石油学报

作者：王成文, 王桓, 薛毓铖, 杨乐, 王瑞和, 靳建洲, 李勇

单位：1. 中国石油大学(华东)非常规油气开发教育部重点实验室 山东青岛 266580;2. 中国石油大学(华东)石油工程学院 山东青岛 266580;3. 中国石油天然气股份有限公司大港油田分公司 天津 300280;4. 中国石油集团工程技术研究院有限公司 北京 102206;5. 成都欧美克石油科技股份有限公司 四川成都 610041

关键词：固井,热增黏聚合物,沉降稳定性,高密度水泥浆,高温,深井

基金：王成文,男,1975年12月生,1999年获四川师范大学应用化学专业学士学位,2008年获中国石油大学(华东)油气井工程专业博士学位,现为中国石油大学(华东)石油工程学院教授、博士生导师,主要从事油气井固完井工程、油田化学等研究工作。Email:wangcw@upc.edu.cn

摘要： 在深井/超深井固井过程中，井底高温加剧了水泥浆中颗粒的布朗运动、降低了水泥浆内部黏滞力，高密度水泥浆更易发生沉降失稳甚至严重分层，影响固井质量和安全。现有改善高温高密度水泥浆稳定性方法存在着"低温增稠、高温变稀"缺陷，为此，在丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）共聚基础上引入耐高温N，N-二甲基丙烯酰胺（DMAA）单体、憎水单体（HCZW-50），采用水溶液自由基共聚法，合成出具有优秀热增黏特性的新型聚合物（TV-1），利用红外光谱、核磁共振、热重分析、凝胶渗透色谱、冷冻扫描电镜等分析了TV-1的结构、热增黏机理等，评价了TV-1对高密度水泥浆高温沉降稳定性的调控规律。研究结果表明：TV-1聚合物耐温性能优异，在20~150℃温度范围内，表观黏度随温度的升高显著增加，其独特的热增黏特性有助于防止高温高密度水泥浆沉降，在155℃下TV-1可将高密度水泥浆上、下密度差控制在0.03 g/cm3之内，为高温高密度水泥浆沉降稳定性调控提供了一种新方法，有利于提高深井/超深井固井质量，降低固井风险。

来源：2020年第11期

《石油学报》期刊编辑部

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