,分子量调节剂加量为0.005%,偶联剂加量为0.5%,无机材料加量为5%,引发剂加量为0.5%,单体质量分数为25%,体系pH值为6,引发温度为55℃,反应时间为6 h;分别采用红外光谱（FT-IR）、热重分析（DSC/DTG）对ZFA-1进行了表征。结果表明,ZFA-1为预期结构的产物,在326℃时失重率仅为7.81%,主要是由于偶联剂和无机材料的引入增加了其在高温下的稳定性。对ZFA-1的性能评价结果表明,当ZFA-1加量为1.0%～1.5%时,可将水泥浆在93～200℃、6.9 MPa时的失水量控制在50 mL以内,具有优良的抗盐性能,且对水泥石的抗压强度无不良影响。 

【文章来源】：钻井液与完井液. 2020,37(02)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

偶联剂加量对聚合物降失水性能和分子量的影响

单体物质的量比为AM∶IA∶AMPS=6.0∶2.5∶1.5，单体质量分数为25%，引发剂加量为0.5%，偶联剂加量为1.0%，引发温度为55℃，反应时间为6h，体系pH值为7，考察了无机材料加量对聚合物分子量和降失水性能的影响，结果见图2。可以看出，随着无机材料加量的增加，聚合物相对分子质量呈降低趋势，这是因为无机材料为惰性材料，其加量的增加，会阻碍分子链的增长，因此聚合物分子量会有所降低，还会导致偶联不完全出现沉淀现象。当其加量为5%时，所得聚合物降失水剂加量为1%时，即可将水泥浆在120℃、6.9MPa时的失水量控制在40 mL。

单体物质的量比为AM∶IA∶AMPS=6.0∶2.5∶1.5，质量分数为25%，偶联剂加量为1.0%，无机材料加量为5%，引发温度为55℃，反应时间为6 h，体系pH值为7。考察了引发剂加量对聚合物分子量和降失水性能的影响，结果见图3。可知，随着引发剂加量增大，所得聚合物的分子量呈降低趋势。当引发剂加量为0.5%时，所得降失水剂的分子量为30.6×104，降失水剂加量为1%时，可将水泥浆在120℃、6.9 MPa时的失水量控制在28 mL。2.6 pH值对聚合物性能及分子量的影响

【参考文献】：
期刊论文
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[2]抗高温油井水泥降失水剂SZ1-1的研制与应用[J]. 李雨威,黄志宇.  钻采工艺. 2018(06)
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[4]油井水泥降失水剂的作用机理研究[J]. 刘学鹏,刘仍光.  化学研究与应用. 2017(12)
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本文编号：3227314