新型抗高溫水泥漿體系的研究及應用

瞿志浩 孫曉杰 朱海金 史為紀 雒 闖 殷天龍

（中國石油海洋工程有限公司鉆井工程研究院，天津 塘沽 300450）

0 引言

深井的高溫高壓會引起水泥漿稠化時間突變、水泥漿沉降穩定性變差、水泥石強度衰退等系列問題[1-2]。在設計高溫水泥漿時，某些高溫緩凝劑可能對降失水劑有破壞作用，造成漿體失水偏大，或者某些高溫緩凝劑稀釋性很強，會造成漿體沉降和游離水，或者某些高溫緩凝劑存在“過緩凝”、“倒掛”等現象，給施工安全帶來風險[3]。因此，需要研發抗溫能力強、適用范圍廣的水泥懸浮劑，以提高水泥漿的穩定性，確保高溫深井固井施工安全及固井質量[4]。

1 新型抗高溫緩凝劑的研發及性能評價

1.1 新型抗高溫緩凝劑A的研制

目前國內AMPS類合成緩凝劑效果較明顯、應用較廣泛[5-6]。 研究選用衣康酸／2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（IA／AMPS）類共聚物作為緩凝劑的緩凝效果。另外，由于衣康酸屬于發酵產品，其共聚物可生物降解，是一種環境友好型產品[7-8]。

將AMPS、衣康酸（AI）、去離子水加入反應釜，調節溶液pH值至7，升溫至60℃，然后攪拌，通氮氣除氧，并滴加引發劑于溶液中，在60℃下連續反應5小時，得到AMPS／IA共聚物溶液。產物經過丙酮反復萃取后，于40℃烘箱中烘干，粉碎得到AMPS／IA共聚物。再將AMPS／IA共聚物與一種羥基羧酸鹽按照一定的比例混合，即得到新型抗高溫緩凝劑A[9-10]。

圖1為該共聚物的的IR譜圖，從圖譜峰值分析可看出共聚物物含有羧酸基、酰胺基等特征基團，并且沒有出現C＝C的特征吸收峰（1680cm-1與1620cm-1之間），說明AMPS與IA進行了充分的共聚反應。……