微滴乳液聚合制备油井水泥胶乳增韧剂

• 作 者: 肖淼
• 机 构: 天津大学
• 出 处: 天津大学
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 油井水泥 耐温抗盐 胶乳增韧剂 微滴乳液聚合 液体聚丁二烯

固井质量的好坏直接决定油气井寿命长短和油气采收率的高低。目前，在国内固井工程中常出现的油气水窜和界面胶结质量问题，其根本原因之一在于水泥石脆性大，在后期的射孔、压裂、酸化、后期开采的过程中，水泥环受到冲击和振动作用，发生脆性断裂，同时与套管或井壁的界面胶结受到破坏，从而失去层间封隔作用。因此，选择一种合适的增韧材料加入油井水泥浆中，增大油井水泥石的韧性，使水泥石受外力时具备一定塑性形变能力，对提高固井工程的质量有着至关重要的作用。本文以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）和丙烯酸（AA）为功能单体，利用微滴乳液聚合的方式，合成了以苯乙烯（St）为硬单体，低分子量液体聚丁二烯（LPB）为软单体的丁苯乳液体系，用于油井水泥增韧。红外光谱结果表明所有的单体都参与了共聚。用透射电镜对产物乳胶粒的形态进行了观察，结果表明所合成的乳胶粒粒径为120nm的具有核壳结构的球形，且分布均一。用热失重分析仪对聚合物耐热性进行了表征，结果表明聚合物在320℃以下基本不发生分解，具有良好的耐温性能。将合成的乳液加入水泥浆后，按照油井水泥试验方法GB/T19139-2003对水泥浆的各项常规性能、抗压强度、抗折强度、失水量及稠化性能进行了研究。结果表明：加入胶乳后的水泥浆体系浆体稳定性良好，养护无增稠现象；水泥浆流动度增加，游离液为0；抗压强度和抗折强度得到很大改善，水泥石韧性明显增强。失水量小于50mL，稠化曲线呈直角稠化，过渡时间短，是一种防气窜能力优良的水泥浆体系，可很好的满足固井施工要求。