丁苯胶乳在油田固井中的应用研究

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胶乳水泥浆在复杂井固井中的应用效果分析

胶乳水泥浆在复杂井固井中的应用效果分析

胶乳水泥浆在复杂井固井中的应用效果分析胶乳水泥浆在复杂井固井中的应用效果分析摘要:近年来,石油行业的不断发展,对井固井提出了更高的要求。

复杂井作为难点和重点,在井固井中造成了很多难题。

本文主要研究胶乳水泥浆在复杂井固井中的应用效果,并进行分析和说明。

经过实验和现场应用,胶乳水泥浆的使用既可以提高井壁稳定性,也可以减少漏失难问题,在复杂井固井中具有较好的应用效果。

关键词:胶乳水泥浆;复杂井;井固井;应用效果;分析Introduction随着石油行业的快速发展,油井数也在不断地增加。

其中,还包括了越来越多复杂井的钻探和开发。

复杂井作为其中的难点和重点,在井固井过程中,往往会造成重重难题。

因此,井固井的技术及其应用也就越来越受到重视。

在众多的井固井技术中,胶乳水泥浆作为一种新兴技术,其优越的性能在井固井中得到了广泛的应用。

本文就是基于这种新型井固井技术,对胶乳水泥浆在复杂井固井中的应用效果进行系统的分析和研究。

胶乳水泥浆的基本构成及性能1、基本构成:胶乳水泥浆是一种由水泥、甲基羟基乙基纤维素(MHEC)、分散剂、缓凝剂和胶体等组成的复合材料。

2、性能:胶乳水泥浆具有高强度、高粘度、高塑性、高耐候性、低温防冻性能等优点,可以适应复杂各种储层的要求。

复杂井在井固井过程中存在的问题1、井壁不稳定:由于复杂井型状复杂、地表环境的影响等,井壁不稳定是困扰井固井工程师的一大难题。

2、漏失难问题:复杂井地层的复杂性,导致井底漏失难问题的严重性,会直接影响到能源资源的获取和保护。

胶乳水泥浆在复杂井固井中的应用效果1、提高井壁稳定性实践证明,胶乳水泥浆的极佳粘度和抗侵蚀性能,可以提高井壁的稳定性,减少事故的发生。

2、减少漏失难问题采用胶乳水泥浆作为井固井材料,在封堵漏失难问题方面具有很好的效果。

其能够在注入深度稳固的堵漏材料的同时减少了漏失漏失难问题。

结论通过对胶乳水泥浆在复杂井固井中的应用效果进行了深入的探究研究,可以发现,胶乳水泥浆的使用是一种非常值得信任的井固井技术。

精细化工产品生产技术

精细化工产品生产技术
• 乙醛酸法合成香兰素新工艺,是由吉化集团公司与吉林大学共同开发 的。该方法和甲醛法相比, 所用的原料种类少,工艺流程短,废液 COD值为7000 mg/l,可生化处理,可以从根本上解决老工艺的环 保问题,是国际上先进的工艺。在小试已经取得成功的基础上,于 1999年被中国石油列为重大科技攻关项目,并在吉化集团公司建设 了20 t/a的中试装置,现已完成项目的全部工作 。
• 中国石油拥有万吨级的促进剂系列产品的生产能力,占有国内28% 的市场份 额;拥有8000 t/a 的防老剂系列产品生产能力,占有国内市场近20% 的份 额,科研和生产技术水平处于国内领先地位。
TBSI等有机化工助剂系列产品研究开发及工业应用
• 促进剂NS工业生产技术
在密闭的反应体系中,在水相中加入少量复合 的表面活性剂,控制促进剂M和叔丁胺的配 比,添加复合分散剂,在微正压环境下分步 滴加稀硫酸、叔丁胺、次氯酸钠进行氧化反 应,制备促进剂NS,所得产品熔点≥105.5 ℃,产品收率以促进剂M计达到95%,原料 消耗和生产成本较低,各项指标处于国内先 进水平。该项目已完成小试、中试和500 t/a 工业试验的开发任务,并以此为基础完成了 4000 t/a工业装置软件包的设计工作 。
ACR抗冲击改性剂生产技术
• 吉化集团公司研究院以丙烯酸酯为原料,采用种子乳液聚合工艺,合成出的 具有核/壳结构的ACR系列抗冲击改性剂 。
• 吉化集团公司于2002年12月建成了一套10 t/a的中试装置,通过对各工序 工艺条件的优化,确定了最佳的工艺条件,完成了中试试验,产品的各项指 标全部合格;中试产品在多家用户进行了应用,得到了抗冲击强度高、透光 性好的PVC透明片材,完全满足了用户的要求。该中试技术于2003年11月 通过了项目验收,为工业化装置的设计提供了必要的各项参数,为实现工业化 提供了有力的保证。

油井水泥用胶乳的研究进展

油井水泥用胶乳的研究进展

油井水泥用胶乳的研究进展齐奔;杜滨;高雪晴;于倩倩;刘文明;付家文;孙勤亮;林志辉【摘要】胶乳实际上是一种乳化的聚合物体系,是直径为50 nm~200 nm的聚合物球形颗粒分散在黏稠的胶体体系中,再加入一定的表面活性剂以防止聚合物颗粒聚结而形成的.胶乳水泥因具有良好的抗折强度、渗透率低、失水小、抗腐蚀能力强等优点被广泛应用于油井固井中.一般合成胶乳采用两种方式进行,即在原浆上进行改性和直接从苯乙烯和丁二烯合成胶乳.胶乳水泥因其独特的优越性能被应用于深井固井、高压井固井、小尾管固井、调整井固井以及气井固井中.【期刊名称】《石油化工应用》【年(卷),期】2016(035)006【总页数】4页(P6-9)【关键词】胶乳;水泥;防气窜;韧性;非渗透性【作者】齐奔;杜滨;高雪晴;于倩倩;刘文明;付家文;孙勤亮;林志辉【作者单位】渤海钻探第二固井公司,天津 300280;渤海钻探第二固井公司,天津300280;渤海钻探第二固井公司,天津 300280;渤海钻探第二固井公司,天津300280;渤海钻探第二固井公司,天津 300280;渤海钻探第二固井公司,天津300280;渤海钻探第二固井公司,天津 300280;渤海钻探第二固井公司,天津300280【正文语种】中文【中图分类】TE256.6胶乳水泥浆具有优异的防气窜和降失水等综合性能,而且胶乳水泥石可显著提高水泥的胶结强度、抗折强度和弹塑性能。

因而,最近20年来,对油井水泥用胶乳进行了大量的工作。

归纳起来,胶乳用于油井水泥具有以下优点:(1)胶乳水泥有很好的弹性和较高的抗折强度,减少了射孔对水泥环的损坏程度;(2)胶乳水泥作为非渗透水泥体系,一方面降低了水泥浆的失水,另一方面增加了水泥浆的防窜能力;(3)由于胶乳水泥具有不渗透性和致密性,因而提高了水泥石的抗硫化氢、二氧化碳等酸性气体腐蚀的能力。

胶乳是通过乳液聚合而成的一种聚合物悬浮状混合物,直径一般分布在50 nm~500 nm,聚合物球形颗粒周围充满了一定的表面活性剂以稳定胶乳。

石油沥青改性用丁苯胶乳SBRL的合成及应用

石油沥青改性用丁苯胶乳SBRL的合成及应用

石油沥青改性用丁苯胶乳SBRL的合成及应用在社会所需能量主要依靠于石油的今日,石油精制行业是供应巨大能量的基地,其制造工程残留了大量的沥青。

沥青价格廉价,而且具有优良的粘着性、易变形、水密性等特点,广泛应用于土木建筑、修筑公路、涂料制造业等。

但沥青也有低温脆化、高温易流淌的缺点。

有关资料介绍〔1〕,在沥青中添加橡胶和树脂可使沥青感温性钝化,显著的提凹凸温延度和高温时的流淌阻力。

使石油沥青改性以达到更高水平的研究工作至今约有近百年的历史,最初国外采用天然橡胶或合成橡胶同沥青、助剂混合制成母液混合物,这种方法存着溶解时间长、累计热多、应用不便利等缺点。

1967年北海道开发局把SBR胶乳直接投入到沥青装置中,与碎石、砂等混合,直接制造橡胶沥青的合成材料。

这种方法制得的改性沥青累计热小、价格也廉价,而且在改性效果、操作性能等方面均优于其它聚合物〔2〕。

在美国和日本SBR胶占沥青改性用聚合物的一半以上。

我国的沥青改性首次是使用NR胶进行改性的。

七十年月初日本合成橡胶公司开头出售道路用沥青胶乳,我国才开头少量进口。

随着我国机动车辆的逐年增加,道路负荷增大,对沥青铺路的质量提出了更高的要求。

特殊是高速公路和桥梁的建设,迫切需要使用便利、改性效果好、性能稳定的SBRL,从而改善石油沥青的缺点,得到一种优良的沥青改性材料。

为此,我们对沥青改性用SBR胶乳的合成及应用进行了研究。

1试验部分1.1原料丁二烯:纯度≥98.5%,吉化有机合成厂产;苯乙烯:纯度≥98.5%,吉化有机合成厂产;乳化剂:工业品,长春化学试剂厂产;扩散剂:工业品,吉化助剂厂产;硫醇:工业品,日本产。

1.2聚合方法沥青改性用丁苯胶乳采用传统的乳液聚合方法,以丁二烯、苯乙烯为主要单体,选用其它适量的助剂,在50—60℃下,聚合反应14—20小时,转化率可达98.5%以上,经处理后即为产品。

1.3乳化剂的选择在乳液聚合过程中,乳化剂的种类和浓度直接影响引发速率及链增长速率。

丁苯胶乳的研制及其水泥浆性能评价

丁苯胶乳的研制及其水泥浆性能评价

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由图 3 可以看出, 75 时丁苯胶乳水泥浆初始 稠度为 17 B c , 随时 间的增加 , 水泥 浆稠度 变化不 大 , 2 h 后, 水泥浆的稠度迅速增加, 有较好的直角 稠化特性; 95 时丁苯胶 乳水泥浆初始稠 度为 22 Bc , 随时间的增加 , 水泥浆稠度变化不大, 3 h 后 , 水 泥浆的稠度迅速增加。由表 1 可以看出, 丁苯胶乳 水泥浆在 140 , 90 M Pa 条件下 , 稠化时间能达到
丁苯胶乳 ( H JR) 是一种乳化的聚合物体系 , 利 用丁二烯和苯乙烯在一定条件下反应生成的聚合物 乳状液。在 20世纪 90 年代初丁苯胶乳成功应用于 现场固井。当用丁苯胶乳水泥浆封固油气层时 , 随 着水泥水化反应的进行, 环绕水泥颗粒的水被消耗 , 丁苯胶乳产生聚集, 形成空间网络状非渗透膜 , 完全 填充水泥颗粒间空隙 , 避免环空窜流产生 。笔者 利用丁二烯和苯乙烯在一定条件下制备适合高温高 压固井的丁苯胶乳, 并对丁苯胶乳水泥浆的性能进
何 英 , 徐依吉 , 熊生春 , 杨正明 , 阮新芳
3. 中海油能源发展股份有限公司 , 天津 塘沽 300452) 摘要 : 在一定温度下 , 丁二烯和苯乙 烯中加入引发剂、 乳化剂和相对分子量调节 剂后 , 聚合生成丁 苯胶乳。应用 X 射 线衍射仪、 电位测试仪对生成的丁苯胶乳进行 结构性 能分析 , 并对 丁苯胶 乳水泥 浆常规 物性、 水泥石 的强度 进行了 评价。结果表明 : 丁苯胶乳水泥浆具有丁苯胶乳加量少、 抗高温、 低失水、 低游离水、 直角稠化、 过渡时间短、 防气窜和 良好的流变性等 特点。水 泥浆性能良好 , 固井质量优异。 关键词 : 丁苯胶乳 ; 水泥 浆 ; 抗压强度 ; 抗拉强度 ; 失水量 中图分类号 : TE 254 . 4 文献标识码 : A

丁苯胶乳水泥浆体系在江苏油田的应用

丁苯胶乳水泥浆体系在江苏油田的应用
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引言
胶乳应用于固井的研究是一项新技术,国内部分油 田和科研院所进行了相当时间的研究,在现场应用中取 得了良好的固井效果。
丁苯胶乳水泥体系是 一种利用橡胶 聚合物 作为分散 体系的 高浓悬 浮体 系 , 体系 的主 要成 分是水泥和 胶乳 (丁二烯 和苯乙 烯 ) , 可有 效改 善和提高 水泥石 力学性 能 , 达到 提高 水泥 石弹 性和韧性 ,降低井下水泥环 的损伤 ,延 长油井生 产寿命 , 提 高原 油产 量的 目的 。在一 定程 度上 解决了 油 田固 井 施 工和 后 续 采油 中 存 在的 问 题 ,为保障井下 水泥 环的 长期力 学稳 定提 供了 新材料支持 。
剪切 速率 递减 递增 递减 递增
1. 5 对水泥石性能的改善 胶乳水泥浆中 , 胶乳作为分散相大量 分散在
水泥浆体系中 ,水泥水化时 , 胶乳影响水泥在水化 过程中的微观机制 ,改善水泥石性能 。
普通水泥是一种多相、高度非均质体系 ,内部 结构上存在着大量的空隙和微孔道 , 特别是水泥 在凝结时往往伴随着体积收缩 ,使空隙增大 ,渗透 率也随之增高 ,水泥石在宏观材料特性上表现为 脆性和多孔道。而胶乳体系则不然 , 由于聚合物 大分子链节可以自由旋转运动 , 使聚合物具有弹 性和韧性 。水泥和胶乳一经混合 ,聚合物胶粒即 分散在水泥浆中。
1 丁苯胶乳水泥浆体系的特点
1. 1 失水控制 丁苯乳胶粒径 0. 05 ~0. 5μm , 比水泥 颗粒粒
径 (一般约在 20 ~50μm )小得多 , 胶粒具有弹性 , 水泥浆形成滤饼时一部分胶粒挤塞 、填充于水泥 颗粒间的空隙中使滤饼的渗透率降低 [ 1 ] ; 通过掺 入少量的降失水剂或微细增强材料来协同控制胶 乳水泥浆的失水 , 使水泥浆的失水量可以控制在 50mL 以下 , 甚至更低 。

丁苯胶乳改性乳化沥青的研究及应用

丁苯胶乳改性乳化沥青的研究及应用
项目技术指标外观茶褐色粘稠液体活性物含量501ph值35乳化剂用量乳化效果恩氏粘度e2505乳化不完全06乳化均匀1日内有沉淀2007乳化均匀1日内有沉淀22208乳化均匀1日内有沉淀22609乳化均匀1日内有沉淀23810乳化均匀2日内有沉淀253乳化剂用量wdi用量恩氏粘度e25稳定度1天5天评定080065904056乳化均匀5天稳定度不合格0800774501328乳化均匀粘度合格5天稳定度合格0800886000920同上09表4wdi型助剂用量选择表5胜利90石油沥青性能指标14sbr改性乳化沥青的生产工艺线路的选择以sbr胶乳为改性剂生产改性乳化沥青的工艺最主要的是sbr胶乳的加入方式
国内外用于道路沥青改性的聚合物品种大致 有三类:
1) 橡胶类: 即聚合物弹性体, 可分为天然橡 胶、合成橡胶、再生橡胶。 在道路工程中应用于乳 化沥青改性的,以合成橡胶为多,主要有丁苯橡胶 (SBR)、氯丁橡胶(CR)等。
2) 树 脂 类 : 也 称 热 塑 性 体 , 主 要 包 括 乙 烯 醋 酸 乙 烯 酯 共 聚 物 (EVA )、聚 乙 烯 (PE)、无 规 聚 丙 烯 (APP) 等 。 这 类 改 性 剂 的 优 点 是 沥 青 中 容 易分散,可以增加沥青的劲度,缺点是热储存稳 定性差。
*收 稿 日 期 :2010-01-23 作 者 简 介 :刘 颖 青 (1974-),女 ,安 阳 市 公 路 管 理 局 工 程 师 ,主 要 从 事 公 路 工 程 项 目 管 理 和 施 工 技 术 管 理 工 作 。
24
安阳工学院学报
2011 年
来筛选,选用 0.8~0.9%范围内,见表 3。
5)在乳化沥青 成品中掺 入 SBR 胶 乳 ,再 经 乳 化机混合分散。

丁苯胶乳在油田固井中的应用研究

丁苯胶乳在油田固井中的应用研究

丁苯胶乳在油田固井中的应用研究Ξ田 野1,王怀波1,杨 敬2,何 毅1(1.西南石油大学研究生部,四川成都 610500;2.重庆市涪陵计量质量检测中心) 摘 要:文章介绍了丁苯胶乳的特性、作用机理和使用现状,重点描述了丁苯胶乳在油田固井中的应用。

丁苯胶乳的填加,使固井水泥流变性、强度、失水和抗腐蚀性都有很大的改善。

丁苯胶乳在石油固井中有很好的应用前景。

关键词:丁苯胶乳;乳液聚合;胶乳水泥;固井 合成胶乳是合成橡胶的一个重要组成部分,而丁苯胶乳(SBRL)又在合成胶乳中占主导地位。

SBRL是由丁二烯(B)和苯乙烯(S)经过乳液聚合得到的一种固含量为30%-50%的水性乳液。

胶乳具有橡胶的韧性,所以作为增强剂被广泛应用于造纸、涂料、纺织、建筑和黏合剂等各个领域。

早在20世纪20年代,最先用于建筑业的是天然橡胶的胶乳,将其混入混凝土中以提高混凝土抗冲击和抗腐蚀能力,并能提高水泥或混凝土与其它材料的胶结性等。

1950年以后美国道威尔公司首次推出了用于油井水泥的胶乳,包括聚二氯乙烯和醋酸乙烯酯,效果较好,目前市场上的胶乳中大约只有5%可用作油井水泥外加剂。

根据所用乳化剂种类的不同,胶乳可分为阳离子型(带正电)、阴离子型(带负电)及非离子型(不带电)胶乳。

一般来说,阴离子型胶乳因缺乏稳定性而不适用于油井水泥外加剂。

用于油井水泥的绝大多数是非离子型或阳离子型胶乳,曾被用于或正用于水泥外加剂的胶乳有:聚醋酸乙烯酯、聚苯乙烯,氯苯乙烯,氯乙烯共聚物,苯乙烯—丁二烯共聚物(SBR)、氯丁二烯—苯乙烯共聚物等[1-5]。

我国自20世纪60年代开始研究开发SBRL的制备技术,70年代末首先由兰州石化公司研究院开发成功并投人小批量生产。

随后齐鲁石化公司研究院也开发成功了M B S树脂专用丁苯胶乳、沥青改性和水泥改性用丁苯胶乳,并进行了工业试验和批量生产。

目前国内主要生产厂家有齐鲁石化公司、兰州石化公司和高桥石化公司等,产量约60k t。

丁苯胶乳固井水泥浆体系研究与现场应用

丁苯胶乳固井水泥浆体系研究与现场应用

丁苯胶乳固井水泥浆体系研究与现场应用
郭星民;尹海峰
【期刊名称】《承德石油高等专科学校学报》
【年(卷),期】2009(011)003
【摘要】为了提高深井、超深井和气井等复杂井同井质量,研制了一种新型丁苯胶乳水泥浆体系.实验表明,加入丁苯胶乳后,水泥浆流变性增强,失水量降低,泥饼厚度减小;在75~130℃下,该水泥浆具有明显的直角稠化特性,有很好的防气窜效果;乳颗粒将覆盖在水泥颗粒表面,使水化反应延迟,固井水泥耐地层水侵蚀能力增强,电镜扫描图片显示丁苯胶乳水泥石内部具有较好的网状结构,提高了水泥密实性,脆度系数减小,柔韧性和抗压强度增强.目前已在胜利油田多口井应用,固井质量均为优质.【总页数】6页(P17-22)
【作者】郭星民;尹海峰
【作者单位】胜利油田渤海钻井二公司,山东东营,257200;胜利油田渤海钻井二公司,山东东营,257200
【正文语种】中文
【中图分类】TE256.3
【相关文献】
1.煤层气泡沫水泥浆固井工艺技术及现场应用 [J], 王楚峰;王瑞和;杨焕强;周卫东
2.胶乳防窜水泥浆的室内研究与现场应用 [J], 王其春
3.川东三高气井固井水泥浆设计应注意的问题以及现场应用效果 [J], 焦少卿;管红
滨;郭小阳;房志毅;樊凌云
4.丁苯胶乳水泥浆体系研究及应用 [J], 姜宏图;肖志兴;鲁胜;马树梅;王月霞;蒋忠军
5.胶乳粉固井水泥浆体系研究与应用 [J], 宋建建;许明标;王晓亮;张敏;胡顺;杜佳琪因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

油气田固井专用羧基丁苯胶乳合成技术开发及应用的开题报告

油气田固井专用羧基丁苯胶乳合成技术开发及应用的开题报告

油气田固井专用羧基丁苯胶乳合成技术开发及应用的开题报告尊敬的评委们:我是XXX,来自XXX大学石油工程系,现在为大家报告我的开题报告,题目是“油气田固井专用羧基丁苯胶乳合成技术开发及应用”。

一、选题背景油气田固井是指在钻完井之后,通过注入一定量的固井材料,使油层中的流体不能再向井口移动,从而达到保持井壁稳定、防止流体泄漏的目的。

之前的固井材料主要是硅酸盐水泥,但是硅酸盐水泥受到温度、压力等因素的影响,易发生开裂和脱水,影响油气井的生产。

因此,现在固井材料的研究和发展显得尤为重要。

羧基丁苯胶乳是一种新兴的固井材料,具有不易开裂、增强井壁强度、防止泄漏等优点。

但是,目前羧基丁苯胶乳在固井领域应用还不广泛,也存在着一些问题。

因此,本文的研究目的在于开发一种油气田固井专用羧基丁苯胶乳合成技术,解决当前固井材料存在的问题,提高固井效果。

二、研究内容本研究的内容主要包括如下几个方面:1. 综述羧基丁苯胶乳在油气田固井领域的应用现状,分析其中存在的问题和发展趋势。

2. 研究羧基丁苯胶乳的基本性质和合成方法,结合实验数据和实际应用情况,优化合成工艺参数,提高其性能和稳定性,确保其适应不同井口环境的要求。

3. 通过实验研究,确定羧基丁苯胶乳固井材料的最佳配比和使用方法,分析其固井效果和经济效益。

4. 在井口实际应用中,对研究成果进行检验和推广,不断完善和改进,提高羧基丁苯胶乳固井技术的实用性和可靠性。

三、研究意义油气田固井是油气勘探开发的重要环节,固井材料的优化和应用研究对保障油气田开发的安全和效益具有重要意义。

本研究的成果能够解决当前固井材料存在的问题,提高固井效果和经济效益,具有实际应用价值和理论研究意义。

四、预期成果1. 研究羧基丁苯胶乳的基本性质和合成方法,开发适合油气田固井的专用羧基丁苯胶乳合成技术。

2. 通过实验研究,确定羧基丁苯胶乳固井材料的最佳配比和使用方法,提高固井效果和经济效益。

3. 推广和应用羧基丁苯胶乳固井技术,为油气田固井领域提供新的思路和解决方案。

丁苯胶乳性能及应用

丁苯胶乳性能及应用

×丁苯胶乳性能及应用北京橡胶工业研究设计院二零一一年二月前言丁苯胶乳已在各工业部门广泛应用,而用在轮胎浸渍帘线上还没有合适的产品。

随着我国合成橡胶的发展,化工部在1980年给我院下达合成胶乳新品种研究的项目。

由兰化院研究一种适合用于轮胎帘线浸渍剂的丁苯胶乳(仿JSR2108)品种,我院采用该新品种丁苯胶乳进行了尼龙、人造丝帘线浸渍剂的配方研究。

目前各厂一直采用天然胶乳与丁吡胶乳并用配方。

但由于天然胶乳的变异性。

造成RFL浸渍剂稳定性不好。

因而使浸渍的帘布布面浸胶表面不均匀。

甚至有胶皮出现。

影响浸胶帘布质量,致使用增加清洗干燥滚的次数。

我们对新品种丁苯胶乳着重是改进浸渍剂稳定性及扩大合成胶乳的应用,同时考虑到加工工艺质量以及浸渍剂成本,确定研究三并胶乳配方。

RFL浸渍剂与纤维、橡胶作用的机理RF树脂是具有高度表面活性物质,它被吸附在胶乳表面上,同时也被织物表面吸附。

RF的酚基与人造丝纤维六圆环的羟基与酚基之间以及与尼龙的羟基或仲胺基之间产生一次结合和氢键。

因而起到粘合作用,同时间苯二酚甲酚——甲酚形成网状立体结构,对粘合层起补强作用。

另外胶乳中的橡胶成份一方面和RF起反应。

另一方面还与被粘胶料起共硫化作用而加强粘合效果。

一、人造丝浸渍剂配方研究1.F/R克分子比与粘结力稳定性关系:人造丝帘线浸渍剂。

根据国外资料介绍认为F/R克分子比在2.0~2.5/1的浸渍剂粘合性能较好,故选择1.5~3.0/1克分子进行试验其结果如下:由图1可以看出F/R克分子比在本试验的范围内以3.0/1粘合力比较好,老化后抽出反而偏高,而RFL浸渍剂粘度随着F/R克分子比增大而增加。

但RFL 浸渍剂粘度放置四天后变化不大。

故我们选择F/R克分子比3.0/1。

2.RF树脂浓度对粘合力及稳定性关系RF树脂浓度分别采用6.4%、4.4%、3.0%、2.53%,选择适宜的缩合度观测其对粘合剂稳定性影响所得结果。

RF%浓度在低浓度(2.53~3.0%)长时间缩合时粘合力稍高,采取6.4%浓度对RFL浸渍剂粘度稍增大,粘合力稍低。

油气田固井专用羧基丁苯胶乳的合成

油气田固井专用羧基丁苯胶乳的合成

30∶70 46.6 41.0
31.1
0.08 0.13 7.3
40∶60 46.4 36.5
30.4
0.05 0.16 7.9
50∶50 47.1 38.2
30.4
0.05 0.10 8.7
60∶40 46.8 35.0
29.8
0.02 0.03 8.3
70∶30 46.3 43.0
31.0
0.01 0.06 8.1
1 试验部分
1.1 试验原料 丁二烯、苯乙 烯(St),分析纯 ,兰 州 石 化 合 成 橡
胶厂;丙烯酸(AA),分析纯,北 京东方化 工厂;乳化 剂Ⅰ(SDS)、乳化剂Ⅱ(SDBS),工业级(有效 成分的 体 积 分 数 ≥90% ), 上 海 双 龙 助 剂 厂 ; 助 乳 化 剂 Ⅲ , 工 业级(水溶液的体积分数为 20%~40%),兰州石化公 司;非离子乳化剂Ⅳ,工业级(有效成分的体积分 数≥90%), 辽阳 科隆化工实 业有限公司 ; 电 解 质 KCl,分析纯(有效成 分的体积分 数≥99%),广州化 学试剂二厂;引发剂(过硫酸铵),分析纯(有效成分 的 体 积 分 数 ≥99% ), 进 口 ; 调 节 剂 ( 叔 十 二 碳 硫 醇 ), 聚合级,荷兰菲力普公司;不饱和磺酸盐,化学纯,进 口。
收 稿 日 期 :2008-12-11 ;修 回 日 期 :2009-02-05 。 作者简介:李亮(1968-),甘肃省平凉市人,本科,高工,主要从事高分子材料的合成及应用性能研究。 E-mail:l007wg@
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中国胶粘剂
第 18 卷第 5 期
1.2 羧基丁苯胶乳的合成工艺 按照乳液聚合原ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ, 采用间歇式聚合工艺合成

核壳型丁苯胶乳的制备及其对油井水泥石性能的影响

核壳型丁苯胶乳的制备及其对油井水泥石性能的影响

核壳型丁苯胶乳的制备及其对油井水泥石性能的影响FAN Jinjie;GUO Jintang;XIAO Mingming;YU Yongjin;ZHANG Hua【期刊名称】《化工进展》【年(卷),期】2018(037)012【摘要】针对传统的丁苯胶乳敏感性强、增韧能力不足、综合性能差等问题,本文采用微滴乳液聚合方法,利用苯乙烯、液体聚丁二烯、新型含羧基功能单体X和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为主要原料,合成了一种具有抗盐、增韧效果的丁苯胶乳RSL-100L.透射电镜照片显示:RSL-100L具有明显的核壳结构,且在溶液中分散性良好.应用性能实验评价表明:RSL-100L胶乳改性水泥浆抗盐性能良好,早期强度发展快,具有优良的防气窜能力;与纯水泥石相比,RSL-100L胶乳改性水泥石在高强度下具有良好的形变能力和弹韧性.RSL-100L胶乳与水泥颗粒之间的作用机制探究表明:RSL-100L胶乳可通过静电吸引作用和与钙离子的络合作用吸附到水泥颗粒表面,从而填充水泥颗粒之间的孔隙和裂缝,进而防止气窜,提高水泥基复合材料的弹韧性.【总页数】8页(P4845-4852)【作者】FAN Jinjie;GUO Jintang;XIAO Mingming;YU Yongjin;ZHANG Hua 【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TB3【相关文献】1.丁苯胶乳对固井水泥石性能的影响 [J], 熊生春;何英;徐依吉;王槐平;刘卫东2.丁苯胶乳对油井水泥浆性能的影响研究 [J], 赵林;罗鸣3.超声波乳化法制备核壳型纳米丁苯胶乳 [J], 刘玉梅;宗成中;杨慧;王春芙4.核壳型丁苯胶乳的制备及其对油井水泥石性能的影响 [J], 樊金杰;郭锦棠;肖明明;于永金;张华5.聚合物胶乳协同聚丙烯纤维韧性化改造对油井水泥石性能的影响 [J], 李子轩;刘德华因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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丁苯胶乳在油田固井中的应用研究Ξ田 野1,王怀波1,杨 敬2,何 毅1(1.西南石油大学研究生部,四川成都 610500;2.重庆市涪陵计量质量检测中心) 摘 要:文章介绍了丁苯胶乳的特性、作用机理和使用现状,重点描述了丁苯胶乳在油田固井中的应用。

丁苯胶乳的填加,使固井水泥流变性、强度、失水和抗腐蚀性都有很大的改善。

丁苯胶乳在石油固井中有很好的应用前景。

关键词:丁苯胶乳;乳液聚合;胶乳水泥;固井 合成胶乳是合成橡胶的一个重要组成部分,而丁苯胶乳(SBRL)又在合成胶乳中占主导地位。

SBRL是由丁二烯(B)和苯乙烯(S)经过乳液聚合得到的一种固含量为30%-50%的水性乳液。

胶乳具有橡胶的韧性,所以作为增强剂被广泛应用于造纸、涂料、纺织、建筑和黏合剂等各个领域。

早在20世纪20年代,最先用于建筑业的是天然橡胶的胶乳,将其混入混凝土中以提高混凝土抗冲击和抗腐蚀能力,并能提高水泥或混凝土与其它材料的胶结性等。

1950年以后美国道威尔公司首次推出了用于油井水泥的胶乳,包括聚二氯乙烯和醋酸乙烯酯,效果较好,目前市场上的胶乳中大约只有5%可用作油井水泥外加剂。

根据所用乳化剂种类的不同,胶乳可分为阳离子型(带正电)、阴离子型(带负电)及非离子型(不带电)胶乳。

一般来说,阴离子型胶乳因缺乏稳定性而不适用于油井水泥外加剂。

用于油井水泥的绝大多数是非离子型或阳离子型胶乳,曾被用于或正用于水泥外加剂的胶乳有:聚醋酸乙烯酯、聚苯乙烯,氯苯乙烯,氯乙烯共聚物,苯乙烯—丁二烯共聚物(SBR)、氯丁二烯—苯乙烯共聚物等[1-5]。

我国自20世纪60年代开始研究开发SBRL的制备技术,70年代末首先由兰州石化公司研究院开发成功并投人小批量生产。

随后齐鲁石化公司研究院也开发成功了M B S树脂专用丁苯胶乳、沥青改性和水泥改性用丁苯胶乳,并进行了工业试验和批量生产。

目前国内主要生产厂家有齐鲁石化公司、兰州石化公司和高桥石化公司等,产量约60k t。

国外最早把胶乳水泥应用于油井固井工程约在1958年,但我国至今未在固井工程中成功应用。

不过,国内许多科研院所、高等院校已开始对作为弹性水泥之一的胶乳水泥进行了研究。

1 固井用胶乳水泥的优越性1973年的美国专利中提出[6],SBRL改性水泥在油田固井中可以起到速凝、早强、低失水和增强的作用。

SBRL在水泥浆中应用,水泥浆的常规性能优于原浆,具有明显的速凝、早强、低失水、直角稠化等特点,不但可以保证水泥浆的动态保水性,而且改善了水泥环与套管、地层之间的胶结性能。

固井用胶乳优越的胶结性能,可以最大限度地降低水泥环与地层、套管之间的环隙,并减少水泥环干燥产生的裂纹和砂孔,加之胶乳水泥浆优越的流变性能,可以有效避免气窜现象的发生。

另外胶乳水泥能赋予水泥环以韧性,使水泥石的动态力学性能得到明显改善,提高了水泥环抗射孔(压裂等)动态冲击能力,减少了射孔或钻井过程中水泥环的破坏几率。

据报道水泥石的动态弹性模量可降低20%,动态断裂韧性可提高300%,破碎吸收能可提高90%[1,7-8]。

油田进入中后期,随着注水、酸化、压裂、热采等开发措施的实施,井内高压极易使水泥石产生脆性破裂,造成油气水窜流,地层水对水泥石的腐蚀会破坏水泥石结构,由于腐蚀介质对油气井套管的腐蚀损坏,产层油气水窜严重。

水泥石脆性破裂和地层水对水泥石腐蚀都会严重影响油气井生产寿命。

水溶蚀和离子交换侵蚀是水泥石受腐蚀的主要原因之一,增加水泥石致密性和降低水泥水化产物受溶蚀作用和离子交换作用发生的可能性是提高水泥石耐腐蚀的主要途径。

因此水泥浆中添加适量丁苯胶乳能够提高水泥石的抗腐蚀性,同时增强水泥石的韧性,避免水泥石产生脆性破裂[9-14]。

2 固井用丁苯胶乳的特点丁苯胶乳共聚物分子结构式为:51 2009年第19期 内蒙古石油化工Ξ丁苯胶乳共聚物的分子组成和含量以及胶乳的粒径及其大小分布都可以在制备时加以控制调节,所以其物理化学性质和工艺性能的变异性要比天然胶乳要小得多。

在丁苯胶乳中引入羧酸基官能团,如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸等第三单体,该类胶乳统称为羧基丁苯胶乳,这些羧酸赋予羧基丁苯胶乳许多重要的特性,如羧基丁苯胶乳本身可以固化,羧基还可以与其它官能团的单体交联,具有较高的粘结强度,羧基增加了聚合物的极性,提高了它与织物、无机填料的相容性和亲合性。

常规丁苯胶乳如果直接用于油井水泥,将会引起絮凝成团、分散不开、易起泡以及油井水泥浆综合性能无法满足的情况,因此,应用于油井水泥浆中的丁苯胶乳在性能结构及合成方法上与普通丁苯胶乳具有一定的区别。

固井用丁苯胶乳是从油井水泥水化基本过程出发,结合油井水泥水化特点、聚合物乳液特点、油井水泥浆工程施工性能及水泥环长期耐久性要求,所选用的胶乳主要是采用种子乳液聚合制备,该聚合物乳液为具有核壳结构乳胶粒所形成的稳定悬浮液,主要特点有[15]:①胶乳颗粒具有一定的粒径,粒径分布与水泥颗粒满足一定的粒度级配关系;②胶乳颗粒易与水泥颗粒或水化物及界面发生胶结;③胶乳颗粒不影响水泥水化反应,在水泥水化环境中稳定性好,与其它外加剂不发生作用,兼容性好;④胶乳颗粒物理充填于水泥颗粒间,增加滤饼密实性,降低滤失量;⑤胶乳液稳定性好:温度稳定性、机械稳定性以及在高碱性环境下仍然稳定;⑥胶乳颗粒为核壳结构:核-壳结构的胶乳粒子,壳层保证不与水泥及其它外加剂不发生化学作用,并提供胶乳粒子良好的温度稳定性及机械稳定性。

3 胶乳水泥的作用机理胶乳水泥体系是有机的高分子聚合物分散体体系,其机理很复杂。

国内外文献认为,在胶乳聚合物与水泥混合过程中,首先水泥水化产物和胶乳聚合物通过胶乳颗粒相互结合,在已水化的水泥相与未水化的水泥间形成网状结构。

其形成过程通常可分三步简述如下[1]:311 当聚合物胶乳与水泥混和形成水泥浆时,聚合物胶乳颗粒均匀地分散于水泥浆中。

水泥水化产生的水化物与饱和Ca(OH)2可能在水化硅酸盐表而发生反应,形成一层硅酸钙涂层。

312 水泥凝胶体单元结构与聚合物胶乳颗粒间的自由水,通常被限制在毛细管孔隙中。

但是,只要水泥水化作用继续进行,毛细管孔隙中水将减少。

这样,聚合物胶乳颗粒将在水泥凝胶体——未水化水泥颗粒混合物表而形成一层连续的单元封闭式的聚合物胶乳颗粒涂层,并与硅酸盐混合物涂层表而相粘接。

在这种情况下,由于水泥浆中的孔隙尺寸是100pm至几百nm,所以混和物中大孔隙所吸附或自动进入的聚合物胶乳颗粒中的基团(如含有聚丙烯酸类胶乳的-COOH和-OO-)将与水泥水化中产生的Ca2+,在Ca(OH)2固体颗粒或硅酸盐表面发生反应,从而改变了胶乳水泥浆性能。

313 聚合物胶乳颗粒从水中分离出来,在水泥水化物表面形成一层连续薄膜。

这层薄膜将水泥水化物的单元网络结构相互“铰”结,牢固地粘结成为一个坚固的整体。

这些聚合物丝状膜层横跨水泥浆硬化体的缺陷和微裂缝,穿梭连接,既分散了水泥浆的应力集中,又增加了变形性,从而提高了聚合物胶乳水泥石的抗裂、抗渗、耐酸碱及耐腐蚀等性能。

4 胶乳水泥需解决的问题胶乳水泥直接应用在固井中并不能满足所需要的条件,因此还需要添加一些配套的处理剂,如稳定剂、消泡剂、缓凝剂、降失水剂等。

胶乳乳液是一种乳化颗粒均匀分散在溶液中的亚稳态体系。

在受到极性离子的干扰、剧烈的机械搅拌或者较大的温度变化时,便会打破稳定结构而破乳,乳胶粒相互聚集,导致絮凝。

在胶乳水泥浆中,水泥本身属于高度分散的干粉状物质,有极强的吸水性,当胶乳加入时,能很快吸收胶乳中水分,促使胶乳凝固;水泥浆中的Ca2+和A l3+等多价阳离子以及其它水泥外加剂中的极性官能团,会对胶乳的化学稳定性起破坏作用;胶乳在与水泥的掺混过程中,以及水泥浆泵注过程中产生的剪切力,对胶乳水泥浆的机械稳定性提出了要求;井下的高温对胶乳水泥浆的热稳定性也提出了要求。

因此胶乳与水泥混合前,必须使胶乳有足够的稳定性,所以加入一定数量的稳定剂是必须的[16,17]。

在聚合物胶乳的制备过程中加入了一定量的表面活性剂作乳化剂,而且在水泥浆中所加入的稳定剂也是一种表面活性剂,表面活性剂易起泡,在和水混和剧烈搅拌时将产生大量的气泡,气泡的存在可引起水泥浆密度降低,影响油井水泥浆性能;而胶乳水泥浆中所产生的气泡主要是由表面活性剂生成,该泡沫壁厚,普通表面活性剂难以消除,因此胶乳水泥浆体系配套处理剂开发中消泡剂占有极为重要的作用。

水泥浆稠化时间是控制注水泥作业时间的一个重要参数,关系到施工质量的好坏,是作业成败有关键。

要使所开发的胶乳水泥浆体系有较好的现场利用价值,必须使所开发的胶乳水泥浆体系适应不同61内蒙古石油化工 2009年第19期 的工况要求,体系的稠化时间就必须满足不同的施工作业时间,为此,需要选用合适的调凝剂来调节油井水泥浆的稠化时间。

由于胶乳水泥浆体系中含有大量的表面活性剂易吸附于水泥颗粒表面上,常规以吸附作用为主的缓凝剂在胶乳水泥浆中的缓凝效果不明显,鉴于胶乳水泥浆体系的特点,缓凝剂的选取应以络合理论为主,辅以沉淀理论及成核理论来选取缓凝剂,采用多种缓凝剂复配方法来开发胶乳水泥浆体系缓凝剂。

5 结束语丁苯胶乳具有显著的优良特性,被广泛应用于各个领域,在油田固井中也得到了很好的应用。

丁苯胶乳填加到固井水泥中,可以有效提高水泥的物理和化学性能,尤其是在增加水泥石强度、降失水性能和抗腐蚀方面有着显著的效果。

虽然固井用丁苯胶乳有着良好的发展前景,但是我国这方面的应用和研究还不多,国内需求十分庞大,同时丁苯胶乳在固井中的应用还存在着一些问题需要我们去研究解决:①丁苯胶乳与水泥混合并在井下环境应用的稳定性问题;②固井用胶乳水泥配套处理剂的优选。

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