新型聚合物緩凝劑的合成與性能研究.pdf

1、隨著油氣儲量的變化，油氣田勘探開發(fā)已向深井、超深井和復雜井等方向發(fā)展，而深井、超深井固井中存在諸多問題，例如封固段長、上下溫差大、頂部水泥漿易出現(xiàn)超緩凝等。在固井施工中，常在水泥漿中添加緩凝劑等外加劑來解決上述問題。傳統(tǒng)緩凝劑目前仍存在一些的缺點，如適用溫度范圍窄、延緩低溫下水泥石強度發(fā)展等，影響固井質量。
　　針對上述固井中問題以及油井水泥緩凝劑所存在的缺陷，本文在已有聚合物類緩凝劑的基礎上，引入長鏈烷基單體設計設計合成了一種疏

2、水締合水溶性聚合物緩凝劑。該聚合物以胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、衣康酸（IA）、丙烯酸（AA）、N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAA）和具有長側鏈結構的季銨鹽（DMAPMA-1-BD）為聚合單體，采用自由基水溶液聚合，合成了一種五元共聚物 P（AMPS/IA/AA/DMAA/ DMAPMA-1-BD），通過考察各反應條件對聚合物性質的影響，確定了該五元共聚物 PAIADD的最佳合成條件。采用紅外光譜儀和核磁共振儀對聚合物結構進行表征，

3、結果表明所有單體均已參與聚合反應，利用熱失重分析儀對聚合物的熱穩(wěn)定性進行測試，結果表明聚合物分子結構穩(wěn)定，具有良好的耐熱性能。
　　本文對緩凝劑 PAIADD進行水泥漿綜合性能進行評價，結果表明其能明顯的改善水泥體系性能，在高溫條件下具有良好的緩凝性，在低溫條件下對水泥石的早期強度發(fā)展影響較小，一定溫度范圍內初終凝時間幾乎不變。這表明聚合物的相關性能對溫度具有一定的響應性，能夠適用于大溫差環(huán)境中，在長封固段固井中具有一定的應用前景

4、。此外利用掃描電鏡和X射線衍射儀對緩凝劑PAIADD的緩凝機理進行探究，發(fā)現(xiàn)聚合物緩凝劑的作用機理為沉淀機理、鈣離子螯合機理以及成核機理中的一種或多種作用的結果，并且在不同溫度下其對水泥水化進程的阻礙程度相似。
　　本文還對聚合物性能的溫度響應性行為進行探究，流變測試、聚合物流體半徑測試以及熒光光譜測試結果表明聚合物分子中存在締合結構，并且這種結構隨著溫度的變化而發(fā)生變化，這種行為對聚合物的絡合能力產生影響，即隨著溫度的升高，絡合