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新型耐温抗盐降失水剂LX-1 的研制与性能评价

2021-01-11郭锦棠刘振兴史海民胡苗苗

郭锦棠,刘振兴,何 军,史海民,张 弛,3,胡苗苗

(1. 天津大学化工学院,天津 300350;2. 中国石油吉林油田公司钻井工艺研究院,松原 138000;3. 中国石油集团工程技术研究院有限公司,北京 102206)

随着浅层石油天然气资源可开采量不断减少,勘探开发已向深井、超深井方面发展[1-2].油井水泥降失水剂作为固井的三大主要添加剂之一,在控制水泥浆中的液体滤失到渗透性地层、保持水泥浆相对稳定的水灰比,进而提高固井质量和提高产能方面发挥着重要的作用[3-4].这对降失水剂的性能提出了新的更高的要求.

目前国内使用的降失水剂大多是2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酰胺(AM)为主要单体的共聚物[5-6].这类降失水剂由于高温时基团易水解和脱吸附,造成水泥浆失水不可控,耐高温性能差[6].

为了解决上述问题,笔者通过分子结构设计,以AMPS 为主要单体,引入含长侧链及吸附性羟基基团单体X,研发耐温抗盐性良好、温度适应范围广、与其他外加剂配伍性好的固井降失水剂LX-1,并对其性能进行评价.

1 LX-1的研制

1.1 LX-1分子设计思路

针对降失水剂抗高温抗盐性能差、适用范围窄、与其他水泥外加剂配伍性差等问题,LX-1 分子设计思路如下:

(1) AMPS 结构中含有水化能力强、不易水解、耐温性好、受外界金属阳离子的进攻不敏感的磺酸基团,可以提高降失水剂的耐温耐盐性;

(2) 降失水剂分子链中引入吸附能力强的酰胺基、羧基等基团,提升高温下降失水剂的控失水能力以及与其他外加剂的配伍性[7-8];……

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