GWF―L降失水剂的合成研发及其性能表征.doc

GWF―200L降失水剂的合成研发及其性能表征 GWF―200L降失水剂的合成研发及其性能表征 　　摘要：目前国内使用的合成聚合物类降失水剂普遍存在抗高温、抗盐能力差的问题，为解决这一问题，从分子结构入手，优选出性能优异的聚合单体，以2************基一2甲基丙磺酸（AMPS）、************（AM）、*********（AA）为单体，采用氧化一还原引发体系合成了AMPS/AM/AA三元抗高温耐盐油井水泥降失水剂-GWF-200L，分子主链上引入了磺酸基等多种官能团，提高了降失水剂对水泥粒子的吸附能力，从而提高了降失水剂在高温下控制水泥浆失水的能力。分别考察了引发剂加量、反应温度及单体浓度等因素对降失水剂性能的影响，确定了聚合反应的最佳合成条件，制备出了聚合物并进行结构表征确定目标产物。在高温下能将淡水水泥浆150℃/8.0MPa条件下API失水量控制在100mL以内且对水泥石的强度发展无不良影响；具有良好的综合性能，能够满足高温深井固井的需要。 　　Abstract： To seek polymers for EOR in hostile reservoirs， the synthesis of acrylamide / N， N-dimethylac-rylamide / 2-acrylamide-2-methylpropane solfonic acid （AMPS/AM/AA） terpolymers by initiated polymerization in aqueous solution is studied. The structure of the terpolymer was confirmed by infrared spectrum （IR） analysis. The performance tests of cement slurry demonstrated that this terpolymer fluid-loss additive could control the API fluid loss amount below 100mL under the condition of 150℃/8.0 MPa saturated brine. The results showed that the copolymer was of better thermal stability and filtrate reducing performance. 　　关键词：AMPS/AM/AA共聚物；降失水剂；耐高温；抗盐 　　Key words： AMPS/AM/AA terpolymer；fluid loss additive；temperature-resistance；salv tolerance 　　中图分类号：TE256 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）18-0088-04 　　0 引言 　　当前，我国的石油勘探和资源开采逐步向深井、超深井以及更复杂地层类型发展，并且对完井固井开采技术的要求越来越严格[1]。随着油井温度、压力、饱和盐水等开采条件的复杂化，以往常用的聚************、部分水解聚************、聚乙烯醇类降失水剂已无法满足开采作业的需求[2]。目前学术界普遍认为降失水剂主要通过改善滤饼质量和提高滤液粘稠度来防止水分散失，其中滤饼质量的控制起主导作用。而水泥浆粒子的级配及分散程度决定着滤饼的致密度，因此，水泥浆的调配及质量控制才是保持水量的关键因素。 　　水溶液中若存在带正电荷的水泥颗粒，则含有羰基、亲水基团等吸附基团的阴离子聚电解质降水剂就能与之反应，通过多点吸附作用与之构成网状结构，进而基于水化基团的水化反应形成一层结实的水化层，从而降低颗粒分散、滤饼渗透率，减少失水量。如果降失水剂的大分子链与水泥颗粒形成网状结构，通过阻断水泥颗粒之间的相互接触来防止其聚结，同时进一步优化水泥颗粒的级配结构，提高滤饼的致密程度，以降低失水量。 　　还有一种聚合物降失水剂在近几年比较常见。这种新一代降失水剂由2-************基-2-甲基丙磺酸（AMPS）两个单体构成。AMPS分子中含有阴离子性强、水溶性良好的磺酸基团，在外界阳离子进攻下不会产生剧烈的反应，抗盐性非常好[3]；*********（C=0）上的三对孤对电子，对水泥所含的钙离子较敏感，会吸附在钙离子表面构成网状空间结构，由于该结构密度极小，因而能够减少水量流失[4]；