聚羧酸超塑化劑與納米SiO2顆粒協同作用對固井水泥漿性能的影響

李延偉

(中石化勝利石油工程有限公司固井技術服務中心，東營 257000)

0 引 言

油井水泥存在抗拉強度低、抗破裂性能差等缺陷，由于溫度、壓力等外界條件的影響，固井水泥環的密封完整性易遭受破壞，影響油氣井的安全和高效生產[1-2]。隨著油氣勘探開發的深入，為了滿足復雜地質條件下的固井技術需求，對固井水泥漿性能的要求越來越高。因此，高性能油井水泥添加劑的研發和基礎理論的完善有利于全面提高固井質量，為實現油氣資源安全高效勘探開發提供技術保障。聚羧酸超塑化劑能夠通過分子結構中的羧酸根和聚乙二醇支鏈吸附水泥顆粒，顯著降低水泥漿粘度，促進水泥漿水化，提高力學性能，在水泥漿中具有多重作用[3-4]。納米SiO2顆粒在水泥漿中不僅能夠發揮物理填充作用，還能夠與水化過程產生的氫氧化鈣反應生成水化硅酸鈣(C-S-H)，從而促進水泥漿的水化反應，密實水泥石的微觀結構，改善水泥漿性能[5]。目前，聚羧酸超塑化劑與納米SiO2顆粒在提高固井水泥漿性能方面的協同作用還鮮有報道。

本研究以丙烯酸(AA)和聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯(PEGMA)為原料，采用自由基聚合制備AA/PEGMA聚羧酸超塑化劑。并分析AA/PEGMA聚羧酸超塑化劑與納米SiO2顆粒的協同作用對固井水泥漿的水化產物、微觀結構、流變性能和抗壓強度的影響，對進一步拓展、豐富和深化聚羧酸超塑化劑與納米SiO2顆粒在固井水泥漿中的應用具有重要意義。

1 實 驗

1.1 原材料

納米SiO2顆粒、聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯(PEGMA)、丙烯酸(AA)、四氫呋喃、偶氮二異丁腈來自天津大茂化學試劑廠，G級油井水泥來自淄博中昌特種水泥有限公司。……