油井水泥高温缓凝剂特性及发展浅析
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2014年第2期内蒙古石油化工31高温缓凝剂A M PS--I A 的性能及作用机理解释魏绪伟1,曹成章1,齐志刚1,彭志刚1,步玉环2,曹会莲r(1.胜利石油管理局钻井工艺研究院;2.中国石油大学华东石油工程学院,山东东营257061)摘要:针对深井固井高温环境下水泥浆稠化时间和抗温性能难以满足现场施工的问题,研制了一种抗高温缓凝剂A M PS —I A ,并考察了高温缓凝性能、抗盐性能及它对水泥石抗压强度的影响。
通过红外光谱分析,聚合物络合物中最明显的特征在于1405cm _1处吸收峰的出现。
在溶液吸收光谱分析中,聚合物络合物中的最大吸收波长的变化代表了一C —O 基团上发生了跃迁,一C =O 基团的电子云密度降低。
根据红外光谱及溶液吸收光谱分析,证实了缓凝剂中的配位体与水泥中的钙离子形成了金属螯合物,通过测试手段证实了A M PS 一队缓凝剂的作用机理。
关键词:高温缓凝剂;红外光谱分析;溶液吸收光谱分析;作用机理中图分类号:T E 256文献标识码:A文章编号:1006--7981(2014)02一0031一03随着勘探开发井深的日益加深,高温高压作用下,引起油井水泥的物化性能发生明显变化,对油井水泥缓凝剂的性能提出了更高的要求[1、2]。
A M PS类高温缓凝剂是目前使用最广泛、效果最明显的缓凝剂。
目前,缓凝剂作用机理解释仅局限于理论分析上的假设,造成对缓凝剂性能的认识不清楚。
目前,羧酸盐类缓凝剂的作用机理假设主要有两种:羟基羧酸、氨基、羧酸及其盐对硅酸盐水泥的缓凝作用主要在于它们的分子结构中含有络合物形成基(一O H ,一C O O H ,一N H 2)。
C a 2+为二价正离子,配位数为4,是弱的结合体,能在碱性环境中形成不稳定的络合物。
羟基在水泥水化产物的碱性介质中与游离的C a2十生成不稳定的络合物,在水化初期控制了液相中的C a2十的浓度,产生缓凝作用。
随着水化过程的进行,这种不稳定的络合物将自行分解,水化将继续正常进行,并不影响水泥后期水化。
新型耐高温油井缓凝剂的合成与性能评价缓凝剂作为常见的一种油井水泥添加剂,因其成本低等优点,被广泛应用。
但是,在实际应用过程中来看,还存在很多有待解决的问题。
而缓凝剂GH-9S 的出现,给用户提供了更多的选择。
为此,在接下来的文章中,将以油井水泥缓凝剂GH-9S展开详细的分析,希望能够给相关人士提供重要的参考价值。
标签:油井水泥;缓凝剂0 引言从当前情况来看,我国应用的油井水泥缓凝剂主要以木质素磺酸盐类、羟基羧酸盐类等为主,这些种类的缓凝剂的优点在于成本低,缺点是对温度及加量较为敏感,水泥浆小样与大样稠化时间重复性较差,给现场施工带来一定的麻烦。
而缓凝剂GH-9S的出现,给了用户更多的选择,GH-9S属于固体缓凝剂,具有液体聚合物缓凝剂的性能特点,并且固体产品在储运及使用方面具有一定的优势。
1 实验部分1.1 实验材料与仪器G级高抗硫油井水泥,硅粉,微硅,降失水剂G33S,膨胀剂G401,分散剂USZ,衣康酸、AMPS、硫酸、异丙醇、氢氧化钠、乙烯基吡咯烷酮、富马酸、过硫酸铵、亚硫酸氢钠等,三颈烧瓶,搅拌器,水浴锅,增压稠化仪,常压稠化仪,高温高压失水仪,高温高压养护釜等。
1.2 样品合成固体水泥浆缓凝剂的制备方法:首先,将500克去离子水加入三颈烧瓶中,在搅拌中先加入衣康酸,使其溶解,再加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸搅拌溶解,然后依次加入硫酸,异丙醇,氢氧化钠同时开启冷却水降温中和;中和后控制釜中温度在58-62℃、pH值2-3的情况下加入乙烯基吡咯烷酮和富马酸搅拌搅匀;另将过硫酸铵放入一定量去离子水中溶解后加入搅拌均匀,静置30分钟后将亚硫酸氢钠溶液加入釜中搅拌30分钟静置,待反应釜中温度升至80℃时再开始搅拌,然后降温至70℃停止搅拌保持反应5个小时,将物料降至室温,然后加入甲醛再搅拌30分钟;将聚合好的物料烘干粉碎,去渣后即为成品。
2 结果与讨论按GB/T19139-2003标准方法制备水泥浆,测试水泥浆的稠化时间,水泥石抗压强度,按SY/T5504.1-2005要求测试缓凝剂的调凝,稠化时间可调性,温度敏感性,加量敏感系数等性能。
国外新型高温油井缓凝剂性能简介(一)国外新型高温油井缓凝剂性能简介吕斌摘要本文简述了油井水泥缓凝剂的化学原理和常用的缓凝剂类型;综述了国外新型油井缓凝剂的产品性能,包括菲利普斯的HTR100、HTR100-L、HTR200,哈里伯顿的HR-50、SCR-100;探讨了理想高温缓凝剂的发展方向。
关键词油井水泥高温缓凝剂综述随着石油工业的发展,勘探及开发领域日益扩大,油田的开采力度加大,深部地层的钻探日益增多,遇到的深井、超深井及地温梯度特别高的地热井也越来越多,其井底静止温度一般在100~150℃,有的甚至达到200℃。
油井水泥在这样的高温环境下,水泥浆、水泥石物理化学性能将会发生明显的改变,主要表现在水泥浆稠化时间急剧缩短,水泥石强度产生衰退、渗透率增加等变化,说明水泥的水化产物及结构发生了相应的改变,从而影响固井施工和固井质量。
缓凝剂是油井水泥外加剂中最重要的一种,在固中深井、深井以及超深井时通常需要在水泥浆中加入缓凝剂以调节稠化时间。
高温缓凝剂是指在高温条件下能够延长水泥浆凝固时间的化学试剂,其作用是有效地延长水泥浆处于液态和可泵性的时间。
目前,国外几大固井公司如哈里伯顿、斯伦贝谢、菲利普斯等均已开发出成熟的抗高温缓凝剂系列产品,如菲利普斯的HTR100、HTR100-L、HTR200,哈里伯顿的HR-50、SCR-100等。
本文介绍了近年来国外缓凝剂的研究进展,并对较成熟的产品进行了描述。
本文综述了国内外十余年来缓凝剂的研究进展情况,探讨了国内高温缓凝剂的发展方向。
1. 水泥水化及缓凝作用的化学原理水泥水化是水泥熟料中各矿物组分与水之间发生复合化学反应而使水泥浆逐步稠化和硬化的复杂过程。
影响水泥水化速率的因素是多方面的,如矿物组分、水泥细度、水灰比、温度、压力等。
缓凝剂是一种能延缓水泥水化速率的外加剂。
水泥水化需要在饱和Ca(OH)2溶液中进行,缓凝剂从水泥水化反应诱导期到加速期, 始终阻碍液相中析出的Ca(OH)2结晶成核。
文章编号:1001-5620(2011)S0-0054-05油井水泥高温缓凝剂特性及发展浅析赵岳, 沙林浩, 王建东, 李立荣, 霍明江(中国石油集团海洋工程有限公司渤星公司,天津)摘要 论述了目前常用油井水泥缓凝剂的类型、特性及作用机理,对有机物类缓凝剂和聚合物类缓凝剂的特性及发展进行了对比总结,并综述了高温缓凝剂的研究进展。
讨论了油井水泥缓凝剂的发展趋势、面临的问题以及使用建议。
提出应重点研究开发适应大温差、对水泥石强度无影响、掺量与稠化时间呈线性关系、易于施工调配、适用于超高温固井的缓凝剂。
不但要研究新型有机磷酸盐及新型聚合物,而且要重视对已有缓凝剂或新研发的产品复配应用的研究。
尤其应尝试通过复配应用来扩大单独使用性能有局限的产品的适用温度范围,提高其综合性能。
关键词 固井;油井水泥;缓凝剂;高温缓凝剂;综述中图分类号:TE256.6 文献标识码:A随着石油的勘探开发向深处发展,深井、水平井、大位移井将成为主体,井段长、高温高压、延迟固井等情况和特点要求水泥浆在一定时期内保持可泵性。
普通的油井水泥缓凝剂已不能满足特殊工艺、复杂井况的固井需求,为了满足高温油气井固井对水泥浆的特殊要求,保证施工安全,必须改善高温高压下水泥浆的稠化性能和流动性能,加入缓凝剂。
因此,深入分析现有缓凝剂特性、作用机理及发展情况,可以很好地指导开发对温度敏感性小、又能保证固井施工安全,同时兼顾经济效益的新型高温油井水泥缓凝剂。
1 常用油井水泥缓凝剂特性1)木质素磺酸盐类。
木质素磺酸盐缓凝剂是从纸浆废液、木材中提取的一种天然高分子材料,含有各种糖类化合物,对各种油井水泥均有效,最常用的是木质素钠盐和钙盐[1],掺量在0.1%~1.5%(BWOC)时,适用温度可达122 ℃(BHCT),但这取决于其碳水化合物的含量、化学结构以及水泥特性,当其与硼酸钠复配时,使用温度可达315 ℃。
此类缓凝剂的优点是原材料来源广泛,使用普遍;缺点是由于材料来源分散,木质素磺酸盐的组成、结构,特别是低分子量木质素磺酸盐糖类含量的非均一性,导致其性能存在差异[2],使用前需做实验来确定稠化时间和调整水泥浆其它性能。
油井水泥浆高温悬浮稳定剂的开发及性能研究油井水泥浆高温悬浮稳定剂的开发及性能研究刘湘华【摘要】摘要针对油井水泥浆高温沉降失稳问题,引入疏水单体N-十四烷基丙烯酰胺,制备了一种高温悬浮稳定剂,并测试了稳定剂的热增黏性能,分析了热增黏机理。
综合评价了高温悬浮稳定剂对油井水泥浆沉降稳定性、流变性能、稠化性能和水泥石抗压强度的影响。
结果表明,高温悬浮稳定剂通过分子间疏水缔合作用增加高温水泥浆的黏度;稳定剂的适用温度为60~150 ℃,最佳加量为0.15%;控制水泥石的密度差在0.025 g/cm3 以内,具有非常良好的防沉降性能;稳定剂保证水泥浆的稠度系数变化很小,在4.441~5.760 Pa·sn 范围内,保证水泥浆浆体稠度稳定;稳定剂对水泥石强度影响较小,水泥石强度满足固井施工要求。
【期刊名称】《钻井液与完井液》【年(卷),期】2019(036)005【总页数】5【关键词】关键词固井;悬浮稳定剂;疏水缔合;沉降稳定性;高温【文献来源】https:///doc/5d8825811.html,/academic-journal-cn_drilling-fluid-completion_thesis/0201275548146.html刘湘华.油井水泥浆高温悬浮稳定剂的开发及性能研究[J].钻井液与完井液,2019,36(5):605-609.LIU Xianghua.Development of and study on a high temperature suspension stabilizer for oil well cement slurries[J].Drilling Fluid &Completion Fluid,2019,36(5):605-609.。
高温井固井过程中缓凝剂研究与应用作者:汪洋来源:《科学与财富》2018年第26期摘要:在深井长封固段固井过程中,为保障固井施工安全,需向水泥浆中加入大量缓凝剂,而含聚合物类缓凝剂的水泥浆在大温差条件下,易出现水泥浆柱顶部水泥石强度发展缓慢或超缓凝等问题,不但影响固井质量和延长钻井周期,而且给后期钻完井等作业带来风险。
因此开发新型聚合物类高温缓凝剂具有耐高温、抗盐能力强、耐高温、适用温度范围广等优点,且大温差条件下水泥浆柱顶部水泥石强度发展快,适用温差范围为 50~120 ℃,对深井、超深井长封固段固井的发展具有重要的意义。
关键词:深井长封固段固井;缓凝剂;水泥浆;适用范围1 实验部分针对深井、超深井长封固段大温差水泥浆柱顶部强度发展缓慢的问题,通过自由基水溶液聚合方法,研制了新型聚合物类高温缓凝剂 GWH-1,并对其性能进行了评价。
结果表明:GWH-1 耐温可达 200 ℃,抗盐可达饱和;通过调整 GWH-1 加量,能调节水泥浆的稠化时间;经 130 ℃养护后低密度水泥浆(1.30 g/cm 3)的稠化时间为 386min,在 30℃下养护 72 h 后的抗压强度大于 3.5 MPa ;高温水泥浆无游离液且水泥石上下密度差小于 0.02 g/cm 3 ;水泥浆综合性能良好,解决了长封固段大温差固井水泥浆顶部超缓凝难题。
GWH-1在油田A井等进行了应用,封固段固井质量优良。
对深井长封固段提高固井质量、简化井身结构及节约钻井成本等具有重要意义。
2 结果与讨论2.1 GWH-1的耐温性能。
对 GWH-1 进行了 200 ℃热处理,考察其不同加量下水泥浆在不同温度下的稠化性能。
经热处理后的 GWH-1 在 70~200 ℃范围内可调节水泥浆的稠化时间;在 130~200 ℃范围内,缓凝剂加量并未因温度升高而大幅度增大,且低温下水泥浆稠化时间对 GWH-1 加量不敏感。
其配方为:胜潍 G 级水泥 +30% 硅粉 +3%DRF-120L+5%微硅 +GWH-1+0.5%DRS-1S+DRK-3S+52%水2.2 GWH-1的抗盐性能在 130 ℃下考察不同加量的 GWH-1 在不同盐含量下,对水泥浆稠化性能的影响,结果见表 2。
文章编号:1001-5620(2005)S 0-0089-04高温缓凝剂G H -9的研究与应用苏如军 李清忠(河南省卫辉市化工有限公司,河南卫辉)摘要 为解决深井及超深井固井难题,克服一般固井用缓凝剂材料(铁铬盐、酒石酸、C MH E C 、木质素磺酸盐等)存在的过缓凝或过敏感、不抗高温的弊病,研制开发了G H -9油井水泥抗高温缓凝剂,该高温缓凝剂是用一种不饱和二元有机酸衣康酸(又称亚甲基丁二酸)和另外一种带有磺酸基团的乙烯单体AM P S (又称2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)在引发条件下聚合反应制成,该产品有很好的高温缓凝作用,与大多数的分散剂、降失水剂有良好的相容性,配制的水泥浆具有高温直角稠化的特点。
经现场应用证明,该油井水泥抗高温缓凝剂能够满足高温固井需要,并适合在严寒的条件下施工,具有一定的推广应用价值。
关键词 油井水泥 水泥浆添加剂 水泥浆性能 高温缓凝剂 直角稠化 共聚物中图分类号:T E 256.6文献标识码:A随着石油工业的迅速发展,油田勘探开发已经向中深井及超深井方向发展,中国西部(新疆)的油藏处于6000m 左右的地层,给油田固井工程带来许多新的问题。
国外的多种缓凝剂主要成分是改性木质素天然高分子、多羟基有机酸及其盐类、无机盐、高分子聚合物,相比之下多羟基有机酸及其盐类由于其分散性强、缓凝作用明显而显示良好的性能,如美国的H R -31L 、日本的A R 等,但因其价格昂贵而不利于推广应用。
中国的中高温缓凝剂主要成分是一些直链状淀粉及其衍生物、糖类、C MH E C 、木质素磺酸盐等天然有机高分子材料。
这些材料价廉易得且具有较好的缓凝作用,但因其结构的非均性而导致使用效果的差异多变,存在过于缓凝或过于敏感的、不抗高温的弊病,不能适应现场施工条件。
因此开发了一种新型的抗高温缓凝剂,该剂具有抗高温、抗盐、不敏感的特点,并且能够在极其苛刻的环境条件下施工,不结晶、不析晶(液体)。
油井水泥和外加剂现状及发展趋势冯明慧摘要:本文综述了油井水泥和外加剂在目前油田开发工作中的应用情况,总结了各类水泥和外加剂的现状,继而探讨了它们在未来工业生产中的前景。
关键词:油井水泥;外加剂;现状;前景在工业生产活动中,油田的开发生产是我国经济发展的重要动力。
近年来,深井和一些复杂油井的出现,为我们油井开发工作带来了很大挑战。
下面我们探讨油井水泥和外加剂在工业生产中的应用情况。
1.油井水泥在油田开发工作中,油井水泥是不可缺少的。
油井水泥应用于油井的固定工作。
油井水泥的主要作用是固定管道,加固管道周围的岩层。
在井内形成一条隔绝的通道,将油层输送到地面。
使用最广泛的油井水泥是硅酸盐水泥。
根据美国API标准分为A、B、C、D、E、F、G、H级。
其中G级水泥是国内外应用最广泛的油井水泥。
在1993年,我国油井水泥与时俱进,与发达国家的水泥标准一致,油井水泥系列全采用AIP标准。
在目前的油田开发工作中,有人认为,油井水泥作为外加剂的载体用于固井工作中。
外加剂在工作中的作用和地位已经远远大于油井水泥本身。
下面介绍油井水泥外加剂的应用情况。
2.油井水泥外加剂通常为了改善水泥的性能而向其添加一些物质,这些物质就是外加剂。
现在固井工作中对水泥外加剂的重视程度越来越大,向水泥中加入少量外加剂就可以显著改善水泥的性能。
既可在不增加用水量的情况下,调节凝结时间,改善渗透性等,又可提高抗压、抗弯或抗拉强度,提高水泥的防冻性、防渗性和防锈性等。
2.1.促凝剂在固井工作中,促凝剂用于缩短稠化时间,加速水泥的硬化和凝结。
以成分中是否含有氯元素来区分,含有Na2SiO3·9H2O和Na2CO3的为非氯化物促凝剂,成分中含有海水、KCl、NaCl以及CaCl2的为氯化物促凝剂等。
在目前的工业生产中,由一定比例的硅酸盐水泥、CMC、碱金属氢氧化物、尿素与水复合而成的促凝剂是最常用的,这种促凝剂对水泥浆的凝固有很大的促进作用,大大减少了凝固所用时间,同时对水泥浆的流动性也有很好的改善作用。
适用于长封固段固井的新型缓凝剂随着油气行业的不断发展,长封固段固井技术在油气开采中得到了广泛应用。
长封固段固井技术能够提高钻井完井质量,避免漏失,同时还能降低井下工作量和生产成本。
然而,在长封固段固井过程中,缓凝剂的使用和选择至关重要,对固井质量有着重要的影响。
本文将介绍一种适用于长封固段固井的新型缓凝剂,探讨其特点和优势。
一、简介该新型缓凝剂是一种水相聚合物,具有优异的协同效应和长效增粘性能,可在宽范围的温度和pH值下运用。
该新型缓凝剂的特点主要有以下三点:1. 协同效应好。
该缓凝剂可与水泥、石英砂及地板上常见的杂质等材料协同作用,形成高效的凝固材料。
2. 长效增粘性好。
该缓凝剂可形成高聚合度物质,虽然分子量高,但分子稳定性好,可以在长时间内保持增粘性能,从而达到长效稳定性的效果。
3.适应范围广。
该新型缓凝剂不受矿物盐和水质等因素的影响,适用于各类固井水。
二、优势该新型缓凝剂的优势主要有以下几个方面:1. 凝胶强度高。
该缓凝剂的特殊聚合物结构能够形成高强度、高稳定性的凝胶体系,使固井水泥浆体的凝胶强度大大增强。
2. 工艺简单。
相对于传统的缓凝剂,该新型缓凝剂的使用工艺非常简单,只需按照一定比例加入到水泥浆体中即可,非常方便。
3. 稳定性高。
该新型缓凝剂的聚合物结构具有长效稳定性,能够在高温高压下保持固井液体的性能稳定。
三、应用案例以某油田长封固段固井为例,使用该新型缓凝剂进行固井施工,其钻井管柱温度达到110摄氏度,压力达到1000 bar,使用该缓凝剂后,固井效果稳定,固井水泥浆体凝胶强度达到了14MPA。
四、结论适用于长封固段固井的新型缓凝剂具有良好的协同效应和长效增粘性能,可在宽范围的温度和pH值下运用,并且适应范围广,不受矿物盐和水质等因素的影响。
使用该新型缓凝剂进行长封固段固井施工操作,固井效果稳定,凝胶强度高,且工艺简单,是一种值得推荐的缓凝剂。
该新型缓凝剂的研发源于人们对传统缓凝剂的不足之处和对长封固段固井技术的不断追求。
一种中高温油井水泥缓凝剂ETB的制备摘要:以一种有机磷酸盐E与硼酸、硼砂复配,制备了一种中高温油井水泥缓凝剂ETB。
该缓凝剂具有使用温度范围宽(70℃-200℃)、稠化时间易于调整、稠化时间对缓凝剂加量和温度不敏感、不影响水泥石强度等优点。
添加了硼酸和硼砂,改善了单一有机磷酸盐E在高温下对硅酸三钙缓凝作用不强的缺点。
该缓凝剂对配浆水不敏感,可在多种水质中应用。
关键词固井缓凝剂中高温The Preparation of a Mid-high Temperature Oil-well cement Retarder ETBAbstract:Using an organic phosphate E, boric acid and borax prepare a mid-high temperature oil-well cement retarder ETB with wide operating temperature(70℃-200℃)adjustable thickening time and insensitive to retarder dosage and temperature and no influence on cement strength. Adding boric acid and borax improve the disadvantage that under high temperature single organic phosphate has weak delayed coagulation to tricalcium silicate. The retarder ETB is insensitive to serofluid which can used in various water.Key Wordswell cementationretarder mid-high temperature0 引言随着世界各地钻井逐渐向深井、超深井方向发展,对固井缓凝剂要求越来越高。
文章编号:100125620(2006)0620047203油井水泥高温缓凝剂DZH 22室内评价与应用桑来玉 王其春 赵艳(中石化石油勘探开发研究院德州石油钻井研究所,山东德州)摘要 高温缓凝剂DZH 22是一种高效油井水泥缓凝剂,通过加入水泥浆中调整其稠化时间,水泥浆综合性能良好,水泥浆配方和性能易于调节,保证了固井施工安全,减少了水泥浆对油气层的污染,有效改善了水泥石胶结质量,提高了固井质量。
该缓凝剂克服了国内目前缓凝剂存在的技术问题和不足之处,适用温度范围宽,在浅井、中深井和深井中均可应用;适用于各种级别的油井水泥,可与多种外加剂配伍;可在多种水质中应用,可用于多类固井作业等,在海上、西北、西南、东北等多个油田和地区应用,取得了良好的固井效果,具有广阔推广应用前景。
关键词 水泥添加剂 高温缓凝剂 机理 性能评价 深井固井中图分类号:TE256.6文献标识码:A 目前,油井水泥浆用缓凝剂主要类型包括单宁衍生物、糖类化合物、硼酸及其盐类、有机膦化物、木质素磺酸盐及其改性产品、羟基酸盐、纤维素及其衍生物类、合成有机聚合物类等等,但最常用的仍是木质素磺酸盐类产品。
高温缓凝剂在材料接枝、改性以及合成聚合物材料等方面仍存在改进问题。
为克服目前所应用的高温缓凝剂存在的技术问题,研制了高温缓凝剂DZH 22,并进行了近百口井的现场应用,取得了良好的固井效果。
1 高温缓凝剂DZ H 22缓凝机理在深井固井时,受井内高温高压的影响,水泥的水化反应速度大大加快,水化产物的成核速度加快,水泥浆迅速稠化。
将高温缓凝剂DZH 22加入水泥浆后,缓凝成分吸附于水泥颗粒表面,并与水泥颗粒发生化学作用而改变其表面张力,形成抑制水化的保护膜,进而降低水的渗透速度,降低水泥颗粒的水化速度及水泥浆体系的ζ电位,从而起到对水泥浆的缓凝和减阻作用;另外高温缓凝剂DZH 22中的C —P —O 键是一种强电子配位体,具有很强的吸附能力,也能吸附于水泥颗粒表面,抑制凝聚,延缓水泥的水化和结构形成。
油井水泥高温缓凝剂CHR40的合成与评价田宏伟;汪蕾;耿国伟;肖淼;宋维凯;侯亚伟【摘要】为了克服在深井固井过程中面临的高温难题,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、马来酸酐(MA)和丙烯酸(AA)为聚合单体,采用水溶液聚合的方式制得高温缓凝剂CHR40.此缓凝剂温度敏感性和掺量敏感性小,抗高温能力强,可使用温度高达200℃,与各种水泥外加剂配伍性良好,且稠化过渡时间短,具有直角稠化和曲线平稳的特性,易于现场调节.【期刊名称】《石油化工应用》【年(卷),期】2016(035)001【总页数】4页(P17-20)【关键词】深井;高温缓凝剂;稠化时间;水泥浆性能【作者】田宏伟;汪蕾;耿国伟;肖淼;宋维凯;侯亚伟【作者单位】中海油田服务股份有限公司化学公司,天津塘沽300450;中海油田服务股份有限公司油田化学研究院,河北三河065201;中海油田服务股份有限公司化学公司,天津塘沽300450;中海油田服务股份有限公司化学公司,天津塘沽300450;中海油田服务股份有限公司油田化学研究院,河北三河065201;中海油田服务股份有限公司油田化学研究院,河北三河065201【正文语种】中文【中图分类】TE256.6目前石油勘探开发不断的向深井、超深井方向发展,井温随着井深的增加而增加,这就要求固井水泥浆具有良好的抗高温性能,主要表现在油井水泥缓凝剂抗高温性能方面[1,2]。
传统的缓凝剂多为木质素磺酸盐及其衍生物、羟基羧酸、有机磷酸盐、无机酸、有机酸等材料,或者是两种及以上的复配物,这些缓凝剂存在超缓凝、敏感性大、不耐高温等问题,无法满足现场的施工要求[3,4]。
自20世纪90年代,国外首先开始研究合成聚合物类高温缓凝剂,国内也相继研究出类似的聚合物高温缓凝剂[5-7],但普遍存在价格昂贵、敏感性大、规律性不强等问题,不能满足现场施工条件。
针对以上问题,研制了一种以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、马来酸酐(MA)和丙烯酸(AA)为单体的三元共聚物,该高温缓凝剂CHR40具有良好的缓凝效果和抗高温性能。
GH-9油井水泥缓凝剂的性能与作用机理研究王慧贤;才世杰;张广峰;李玉山;段爱萍;孔德强;张冰【摘要】研究了GH-9油井水泥缓凝剂对水泥浆的稠化时间、流变性能和水泥石抗压强度的影响,通过XRD、SEM、能谱分析,研究缓凝剂的缓凝机理.结果表明:GH-9缓凝剂与降失水剂和早强剂复掺时,掺量仅0.2%即可达到延长稠化时间60 min以上的缓凝效果,并且水泥浆稠化曲线形态良好、呈直角稠化、过渡时间短、初始稠度低、掺量与稠化时间呈线性关系,不会对水泥石的后期抗压强度发展产生不利影响,在单掺掺量超过1%时具有很好的分散效果.通过物相分析和显微结构分析,加入缓凝剂后在水泥水化初期对于水化产物C-S-H凝胶抑制作用不明显,但是能有效地抑制Ca(OH)2晶体的形成和生长,从而延缓水泥水化诱导期,使稠化时间延长.%The effects of GH-9 oil well cement retarder on the thickeningtime,rheological property and compressive strength of cement paste were studied. Through XRD,SEM,energy spectrum analysis and other methodsto explore the retarding mechanism of the retarder. The results showedthat when mix with the fluid loss additive and early strength agent,only 0.2% content of GH-9 can reach retarding effect with extension thickening time over 60 min. The thickening curve of cement slurry is good in shape with right angle thickening,short transition time and low initial consistency. The mixing amount and thickening time is linear. It will not adversely affect the development of the later compressive strength of cement stone. It has a very good dispersion effect in the mixing amount of more than 1%. By phase analysis and microstructure analysis,in the initial stage of cement hydration,the inhibi-tion effect of C-S-H gel on hydration products is notobvious. But it can effectively inhibit the formation and growth of Ca(OH)2 crystal,so as to delay the induction period of cement hydration,and prolong the time of thickening.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2017(044)007【总页数】6页(P6-10,75)【关键词】G级油井水泥;缓凝剂;稠化时间;水化机理【作者】王慧贤;才世杰;张广峰;李玉山;段爱萍;孔德强;张冰【作者单位】河南同力水泥股份有限公司,河南郑州 450008;郑州大学,河南郑州450001;华北水利水电大学,河南郑州 450045;河南同力水泥股份有限公司,河南郑州 450008;河南省同力水泥有限公司,河南鹤壁 458008;河南省同力水泥有限公司,河南鹤壁 458008;河南建筑材料研究设计院有限责任公司,河南郑州 450002;河南同力水泥股份有限公司,河南郑州 450008;郑州大学,河南郑州 450001【正文语种】中文【中图分类】TU528.042.3随着油气易采、可采储量的逐渐减少,油田勘探开发已向深井、超深井和复杂井方向发展,地质条件的复杂性给固井工程带来了许多困难和挑战[1]。
油井水泥高温缓凝剂特性及发展浅析
油井完井是油气开发过程中极为重要的一环。
而油井的水泥固井质量更是直接关系到油井的安全、产能以及生产效率,因此,在油井完井过程中,水泥固井工艺是必不可少的。
在高温、高压等恶劣环境下,常规的水泥固井技术往往无法满足需要,需要使用高温缓凝剂。
本文将从高温缓凝剂的性质和发展趋势两个方面展开,以期帮助人们更好地理解高温缓凝剂的应用。
一、高温缓凝剂的特性
高温缓凝剂是一种适用于高温环境的特种混凝土添加剂,这种混凝土可以在高温环境下达到良好的水化硬化效果,从而达到优越的固井效果。
高温缓凝剂主要具有如下特性:
1.环保无毒:高温缓凝剂无害于环境和人体健康,可以被使用
于较为严重的工作环境中,而不会对人体造成伤害。
2.优异的混凝土表现:高温缓凝剂可以使混凝土达到较高的抗
压强度,可有效抵抗恶劣环境的影响,增强混凝土的整体性能。
3.耐久性强:高温缓凝剂的混凝土可以长时间保持其物理性能,不会因为环境变化而失去其固井效果,与一般混凝土相较而言,其使用寿命较长。
4.稳定性高:高温缓凝剂的混凝土可以更好地适应高温、高压
等复杂环境下,以其本身相对稳定的性质,更好地适应不利环境下的使用。
二、高温缓凝剂的发展趋势
为了适应油井固井工作的需要,高温缓凝剂的发展愈发重要。
据相关专家预测,未来高温缓凝剂的市场需求将保持高速增长,其发展趋势有以下几点:
1.温度适用范围将进一步提高:当前市场上的高温缓凝剂承受
高温可达到500摄氏度,而未来几年,其温度适用范围预计将进一步提高。
2.使用寿命将得到提高:未来的高温缓凝剂将具有更长的使用
寿命,更好地适应恶劣环境下的使用需求。
3.兼容性更强:未来的高温缓凝剂将更好地适应各类水泥、材
料以及工程用途,其兼容性将得到提高。
4.应用领域将拓宽:未来的高温缓凝剂不仅仅适用于油井工作,也将应用于其他领域,如火炉、炼钢等工业生产过程中的固化和耐火方面。
结论
高温缓凝剂是混凝土添加剂的一种,具有优异的特性和良好的发展趋势。
尽管市场上目前仍存在一定的问题和局限性,但随着科技不断的进步,相信未来高温缓凝剂仍将发挥越来越大的作用,为各类工业生产过程提供更加优质、稳定的解决方案。
五、高温缓凝剂的应用
高温缓凝剂主要应用于油井固井工作,但同时也可以应用于其他领域,如土木工程以及高温、高压等环境下的饰面、地砖等施工。
在油井固井工作中,高温缓凝剂的使用一般需要参照施工规范进行,以确保使用效果达到预期要求。
六、高温缓凝剂的发展现状
目前,国内高温缓凝剂的市场仍处于初步发展阶段,而国外市场的使用程度比较普遍。
一些国际知名企业已经开始涉足高温缓凝剂市场,同时中国也有许多企业着手进行高温缓凝剂的研发和制造,市场正在逐渐扩大。
在研发上,一些相关企业已经开始从物理、化学和生物等多个角度对高温缓凝剂进行深入研究,不断探索新的应用方式和采用新的材料来扩大应用范围,并对产品的性能做进一步的改进和提高。
七、未来展望
随着国内水泥固井市场的不断发展,高温缓凝剂有望成为一个新的发展方向。
未来,高温缓凝剂将越来越广泛地应用于油气、冶金、电力、建筑等领域。
这种新型材料的不断发展改善了水泥固井技术的缺点,同时也为相关领域的工程带来了新的解决方案。
未来的发展趋势中,高温缓凝剂将成为未来工程强度、耐久性和生产环保性等多方面需求的侧重点,甚至在环保等重点领域成为绿色工程的首选材料。
八、总结
高温缓凝剂的研究和应用对于工程的发展起到了至关重要的作用。
从目前的市场需求和发展趋势来看,高温缓凝剂无疑是一个具有广阔前景的新兴产业。
因此,必须加强高温缓凝剂的研究,持续推进其创新,以更好地适应不同领域的需求,进一步提高其市场竞争力和应用范围,促进行业的发展和改善。
九、挑战
虽然高温缓凝剂在固井领域的应用和发展前景很广泛,但也面临一些挑战和难题。
首先,高温缓凝剂在使用过程中需要严格按照规范进行操作,特别是需要掌握其溶解、混合和加水等的技术要求,这对固井施工人员的技术水平和操作素质提出了较高要求。
其次,它的生产成本相对较高,同时其使用也涉及到许多环保和安全等问题,需要企业在生产和使用过程中更加注重环保和安全问题,加强对相关标准的遵守和管理。
十、结语
高温缓凝剂作为一种新兴材料,已经开始被广泛应用于各个领域。
在采油和其他领域的固井中,高温缓凝剂的优点更加明显,可以提高固井胶浆的强度和耐久性,从而提高固井效果。
近年来,国内外的高温缓凝剂研发和应用也呈现出快速发展的趋势,未来还有更多的技术创新和应用领域需要拓展。
我们相信,在提高工程质量、促进环保等多方面的推动下,高温缓凝剂的市场前景必将越来越广阔。
本文通过引言、介绍固井的目的和固井胶浆的特点,分析固井中的问题,着重介绍固井中的高温缓凝剂的作用、优点和市场前景。
在“优点”中,我们阐述了高温缓凝剂可以增强固井胶浆的强度和稳定性,可以提高固井施工
效率,可以降低施工成本,可以减少环境污染等多重优势,同时我们还列举了高温缓凝剂的应用领域,如采油、煤层气开采等。
在“市场前景”中,我们分析了国内外高温缓凝剂的研发和应用情况,预测了高温缓凝剂的市场前景将越来越广阔。
在“挑战”中,我们指出高温缓凝剂的生产成本相对较高,要求企业加强环保和安全等方面的管理。
总的来说,本文对固井领域中的高温缓凝剂进行了深入的解析和探讨,着重强调了高温缓凝剂的优势和市场前景,为读者提供了全面、科学的认识和指导,有助于其深入理解高温缓凝剂在固井领域中的应用意义和优势。