水滑石插層降失水劑的制備和性能研究

魏浩光常慶露劉小剛邢鈺冰胡苗苗郭錦棠?

(1.中國石化石油工程技術研究院,北京 102206;2.天津大學化工學院,天津 300350;3.四川省哈丁謝爾頓工程技術有限公司,成都 610041)

水泥漿失水會造成流動性下降,環空泥漿水灰比降低,油氣竄槽可能性增大等問題,嚴重時會使水泥漿無法泵送,導致固井失敗[1,2],濾液如果進入儲層會對深井中的油氣產品造成污染[3]。所以,需要在油井水泥中加入降失水劑來降低水泥漿失水量,確保水泥漿的流動性,保證固井的安全性,提高固井效率[4,5]。在高溫條件下,合成聚合物類降失水劑發揮降失水作用的酰胺基團容易水解,使得降失水劑降失水的能力明顯下降。降失水劑在鹽水條件下控失水能力較差[6],鹽離子對于聚合物的結構、吸附性能、黏度、帶電基團周圍水化層的影響都會使降失水劑降失水能力急劇下降[7]。

水滑石是1 種層狀雙氫氧化物(Layer double hydroxide,LDH),層狀雙金屬氫氧化物是指由2 種金屬離子的氫氧化物構成主體層板結構,且在一定條件下該層板結構能夠被客體功能性物質,比如:分子、離子、功能團等插入的一種無機材料[8]。對水滑石進行插層獲得的一系列的超分子材料稱為插層水滑石材料(LDHs)。對于層狀雙金屬氫氧化物,它主要有4 個特征性能:陰離子可交換性、堿性、結構記憶效應、組成與結構的可調控性[9,10]。層狀雙金屬氫氧化物本身具有層狀結構的特點,它的層間陰離子可與各種陰離子發生交換,進而可以使這些客體陰離子進行插層,得到各種具有不同性質與功能的新材料,可以插層的陰離子包括:有機陰離子、無機陰離子和配合物陰離子等[11]。……