刘欣慰, 冯 茜*, 杨启贞, 刘希峰

(1. 西南石油大学 化学化工学院，四川 成都 610500； 2. 胜利油田 油气勘探管理中心，山东 东营 257000)

固井水泥环因自身脆性和外部应力作用等原因，易产生微裂缝使层间封隔失效，不仅影响生产,甚至有可能造成安全事故[1-2]。常用的修补方法是挤水泥，但该法施工成本高且成功率低[3]。近年来,自修复技术因其操作方便、价格便宜、可及时修复微裂缝等优点受到研究人员的密切关注[4-5]。

自修复剂可分为遇烃修复类和遇水修复类，前者研究较多[6-7]。Delage于2004提出了水泥石遇水修复概念。即向自修复水泥体系中添加至少一种能遇水膨胀的物质，当水泥环开裂、继而水气窜流时，该物质通过体积膨胀堵塞裂缝[8]。然而直接将自修复剂加入水泥浆，可能会对浆体泵送性能造成不利影响。为解决此问题，有研究人员对这种材料进行包覆处理[9]，但该工艺繁琐复杂，且不能避免因拌浆时的巨大剪切力而造成的外壳破裂问题，固井施工依然存在安全隐患。

水泥浆矿化度超过8000 mg/L，且富含Ca2+和Mg2+等离子[10]。大庆油田资料显示，刚开发时地层水矿化度为6000～9000 mg/L，初期注入地表淡水，矿化度在400 mg/L左右，采出水的矿化度从未淹层的6000～9000 mg/L到水淹层的1000～3200 mg/L，最低为800 mg/L[11-12]。由此可知，部分油田的地层水矿化度低于水泥浆体。

考虑到丙烯酸系吸水剂的盐敏性[13-14]，本文采用反向悬浮聚合法，丙烯酸和丙烯酰胺(AM)为单体，过硫酸钾(KBS)作引发剂，N，N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)作交联剂，制备了一种非包覆遇水膨胀型自修复剂LF-1，其结构经SEM和IR表征。……