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国外新型高温油井缓凝剂性能简介(一)(2)

2013-06-25 01:21  
 Rodrigues开发了接枝聚合物用作高温缓凝剂，使用温度高达177 ℃。该接枝聚合物主链为缩聚物，推荐丙酮/甲醛/亚硫酸钠缩聚物；侧链为羧酸/磺酸共聚物，推荐的羧酸单体有AA、IA、MA等，磺酸单体为AMPS。
 Rodrigues通过化学反应在聚胺侧基上接入羧酸和膦酸基团，改性后的聚胺可用作缓凝剂，使用温度可达121 ℃。
3. 3 环保型缓凝剂
 随着人们对环保的日益重视，国外研究者近年来在环保型缓凝剂方面作了不少研究。环保型缓凝剂主要是指生物降解性能较好的缓凝剂产品。目前常用的缓凝剂如木质素磺酸盐、AMPS共聚物等均难以生物降解，CMC等纤维素类缓凝剂生物降解性好，但自身存在不少缺陷,只能在中低温下使用。
 Reddy开发了一种非离子型、分散性弱的可生物降解缓凝剂。这种缓凝剂是聚琥珀酰亚胺，相对分子质量为5000～100000，分散性弱，不会造成水泥浆过度稀释而沉降；可生物降解，在碱性条件下可水解为聚天冬氨酸盐和天冬氨酸盐；使用温度可达177 ℃。Reddy等还开发了聚天冬氨酸(盐)、聚谷氨酸(盐)等可生物降解缓凝剂，相对分子质量为500～100000，最适合的相对分子质量为2000～5000；使用温度可达121 ℃，温度更高时需与酒石酸等高温缓凝剂复配使用。
4. 国外新型缓凝剂产品
4.1 菲利普斯HTR 100型高温油井缓凝剂
    HTR 100型缓凝剂是一种深棕色固体粉末，比重为1.2 g/cm3，可在水中完全溶解，是一类适用于中高温条件下的油井水泥外加剂，适用范围为80-190.6℃，使用方法简单易行只需将其粉末与水泥进行预先干混即可，掺量可达0.1%-2.0%，而且能够显著延长水泥浆的稠化时间，保证施工的顺利进行。此外，HTR 100对水泥浆还具有一定的弱分散性，可在防止水泥浆早凝的同时，降低分散剂的加量。HTR 100还能够与大多数降失水剂进行复配，改善其降失水性能，特别是与人工合成聚合物基添加剂一起使用时，效果更加明显。

HTR 100 对稠化时间的影响

（科教范文网 Lw.nsEAc.com编辑整理）

API  H级水泥 + 清水@ 16.4 lb.’s 每 US 加仑
深度
英尺 BHCT
℃ API 稠化时间 (小时:分钟)
  0.15 % 0.25 % 0.35 % 0.5 % 0.75 % 1.0 % 2.0 %
12000 79 3:15 5:28 6:05 -- -- -- --
12000 93 2:28 4:53 5:32 -- -- -- --
12000 107 0:55 1:34 3:59 +8:00 +8:00 +9:00 --
14000 121 -- -- 1:45 6:27 7:35 8:28 --
14000 135 -- -- -- 3:27 4:35 5:25 +8:00
16000 149 -- -- -- 0:58 1:40 3:13 7:55
16000 163 -- -- -- -- -- 1:15 7:01
18000 177 -- -- -- -- -- -- 6:26
18000 190 -- -- -- -- -- -- 4:20

4.2菲利普斯HTR 100L型高温油井缓凝剂
 HTR 100L型缓凝剂是HTR 100含量为56 wt%的棕色溶液，比重为1.3 g/cm3，它是一类适用于中高温条件下的液态油井水泥外加剂，适用范围为80-177℃，使用方法简单只需将其与水混合后再进行水泥浆的配制即可，能够显著延长水泥浆的稠化时间，保证施工的顺利进行。与HTR 100相似，HTR 100L对水泥浆也具有一定的弱分散性，可在防止水泥浆早凝的同时，降低分散剂的加量；能够与大多数降失水剂进行复配，改善其降失水性能，特别是与人工合成聚合物基添加剂一起使用时，效果更加明显。
HTR 100L 对稠化时间的影响
API  H级水泥 + 清水@ 16.4 lb.’s 每 US 加仑
深度
英尺 BHCT
℃ API 稠化时间 (小时:分钟)
  0.04
Gal./
sack 0.06 Gal./
sack 0.08 Gal./
sack 0.10 Gal./
sack 0.12 Gal./ （科教作文网http://zw.ΝsΕAc.com发布）
sack 0.15 Gal./
sack 0.30 Gal./
sack 0.40 Gal./
sack
 79 4:35 5:52 6:42 7:59 +8:00 -- -- --
12000 93 3:03 4:00 4:47 6:59 7:20 -- -- --
12000 107 2:25 3:15 4:15 5:17 6:07 +8:00 -- --
14000 121 0:54 2:07 2:35 4:48 5:40 6:20 +8:00 --
14000 135 -- 1:05 1:15 3:25 5:15 5:25 7:53 +8:00
16000 149 -- -- -- 1:27 2:35 4:41 6:25 7:48
16000 163 -- -- -- -- -- 2:50 4:38 6:15
18000 177 -- -- -- -- -- -- 2:45 4:25
18000 190 -- -- -- -- -- -- -- 2:08

4.3菲利普斯HTR 200型高温油井缓凝剂
 HTR 200型油井水泥高温添加剂兼具缓凝和分散的双重功效，它是一种白色固体粉末，比重为1.26g/cm3，能够在水中完全溶解，可使用自来水、盐水或海水混浆，适用范围可达80-204.4℃。使用方法简单易行只需将其粉末与水泥进行预先干混即可，掺量可达0.2%-3.5%，能够显著延长水泥浆的稠化时间，保证施工的顺利进行。HTR 200既可单独使用，也可与HTR 100复配，作为HTR 100的增强剂使用。在C3A含量大于3%和/或游离碱含量高的水泥中，HTR 200作为缓凝剂的增强剂的使用效果更加显著。HTR 100还能够与大多数降失水剂进行复配，改善其降失水性能，特别是与人工合成聚合物基添加剂和纤维素一起使用时，效果更加明显。
HTR 200 对稠化时间的影响
 API  H级水泥 + 35%硅粉 + 清水@ 16.4 lb.’s 每 US 加仑
BHCT
℃ API 稠化时间 (小时: 分钟)
 0.2 % 0.3 % 0.5 % 0.9 % 1.5 % 2.0 % 2.5 % 3.5 %

93 2:15 3:30 5:00 -- -- -- -- --
121 1:15 2:15 3:30 5:00 -- -- -- --
149 -- -- 1:00 3:00 4:30 6:15 -- --
177 -- -- -- -- 0:40 2:15 4:30 6:45
204 -- -- -- -- -- 0:45 2:30 4:30

4.4 哈里伯顿SCR-100型高温油井缓凝剂
 SCR-100型高温油井缓凝剂是一种密度为1.42 g/cm3、能溶于水的白色无味粉末。它是一种非木素磺化盐缓凝剂，能够用于循环温度121℃以下的淡水水泥浆，对于饱和盐水泥浆，可达到121-348℃；加入缓凝增强剂后，能用于循环温度不大于221℃的淡水水泥浆。SCR-100的加量为0.1-2.0%，可与所有的水泥添加剂相容，与Halad-9、Halad-22A、Halad-24或Diacel LWL复配后可用于初便水泥浆的设计。与木素磺化盐相比，SCR-100能够提高水泥的早期抗压强度，同时具有一定的分散作用。
4.5 哈里伯顿HR-25型高温油井缓凝剂
 HR-25型高温油井水泥添加剂是一种白色颗粒状物质、密度1.76 g/cm3、适用范围可达104-221℃、加量范围在0.2-2.0%之间、具有缓凝作用，但基本上都是作为SCR-100的增强剂应用于高温水泥浆。具有很高的水溶性，能添加到混合水里或干混。其高水溶性能够减少试验室与现场操作之间的误差。
5. 高温油井缓凝剂的研究发展方向
 缓凝剂如何控制水泥的水化过程一直是人们很感兴趣的一个研究课题,其研究成果对于缓凝剂的研制开发具有重大的指导意义。过去由于技术条件的限制,人们研究得较少,而现在可以利用一些先进的分析仪器,如环境扫描电镜( ESEM) 、核磁共振(NMR) 、X射线衍射(XRD) 、傅立叶交换红外光谱(FTIR) 等,来研究高温下水泥水化过程。
 理想的高温缓凝剂应具备的性质有：在任何温度区间都具有有效的缓凝作用；能够较好地控制缓凝作用，即稠化与添加量关系为直线型；与油井水泥有较好的适应性，与不同类型的其它外加剂有很好的配伍性；对稠化时间有预测性和重复性；抗污染、无毒、无味、不燃、不爆、不污染环境。因此，高性能、耐高温油井水泥用缓凝剂的开发和应用任重而道远。