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环氧磷酸缓凝剂研发及抗220 ℃常规密度水泥浆综合性能

林鑫 刘硕琼 夏修建 孟仁洲

林鑫,刘硕琼,夏修建,等. 环氧磷酸缓凝剂研发及抗220 ℃常规密度水泥浆综合性能[J]. 钻井液与完井液,2024,41(2):215-219 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.02.011
引用本文: 林鑫,刘硕琼,夏修建,等. 环氧磷酸缓凝剂研发及抗220 ℃常规密度水泥浆综合性能[J]. 钻井液与完井液,2024,41(2):215-219 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.02.011
LIN Xin, LIU Shuoqiong, XIA Xiujian, et al.Development of an epoxy phosphate retarder and a high temperature cement slurry resistant to 220 °C[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2024, 41(2):215-219 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.02.011
Citation: LIN Xin, LIU Shuoqiong, XIA Xiujian, et al.Development of an epoxy phosphate retarder and a high temperature cement slurry resistant to 220 °C[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2024, 41(2):215-219 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.02.011

环氧磷酸缓凝剂研发及抗220 ℃常规密度水泥浆综合性能

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.02.011
基金项目: 中石油科技核心项目“抗温240 ℃以上的环保井筒工作液新材料”(2020A-3913)。
详细信息
    作者简介:

    林鑫,博士研究生,1989年生,研究方向为固井完井新工艺新技术。电话 18500191697;E-mail:382257171@qq.com。

    通讯作者:

    刘硕琼,E-mail:liushuoqiongdri@cnpc.com.cn。

  • 中图分类号: TE256.6

Development of An Epoxy Phosphate Retarder and A High Temperature Cement Slurry Resistant to 220 °C

  • 摘要: 针对油井水泥常用缓凝剂在200 ℃以上稠化时间不稳定问题,笔者以官能团和聚合物功能结构为基础,对抗高温缓凝剂进行分子结构设计。以AMPS、SAS、NVP、AM和环氧丙基磷酸5种单体制备了一种五元抗高温缓凝剂NPAAS-1。采用红外光谱、热重分析以及核磁共振H谱对NPAAS-1进行表征。结果表明,缓凝剂NPAAS-1为预期产物,300 ℃时失重仅为22.30%。通过其性能评价可知,NPAAS-1在200 ℃以上具有很好的缓凝性能,且稠化时间与加量呈线性关系。在 220 ℃下,缓凝剂加量为3.5%时,稠化时间为297 min;加量为4.5%时,稠化时间为530 min。可以实现对超高温环境下水泥水化速率的有效控制。

     

  • 图  1  缓凝剂NPAAS-1的合成反应方程式

    图  2  缓凝剂NPAAS-1的螯合结构示意图

    图  3  3.5% NPAAS-1水泥浆在220 ℃下的稠化曲线

    图  4  3% NPAAS-1水泥浆在220 ℃下养护稠化曲线

    图  5  缓凝剂NPAAS-1的红外光谱图

    图  6  缓凝剂NPAAS-1的热重分析

    图  7  缓凝剂NPAAS-1的核磁共振H谱

    图  8  不同温度下NPAAS-1加量与水泥浆稠化时间的关系

    表  1  缓凝剂NPAAS-1合成工艺条件

    影响因素T反应/ ℃t反应/h单体浓度/%pH
    数值13014506
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    表  2  温度对含NPAAS-1 缓凝性能的影响

    NPAAS-1/%T/℃P/MPat稠化/min
    3.5215100349
    3.5220100297
    3.5225100245
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-09-28
  • 修回日期:  2023-12-13
  • 刊出日期:  2024-03-30

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