新型耐高温油井水泥缓凝剂的研制

摘要

随着油气易采、可采储量逐渐减少,油气田勘探开发已向深井、超深井和复杂井等方向发展,目的层地质条件的复杂性给固井工程带来了许多困难和挑战。其中,高温水泥浆技术在固井工程中起到非常重要的作用;随着井底温度和压力的不断提高,需在水泥浆体系中加入一定量的缓凝剂以调节水泥浆的稠化性能,确保固井施工安全。目前,国内的缓凝剂仍存在一定的缺陷,如适用温度范围窄、高温缓凝性差、稀释性强、易引起水泥浆异常凝胶等现象,给固井作业带来不便。
　　本文针对油井水泥缓凝剂存在的上述问题,把聚合物高分子的分子作用机理与油井水泥水化过程紧密联系起来,在已有聚合物类缓凝剂的基础上,以AMPS(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)为主链、羧酸类官能团为主要缓凝基团,引入新型的聚合单体,采用自由基水溶液聚合方法,通过正交实验及各聚合物综合性能的对比研究,经过大量的室内合成实验和性能评价,优选出最佳的聚合物配方及合成工艺,研制了一种综合性能良好的耐高温缓凝剂,代号为GWH-300L。
　　本文对高温缓凝剂GWH-300L进行了分子结构、耐温性能表征及水泥浆综合性能评价。IR谱图结果表明,所有聚合单体均参与了共聚反应;DSC和TG测试结果表明,该聚合物具有良好的耐温性能(266℃以前不会发生明显的热量和质量的损失)。综合性能评价结果表明,缓凝剂GWH-300L性能稳定,适用温度范围广,在70-200℃范围内可有效调节水泥浆的稠化时间;与其它油井水泥外加剂具有良好的配伍性和相容性,对不同油井水泥有较强的适应性;含缓凝剂GWH-300L的水泥浆体系具有良好的综合性能,如强度发展较快,大温差下顶部水泥浆不会出现超缓凝或长期不凝的现象,且可满足温差为60-130℃的固井需求;并且适用于高密度、常规密度和低密度水泥浆固井作业,能够满足高温深井、超深井、大温差及长封固段固井的施工要求,具有良好的应用前景。

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前言

第一章 文献综述

1.1论文的研究背景

1.2油井水泥水化过程

1.3油井水泥缓凝剂的作用机理

1.4国内外油井水泥缓凝剂的研究现状

1.5 本论文的研究目的

1.6 本论文研究内容及技术路线

第二章 实验部分

2.1 实验原料及仪器

2.2 高温缓凝剂聚合单体及聚合方法的确定

2.3 油井水泥高温缓凝剂的表征

2.4 含缓凝剂的水泥浆性能测试

第三章 实验结果与讨论

3.1 高温缓凝剂的合成实验探索

3.2 高温缓凝剂GWH-300L的表征结果

3.3 高温缓凝剂GWH-300L水泥浆性能评价及结果讨论

3.4 高温缓凝剂GWH-300L水泥浆综合性能评价

3.5 本章小结

第四章 全文结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢