油井水泥缓凝剂AID的合成与性能评价

摘要

针对目前常用的二元共聚物类水泥缓凝剂耐温性能差,及以丙烯酰胺(AM)为原料之一的三元共聚物类缓凝剂中AM易高温分解的问题,用N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)取代AM,选取2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、衣康酸(IA)和DMAM等3种单体,根据自由基水溶液聚合原理,合成了三元聚合物类缓凝剂AID.通过凝胶色谱分析、红外光谱测定和热失重试验,分析了AID的结构和耐温性能,评价了其缓凝性能与对水泥石抗压强度的影响.试验结果显示:AID耐温可达355℃,热稳定性好;单体AMPS、IA和DMAM的质量比为10:4:1,反应温度为60℃,引发剂K2S2O8的加量为2.0％及反应时间为5h的条件下,合成的缓凝剂性能较好;加入0.5％AID的水泥浆其稠化时间比未加AID的水泥浆长2倍之多;相同AID加量下,90～150℃温度范围内水泥浆的稠化时间均在300min以上,水泥石强度发展均在14 MPa以上.研究表明,缓凝剂AID能显著延长水泥浆稠化时间,温度适应性强,对水泥石抗压强度的影响不明显,具有一定的应用前景.