石油学报

作者：薛毓铖, 王成文, 陈泽华, 孙金声, 唐伟旭, 武治强, 刘伯诺, 黄康

单位：1. 中国石油大学(华东)深层油气全国重点实验室 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. 非常规油气开发教育部重点实验室 山东青岛 266580;4. 中国石油大庆石化公司 黑龙江大庆 163714;5. 中海油研究总院有限责任公司 北京 100028

关键词：深井,大温差,高温缓凝剂,两亲聚合物,固井水泥浆,稠化时间,水化机制

基金：薛毓铖,男,1994年8月生,2017年获中国石油大学(华东)学士学位,现为中国石油大学(华东)博士研究生,主要从事固井水泥及外加剂相关研究工作。Email:xueyuchengwell@163.com

摘要： 深井长封固段固井对水泥浆体系性能要求严苛,既要保证高温下安全泵送,又要保证顶部水泥石早期强度较快发展缩短建井周期,现有缓凝剂常表现为温度越高缓凝作用越弱、温度越低缓凝作用越强,甚至出现长时间不凝固的不利现象。为此,合成出一种具有温度响应自组装特性的两亲聚合物高温智能缓凝剂TRAP。通过低温下疏水基团分子自组装为有序排列构象将缓凝基团包裹,阻止缓凝基团吸附在水泥颗粒表面,降低低温缓凝的副作用,高温下分子构象从有序转变为无序,显露更多缓凝基团吸附于水泥颗粒表面,展现出充分的高温缓凝效果,实现了缓凝作用随温度变化而自行智能调控作用,为解决深井大温差固井难题提供了一种新方法。研究结果表明:两亲聚合物缓凝剂TRAP耐温性能优异,在30~200 ℃能延长水化诱导期,有效增大水泥浆稠化时间,在130~190 ℃范围内,缓凝性能随温度升高显著增强,最高与最低温度稠化时间仅差69 min,表现出随温度升高缓凝作用智能增强的调控特 性;模拟井底180 ℃高温循环固井条件,顶部上返水泥浆早期强度发展快,水泥石在90 ℃、24 h的抗压强度达16.3 MPa, 将固井候凝时间大幅度缩短至24 h。缓凝剂TRAP独特的温度智能响应特性,不同且显著优于现有大温差缓凝剂的调控规律与效果,为解决深井长封固段固井的高温稠化时间与顶部低温早期强度调控难题提供了一种新方法。

来源：2023年第9期

《石油学报》期刊编辑部

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