AM-AMPS共聚物的合成與降濾失性能研究.pdf

1、于0.5％時水泥漿濾失量的變化不大。FF在40℃～120℃范圍內(nèi)都有優(yōu)異的降濾失效果，并且能夠抗鹽水水泥漿至飽和。FF對水泥漿有一定的緩凝作用，摻有FF的水泥漿，流變性能可調(diào)，稠化曲線比較理想。摻入FF后，水泥石抗壓強度發(fā)展較快，且都有不同程度的下降，但都能滿足固井施工的技術要求。FF能很好的控制油井水泥漿的游離水量，能夠將游離水量降低到零，并且FF水溶液體系穩(wěn)定，在正常放置條件下不易降解。 從達西定律的角度，探討了油井水泥降濾

2、失劑的作用機理；從聚合物結構的角度出發(fā)對水溶性聚合物類油井水泥降濾失劑的作用機理進行了分析。通過研究摻有FF水泥漿的表觀粘度和濾餅的厚度，得出FF主要是通過改善濾餅質(zhì)量來控制濾失量的結論。 隨著我國石油勘探開發(fā)事業(yè)的發(fā)展，特別是海上石油勘探開發(fā)的興起，鉆遇地層條件日益復雜，對固井用油井水泥外加劑提出了更高的要求。固井施工時，如果水泥漿的濾失量不能控制，水泥漿的稠化時間、流變性就會偏離原設計要求，并對油層造成不同程度的污染傷害，嚴

3、重時可使固井作業(yè)失敗。水溶性聚合物是目前應用最廣的油井水泥降濾失劑，現(xiàn)有油井水泥降濾失劑的主要缺點在于高溫下失效和抗鹽性能差。 首先根據(jù)油井水泥降濾失劑對聚合物性能的要求，進行分子結構設計，并選擇合適的聚合用單體和引發(fā)體系。本文首先選用丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)，采用氧化－還原引發(fā)體系，運用水溶液自由基聚合的方法合成出一種共聚物產(chǎn)品，對影響共聚物性能因素進行了初步的研究，并對聚合物產(chǎn)物的表觀粘度，API濾失量和水泥漿流動度

4、進行了評價。所合成樣品中，性能最佳的能夠將濾失量降低到325mL，這還不能滿足目前固井施工中對水泥漿濾失量的要求。 改用丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)為單體，采用水溶液自由基聚合的方法，得到了一種共聚產(chǎn)物。研究了3個因素（單體配比，反應體系pH值，引發(fā)劑濃度）對轉化率和特性粘數(shù)的影響,綜合分析，確定反應體系的pH值應在7左右為宜，AM/AMPS的質(zhì)量比控制在1/6～1/8為宜，引發(fā)劑濃度在0.4％～

5、0.7％時為宜。 對AM/AMPS共聚物的性能進行了評價，以共聚物的降濾失性能做為判斷其性能優(yōu)劣的主要標準。通過對影響聚合過程的各種因素的研究確定AMPS/AM共聚物油井水泥降濾失劑（代號FF）的合成條件為：單體濃度為8％（wt），單體質(zhì)量比為1?7，引發(fā)劑濃度為0.5％（wt），引發(fā)劑摩爾比為1?1，反應溫度50℃，反應時間6h。 對FF水溶液的粘度性質(zhì)進行了研究，并通過紅外光譜圖和元素分析，表征了FF所含基團和元素

6、。 當FF加量為0.4％時，就可以使水泥漿濾失量降低98.5％，當加量大于等于0.5％時水泥漿濾失量的變化不大。FF在40℃～120℃范圍內(nèi)都有優(yōu)異的降濾失效果，并且能夠抗鹽水水泥漿至飽和。FF對水泥漿有一定的緩凝作用，摻有FF的水泥漿，流變性能可調(diào)，稠化曲線比較理想。摻入FF后，水泥石抗壓強度發(fā)展較快，且都有不同程度的下降，但都能滿足固井施工的技術要求。FF能很好的控制油井水泥漿的游離水量，能夠將游離水量降低到零，并且FF水溶