降失水剂类型及制造原理
高温降失水剂
⾼温降失⽔剂⼀、引⾔随着⼯业化的快速发展，⾼温⼯艺在⽯油、化⼯、电⼒、冶⾦等领域的应⽤越来越⼴泛。
然⽽，这些⼯艺过程常常伴随着⾼温下⽔分的⼤量流失，这不仅影响了⽣产效率，还增加了能耗和环境污染。
因此，开发⾼效的⾼温降失⽔剂成为了当前研究的热点之⼀。
本⽂将从⾼温降失⽔剂的定义、分类、应⽤原理、研究进展以及发展趋势等⽅⾯进⾏详细阐述。
⼆、⾼温降失⽔剂的定义与分类⾼温降失⽔剂是指在⾼温环境下能够有效地减少⽔分流失的化学剂。
根据其化学组成和作⽤机理，⾼温降失⽔剂可分为⽆机盐和有机⾼分⼦两⼤类。
⽆机盐类降失⽔剂主要包括磷酸盐、硅酸盐、铝酸盐等，⽽有机⾼分⼦类降失⽔剂则包括聚合物、表⾯活性剂、⾼分⼦吸⽔树脂等。
三、⾼温降失⽔剂的应⽤原理⾼温降失⽔剂的应⽤原理主要是通过改变⽔分⼦的表⾯张⼒、润湿性等物理性质，或者通过与⽔分⼦形成化学键、氢键等化学作⽤，降低⽔分在⾼温下的蒸发速率，从⽽减少⽔分流失。
此外，⾼温降失⽔剂还可以通过在材料表⾯形成⼀层保护膜，阻⽌⽔分与⾼温环境的直接接触，达到降低⽔分流失的⽬的。
四、⾼温降失⽔剂的研究进展近年来，随着科技的不断进步，⾼温降失⽔剂的研究也取得了显著的进展。
⼀⽅⾯，研究者们通过改进降失⽔剂的合成⽅法、优化分⼦结构、提⾼热稳定性等措施，不断提⾼⾼温降失⽔剂的性能和适⽤范围。
另⼀⽅⾯，研究者们还积极探索⾼温降失⽔剂与其他技术的结合应⽤，如与纳⽶技术、膜技术、热管技术等相结合，进⼀步提⾼降失⽔效果。
五、⾼温降失⽔剂的发展趋势随着环保要求的⽇益严格和⼯业技术的不断进步，⾼温降失⽔剂的发展将呈现出以下⼏个趋势：1.环保性：未来⾼温降失⽔剂的研究将更加注重环保性，发展低毒、低污染、可降解的降失⽔剂，减少对环境和⼈体的危害。
2.⾼性能：通过不断优化降失⽔剂的分⼦结构和性能，提⾼其在⾼温环境下的降失⽔效果和使⽤寿命。
3.复合化：将⾼温降失⽔剂与其他功能材料相结合，形成多功能复合材料，以满⾜不同领域对降失⽔剂的需求。
高分子油井水泥降失水剂机理
油井水泥降失水剂SYJ-3简介油井水泥降失水剂SYJ-3作用机理：SYJ-3为一种专用油井水泥降失水剂，属于阴离子型高分子共聚物，由于引入了磺酸基团，使产品具有较强的那高温和耐盐性能。
水溶性高分子通过亲水基团束缚自由水和增加自由水的流动阻力，水溶性高分子的分散作用使水泥颗粒均匀分散在水泥浆体系中，失水时形成密堆积，达到控制失水的目的。
水溶性高分子在水泥浆体系中形成布满整个体系空间的网状结构，失水时高分子线团可部分进入滤饼孔隙中，降低滤饼渗透率达到控制失水的目的。
现场应用：SYJ-3作为一种新型降失水剂，具有对水泥较好适应性。
具有耐高温耐盐的特点。
目前此产品已经成功应用于胜利油田最深井-胜科一井，循环温度超过200度，井深超过7000米，填补了国内在此井深下降失水剂的空白。
此产品也成功应用于四川、新疆、伊朗等国内外市场，现场使用效果较好。
油井水泥降失水剂SYJ-3生产工艺：将AMPS和AM及附属原料加入水中，待充分溶解后升至预定温度，加入引发剂，在预定温度下反应4-6小时，降温出料。
油井水泥降失水剂SYJ-3所采用主要原料为AMPS和AM，价格如下：根据近几年原料价格走势，特别是最近国内产品生产厂家的整合，小型企业不断消亡，将会出现集团化生产，其价格将会进一步提高。
油井水泥减阻剂SYJZ-1简介油井水泥减阻剂SYJZ-1作用机理：SYJZ-1为一种专用油井水减阻剂，属于阴离子型高分子共聚物，由于引入了磺酸基团，使产品具有较强的那高温和耐盐性能。
1、Z-1同时也是表面活性剂，其吸附作用降低了水泥颗粒之间的界面张力，从而水泥颗粒易于分散；2、颗粒之间电荷，使水泥颗粒带上相同电荷，产生斥力，使水泥和水体系处于相对稳定悬浮状态；3、溶剂化作用，吸附于水泥表面的分散剂借助于亲水基团，很容易和水分子以氢键形式缔合起来，加之极性水分子之间的氢键缔合作使水泥颗粒表面形成一层稳定的溶剂化膜，使微粒间产生以水为润滑介质的润滑减阻作用。
氯化亚砜脱水机理
氯化亚砜脱水机理引言氯化亚砜是一种常用的有机溶剂，广泛用于有机合成和化学工艺中。
在某些情况下，需要将氯化亚砜中的水分去除，以提高反应的效率和产品的纯度。
本文将探讨氯化亚砜脱水的机理，包括脱水方法和脱水机理。
氯化亚砜脱水方法氯化亚砜脱水的常见方法包括分子筛吸附法、磷酸二丁酯法和蒸馏法等。
分子筛吸附法分子筛吸附法是一种常用的氯化亚砜脱水方法。
分子筛是一种多孔材料，具有较大的比表面积和吸附能力。
通过将氯化亚砜与分子筛接触，分子筛可以吸附其中的水分，从而实现脱水的目的。
吸附后的分子筛可以通过加热或减压再生，以循环使用。
磷酸二丁酯法磷酸二丁酯法是另一种常用的氯化亚砜脱水方法。
磷酸二丁酯是一种具有强吸水性的化合物，可以与氯化亚砜中的水分反应生成酯化产物和磷酸盐。
通过后续的蒸馏操作，可以将脱水后的氯化亚砜得到。
蒸馏法蒸馏法是一种传统的脱水方法，通过加热氯化亚砜，使其中的水分蒸发并与蒸汽一起分离出去。
蒸馏法操作简单，但对设备要求较高，且脱水效果相对较差。
氯化亚砜脱水机理氯化亚砜脱水的机理主要涉及吸附、化学反应和蒸发等过程。
吸附在分子筛吸附法中，分子筛的多孔结构提供了大量的吸附位点，可以吸附氯化亚砜中的水分。
吸附过程是一个物理吸附过程，通过分子间的相互作用力，如范德华力和静电作用力，实现水分的吸附。
化学反应在磷酸二丁酯法中，磷酸二丁酯与氯化亚砜中的水分发生酯化反应，生成酯化产物和磷酸盐。
这是一个化学反应过程，需要适当的反应条件和催化剂。
蒸发在蒸馏法中，通过加热氯化亚砜，使其中的水分蒸发并与蒸汽一起分离出去。
蒸发过程是一个物理变化过程，通过控制温度和压力，可以实现水分的蒸发和分离。
氯化亚砜脱水的影响因素氯化亚砜脱水的效果受多个因素的影响，包括温度、时间、脱水剂的种类和用量等。
温度温度是影响氯化亚砜脱水效果的重要因素。
一般来说，较高的温度有利于水分的蒸发和反应速率的提高。
但过高的温度可能导致氯化亚砜的分解和损失。
时间脱水的时间也会影响脱水效果。
海水型聚合物降失水剂的研制
海水型聚合物降失水剂的研制【摘要】利用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、N，N-二甲基丙烯酰胺（DMAM）、不饱和羧酸等制备了一种低分子量聚合物降失水剂G83L，将其分子量较高的降失水剂G80L进行了对比，实验发现：合成的G83L更适合于海水水泥浆体系，可避免海水引起的水泥浆增稠现象，且控失水能力良好，对稠化时间影响可控。
【关键词】AMPS；DMAM；降失水剂；海水水泥浆；固井随着固井工程的发展及特殊井、超深井的开发应用，对固井水泥浆的失水性能提出了更高的要求[1]。
其中AMPS共聚物类降失水剂由于具有良好的抗温性能、降失水性能及抗盐性能，得到了很好的推广和应用，对其进行的研究也很多[2～4]。
但是，研究与应用主要集中在淡水水泥浆体系及盐水水泥浆体系，符合大多数陆地固井水泥浆的需求。
但是，由于海洋固井过程中的特殊性，为节约成本，往往期望降失水剂具有良好的海水配浆性能，使用淡水型的G80L制备的海水水泥浆，在实验过程中，出现了搅拌过程中增稠，静置后无法流动的现象，通过对单体比例、反应条件等进行比较，研制出一种适合海水应用的降失水剂，并对其进行了评价。
1 实验部分1.1 试剂与仪器1）试剂：2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）；N，N-二甲基丙烯酰胺（DMAM）；不饱和羧酸；去离子水；过硫酸铵；分子量抑制剂。
2）仪器：凝胶色谱仪；千德勒8040D10增压稠化仪；千德勒3500LS旋转粘度计；沈航OWC-9710型高温高压失水仪；沈航OWC-118D循环水强度养护箱；YJ-2001型匀加荷压力试验机等。
1.2 合成方法分别按比例称取一定量的不饱和酸、AMPS、DMAM单体及分子量抑制剂，配制成水溶液，加入到三口烧瓶中，加入NaOH调节PH至6，搅拌升温至50℃，通入氮气除氧，20min后停止通入氮气并加入一定量的过硫酸铵作为引发剂，并反应约1h后，冷却至室温，最终得到共聚产物，命名为G83L。
降失水剂作用机理
(1)高聚物增加水泥浆粘度降失水剂多是天然高聚物改性或人工合成高聚物。
随它们在水泥浆中量的增加，浆液粘度增加，而降失水的作用更为明显。
于是人们曾经普遍认为，水泥浆粘度对控制失水起主要作用。
研究表明，粘度并不能有效地降低滤失，而且增粘会引起流动性能变差，泵压增大，排量减小，不利于紊流注水泥。
在高温深井注水泥时，有可能大分子主链未断开而侧链的取代基已经断键，致使聚合物降失水作用变差。
可以认为，在低温条件下，适当地增加水泥浆粘度有利于降低失水。
(2)聚合物结构与失水的关系作为降失水剂的大分子聚合物通常带有阴离子基团如—C00-和—SO3-或带有孤对电子的原子如氧、氮、硫原子。
它们能通过静电吸引或氢键吸附在水泥颗粒之上，尤其在水化初期。
而另一部分活性基团则能与水形成溶剂化层，从而使水分子同水泥微粒一道得以分散。
一种性能优良的聚合物降失水剂大分子链上应有足够数量的强水化性基团，以增加吸附水层厚度，减少结构内圈闭的自由水分子的数目，使水分子运动阻力增大，水泥浆滤失量降低。
另一方面，大分子链上还应有一定量的能强烈吸附在水泥粒子表面的基团，以产生牢固的液一固吸附。
大分子若不在水泥颗粒上吸附或吸附不牢固，就不能参与组成水泥浆网架结构，只能对溶液起增粘作用，因而水泥浆滤失量较大。
降失水剂吸附基的数量和吸附基在固体表面吸附的牢固程度是影响大分子链在水泥颗粒上的吸附稳定性的两个重要因素。
大分子降失水剂在水泥颗粒表面的吸附作用包括分子间力、氢键、静电力和化学键力。
由化学键力所决定的化学吸附比静电力、氢键力和分子间力更牢固。
当外加剂分子中有两个以上极性基并且这些极性基有络合能力时，则该外加剂的亲固力增强。
降失水剂与水泥微粒形成的网架结构是减小瞬时失水和形成致密滤饼的重要因素。
(3)降失水剂改善泥饼性能流体通过滤饼的流动速度主要受下列因素控制：①滤饼中水泥颗粒的形状和尺寸；②流体的粘度；③水泥颗粒和流动介质各组分所带电荷。
选择适当细度的水泥，调整颗粒级配，加入带有一定量负电荷的降失水剂都能提高滤饼的致密性，增大液体通过滤饼的阻力，可以降低滤失量。
油井水泥降失水剂的合成及性能评价(油田实验讲义)[1].doc
![油井水泥降失水剂的合成及性能评价(油田实验讲义)[1].doc](https://img.taocdn.com/s3/m/78f5de8c84868762caaed594.png)
AM/SMAM二元共聚物泥浆降失水剂的合成及性能评价一、实验目的掌握共聚物类油田化学处理剂合成的基本方法。
掌握水泥浆失水测定的基本方法。
了解影响水泥浆失水的因素。
了解水泥浆失水对固井质量的影响。
二、实验原理水泥浆自由水在压差作用下通过井壁渗入地层的现象称为水泥浆的失水。
水泥浆的失水会造成水泥浆体系中水溶性外加剂绝对含量的变化，可能造成稠化时间缩短、桥堵、气窜等固井事故。
控制水泥浆的失水是保持水泥浆整体性能在施工过程中稳定的关键。
水泥浆失水的测定原理是在标准规定的条件（温度、压差和时间）下，测定水泥浆通过一定面积的滤网滤失的液相的量。
仪器工作原理见图2-4-1和图2-4-2。
水泥浆常温低压失水的测定是将配制好的水泥浆注入常压稠化仪中，常温(25℃)搅拌20min后倒入失水仪容器中，在700kPa压力下，测定水泥浆1/4min，l/2min，1min，4min，7min以及30min自由水滤失量。
而高温高压失水量则是在指定温度及6900kPa压力下测定的水泥浆失水量。
失水的计算与表述：如果30min前未出现“气穿”现象（即气体以滤网端穿过），记录30min时失水的体积，其体积乘以2即为该水泥浆的失水量。
如果30min 前出现“气穿”现象，记录“气穿”时间和滤失量，其30min失水量按下式计算：式中Q30——失水，ml；Q t——所测定t(min)时间的失水量，ml；t——实测时间，min。
注1：公式中乘以2是因为用面积22.6cm2的滤网，如果用面积45.2cm2的滤网，则不需要乘以2。
注2：实验结果表述时，如果满30min的失水记为“失水”，试验不到30min发生“气穿”的失水应记录为“计算的失水”。
三、实验材料及仪器1．实验材料G级油井水泥；减阻剂SXY；降失水剂（合成）；自来水；丙烯酰胺；甲醛；碳酸氢钠。
2．实验仪器电子秤（精度0.01g），电子天平（精度0.0001g），常压稠化仪，高温高压失水仪。
油井水泥降失水剂接枝改性聚乙烯醇的研究
油井水泥降失水剂接枝改性聚乙烯醇的研究随着油气勘探开采技术的不断提高，越来越多的油井通过水泥固井保证井壁的稳定性，防止氧气渗透，保障井筒的安全运行。
在水泥固井过程中，常常需要添加与水泥相容的降失水剂，以降低水泥浆的黏度，增加流动性，避免沉积或分层现象的出现。
然而，传统的降失水剂在使用过程中存在着使用量大、环境污染等问题。
因此，如何寻找更为环保、高效的降失水剂成为科研工作者的重要任务之一。
在这样的背景下，接枝改性聚乙烯醇便应运而生。
聚乙烯醇是一种良好的离子交换介质，能够通过其独特的化学结构形成与水泥相容的作用，使得降失水剂能够更好地溶解于水泥浆中，提高油井水泥固井的效果。
同时，接枝改性聚乙烯醇具有良好的水溶性，能够在使用过程中迅速分散于水泥浆中，降低水泥浆的粘度，增加流动性。
此外，其具有较佳的热稳定性和耐盐性，能够适应不同类型的油井环境，具有广泛的应用前景。
一项研究表明，接枝改性聚乙烯醇的成功应用离不开它优异的性能。
研究人员采用了接枝反应的方法，将聚乙烯醇与吡啶-甲基丙烯酸酯复合物连接起来，形成了降失水剂与水泥之间的交联作用，并在此基础上进行了稳定性和降失水效果的研究。
经实验证明，接枝改性聚乙烯醇的加入可显著降低水泥浆的粘度，降低纵向渗透压力，提高井筒环保性能，确保油井的稳定运行。
在使用接枝改性聚乙烯醇时，需要注意控制其添加量。
过多的添加量会导致水泥浆的降失效果下降，甚至引起泥浆分层等现象。
因此，科研人员在研究过程中需要寻找到适宜的添加量。
同时，要注意优化其稳定性和使用周期，提高应用的成本效益。
总之，接枝改性聚乙烯醇在油井水泥固井领域中具有较高的应用价值，为工程师们提供了更好的解决方案。
然而，其应用还需要进一步发展和完善，以更好地适应不同环境下的使用要求。
只有不断推动该领域的科研创新，才能更好地满足人们对安全、高效、环保的需求。
除了优异的性能外，接枝改性聚乙烯醇还具有很好的环保性质，能够减少化学品的使用量，降低污染。
有机处理剂作用机理
有机处理机作用机理
2、聚阴离子纤维素（PAC-HV） 聚阴离子纤维素是一种高品质水溶性纤维素衍
生物。 结构特点：分子链上含有羧基、醚氧基、羧基、
性质：在水溶液中解离为聚阴离子，分子链上 的阴离子基团互相排斥使分子链呈伸展状态， 会使液相粘度增大。抗温200。C
5
有机处理机作用机理
聚阴离子纤维素降滤失机理： 分子链上的羟基、醚氧基为吸附基团，这些基团通
11
有机处理机作用机理
作用： 有很强的抑制性与封堵作用，能有效地稳定井
壁。 润滑性能好，在钻井液中加量3%，钻井液摩
阻系数可降低80%； 聚合醇能有效降低钻井液的表面张力，对油气
层损害程度低，渗透率恢复值可达85%以上； 聚合醇毒性很低，易生物降解，属于环境友好
型。 。
12
有机处理机作用机理
过与黏土颗粒表面的氧形成氢键或与黏土颗粒断键 边缘上的Al3+之间形成配位键使PAC分子吸附在黏 土颗粒上，PAC分子中的阴离子基团通过水化使黏 土颗粒表面水化膜变厚，黏土颗粒表面的电动电位 升高，负电量增加，从而阻止黏土颗粒聚结变大。 多个黏土细颗粒与PAC 分子通过桥连形成网状结 构，也提高了黏土颗粒的聚结稳定性。这些作用都 有利于保持钻井液中细颗粒的含量，使形成的泥饼 致密降低滤失量。
6
有机处理机作用机理
分子量较高的聚阴离子纤维素不仅能显著减低滤 失量，减薄泥饼厚度，而且对泥页岩水化有抑制 作用。我国生产的聚阴离子纤维素其抗盐、抗钙 及增粘、降滤失作用都优于CMC。 3、聚丙烯酸盐 聚丙烯酸盐聚合物是具有不同取代基的乙烯基单 体及其盐类的共聚物。 结构特点：在其高分子链上拥有不同含量的羧基、 羧钠基、羧胺基、酰胺基、腈基、磺酸基和羟基。
第二节 钻井液处理剂--钻井液降滤失剂综述
CMC的降失水机理
第一：是由于其可以增加钻井液中细的 粘土颗粒的数量,增加水化膜的厚度,提高 粘土颗粒的电动电位起到护胶作用。 第二： CMC 可有效提高钻井液的滤液粘 度以及本身的堵孔作用。
CMC性能及使用特点
由于 CMC 良好的降滤失效果，及增加钻井 液及滤液粘度的作用 , 在上部井眼使用会导 致井径较小，在下部井眼使用常引起钻屑粘 附上部井眼井壁，导致起下钻不畅通。因此, 一般井使用CMC应在进入沙河街组地层以后, 并且每次加量不宜过大。上部地层由于特殊 情况被迫使用 CMC 时 , 应在井下恢复正常后 用低粘、切，高失水的钻井液充分冲洗井眼, 使井径适当扩大，井壁干净。醚化度 0.800.85 的 LV-CMC 适用于高矿化度水泥浆体系 , 具有抗盐抗钙效果好 , 流变性易控制等优点。
LY-1为低分子量的烯类单体的三元共聚物， 由腈纶粉、烧碱、植物油等高温反应而成。 由于在碳链上引进了酰胺基、腈基、羟基、 羧钠基和磺酸钠基等吸附基团和水化基团， 在结构上保证了较好的抗温和抗无机盐的 能力。
抗盐抗高温降滤失剂LY-1
LY-1的降滤失机理、特点和加量
LY-1的降滤失作用首先是通过各基团之间的协同作 用，给粘土颗粒带来了厚的水化膜，提高了粘土颗 粒的电动电位，保证了形成致密的压缩性好的泥饼。 其次是提高了钻井液滤液粘度，达到了降失水的目 的。LY-1在淡水钻井液中加量0.5-1%，盐水钻井液中 加量1-2%，饱和盐水钻井液中的加量2-3%。LY-1具 有加量较小、抗盐效果好、抗高温能力强、降滤失 效果明显等特点。
聚合物降滤失剂FI-J16
聚合物降滤失剂是以铵盐、橡粉为原料的一 种多元共聚物类降滤失剂。其主体聚合物呈 非离子性质，因此可以用于多种钻井液体系， 对钻井液的电性质影响较小。
油井水泥降失水剂的作用
油井⽔泥降失⽔剂的作⽤油井⽔泥降失⽔剂的作⽤当温度、压⼒、渗透率⼀定时，影响⽔泥浆失⽔的主要因素有:(l)⽔泥颗粒的形状和⼤⼩:(2)液体的粘度;(3)⽔泥颗粒与液体介质成份之间的电荷关系。
降低⽔泥浆失⽔⼀般有以下四种⽅法:(l)降低⽔泥浆⽔灰⽐;(2)减⼩⽔泥颗粒的粒度;(3)加⼊⽐⽔泥颗粒⼩10~100%的粘⼟或其它微粒材料;(4)加⼊天然或合成⾼分⼦降失⽔剂。
降失⽔剂是⼀类能够控制⽔泥浆的滤失速度以维持其⽔固⽐不变的外加剂。
使⽤降失⽔剂主要有三个⽅⾯的⽬的。
其⼀，保证安全施⼯;其⼆，提⾼固井质量;其三，保护油⽓层.降失⽔剂通过控制⽔泥浆中的⽔滤失进⼊邻近渗透性地层的滤失速度来实现降失⽔，它的主要作⽤有两⽅⾯:(l)当⽔泥浆液相向地层滤失时，⽔泥滤饼在地层表⾯形成。
降失⽔剂的作⽤是改善滤饼的结构使之形成致密、渗透率低的滤饼，从⽽降低失⽔;(2)常⽤聚合物类降失⽔剂，可增⼤⽔泥浆滤液粘度，增加向地层滤失的阻⼒，从⽽降低⽔泥浆失⽔。
通过降低⽔泥浆⽔灰⽐、减⼩⽔泥颗粒的粒度及加⼊⽐⽔泥颗粒⼩10~100%的粘⼟或其它微粒材料来降低⽔泥浆失⽔的⽅法，都是通过增加⽔泥颗粒的悬浮性，也就是增加⽔泥浆粘度，使⽔泥浆难以脱⽔，但是液相流动阻⼒增⼤，使得⽔泥浆泵送困难。
⾼分⼦降失⽔剂优于上述三种⽅法在于流体粘度及⽔泥颗粒与流体介质成份之间的电荷可以通过加⼊降失⽔剂来调节，可以预先加以设计结构合成的⾼分⼦，选择适当的油井⽔泥可以满⾜⽔泥颗粒形状和⼤⼩的需要，所以在其它因素⼀定时，加⼊⾼分⼦降失⽔剂，可以显著降低⽔泥浆的滤失量，具有以下五个⽅⾯的意义:(l)有助于防⽌⽔泥浆在渗透性地层先期脱⽔，特别是在尾管注⽔泥或井径不规则的情况下，过早脱⽔会导致环空堵塞⽽⽆法完成固井作业;(2)防⽌油⽓层污染，有利于提⾼原油采收率;(3)增强保⽔作⽤，防⽌⽔泥浆流变性能变坏，提⾼顶替效率;(4)有效地防⽌环空⽓窜，提⾼固井质量;(5)保护⽔敏性地层，防⽌井径扩⼤坍塌。
降失水剂类型及制造原理
降失水剂类型及制造原理良好的降失水剂应符合以下条件：1)对水泥浆的流动性，抗压强度，凝结时间无不良影响；2)能适应不同类型和密度的水泥浆；3)使用方便，成本低(因降失水剂加量较大)。
(1)微粒材料最初用作降滤失的外加剂是膨润土，膨润土以其微小的颗粒进入滤饼并嵌入水泥颗粒之间使滤饼结构致密，降低泥饼的渗透率，从而减少水泥浆的失水。
例如5%~8%的优质粘土就可以使水泥降失水降低到300~400ml/30min。
属于这类材料的还有沥青、CaCO3粉末、微硅、石英粉、火山灰、飞尘、硅藻土、硫酸钡细粉、滑石粉、热塑性树脂等，均可用作降失水剂。
此外，胶乳水泥也有非常好的降滤失性能。
胶乳是乳液聚合物，是由粒径200~500μm的微小聚合物粒子在乳液中形成的悬浮体系。
大多数胶乳体系含有50%(质量分数)左右的固相，就像膨润土那样，胶乳粒子可以在水泥滤饼的微隙中形成架桥颗粒和物理堵塞。
油井水泥最常用的胶乳是聚二氯乙烯和聚醋酸乙烯酯体系，但仅限于50℃以下使用。
苯乙烯-二烯及其衍生物的共聚物胶乳体系已经用于176℃条件下固井作业。
胶乳体系除具有良好的降滤失性能外，还可改善水泥石性能，增强抗震抗腐蚀能力等。
其加量为1%~5%左右。
(2)纤维素衍生物这类型产品品种较多，常用的有HEC(羟乙基纤维素)、CMC、CMHEC，硫酸纤维素，纤维素黄原酸盐以及纤维素的接枝改性产品。
纤维素来自棉花(含90%)、木材(含50%纤维素，20%~30%木素，其余为半纤维素)、麻、稻草、麦草等。
纤维素是含不同聚合度的大分子混合物，经过提纯，分离之后聚合度有很大下降。
如棉纤维和木材纤维的聚合度达1万左右，经蒸煮分离后，聚合度n降至100~2000。
纤维素大分子每个基本环有三个自由羟基，可以进行氧化、酯化、醚化反应，这样就改变了纤维素的性质。
纤维素作为降失水剂，聚合度n=200~800，取代度(DS)在0.5~2.5之间，使用温度在130℃以下，加量0.1%~0.3%。
脱水剂配方成分
脱水剂配方成分1. 引言脱水剂是一种常见的化学物质，用于去除物质中的水分。
它在各种领域都有广泛应用，包括食品加工、制药、化妆品等。
脱水剂的配方成分对其效果和安全性起着重要作用。
本文将介绍脱水剂的配方成分及其相关知识。
2. 脱水剂的作用原理脱水剂通过吸附或吸湿等方式去除物质中的水分。
它可以将环境中的湿气吸附到自身，从而使物质失去一部分水分，达到脱水的目的。
常见的脱水剂有干燥剂和除湿剂两种类型。
干燥剂主要由吸湿性较强的材料组成，如硅胶、活性炭、沸石等。
它们能够迅速吸收周围环境中的湿气，并保持相对干燥状态。
除湿剂则采用化学反应来去除空气中的湿气。
其中最常见的是以氯化钙为主要成分的除湿盒。
氯化钙能够与水反应生成氢氧化钙，同时释放出大量的热量。
这种反应能够有效地吸收空气中的水分。
3. 脱水剂配方成分脱水剂的配方成分根据具体的应用领域和需求而有所不同。
下面将介绍几种常见的脱水剂配方成分。
3.1 硅胶硅胶是一种常用的干燥剂，它由二氧化硅组成。
硅胶具有较大的比表面积，能够吸附大量的湿气。
它无毒、无味、无腐蚀性，被广泛应用于食品、药品、电子产品等领域。
3.2 活性炭活性炭是一种多孔材料，具有很强的吸附能力。
它可以吸附空气中的湿气和有机物质，有效地去除异味和湿度。
活性炭广泛应用于空气净化、水处理、防霉等领域。
3.3 沸石沸石是一种天然矿物，具有良好的吸湿性和离子交换性能。
它能够吸附空气中的湿气，并释放出干燥的空气。
沸石被广泛应用于制药、化工、电子等领域。
3.4 氯化钙氯化钙是一种常见的除湿剂成分，它具有很强的吸湿能力。
氯化钙能够与水反应生成氢氧化钙，并释放出大量的热量，从而吸收空气中的湿气。
3.5 硅酸盐硅酸盐是一类无机盐，常用于制备脱水剂。
硅酸盐具有良好的吸湿性和稳定性，能够有效去除物质中的水分。
4. 脱水剂配方优化脱水剂配方成分的选择和比例对脱水效果和安全性至关重要。
为了提高脱水剂的效果，可以通过以下几个方面进行优化：•根据不同场合和需求选择合适的脱水剂类型；•调整不同成分之间的比例，以达到最佳吸湿效果；•结合其他辅助材料，如防潮纸、密封包装等，提高脱水剂的使用效果；•定期检测脱水剂的性能，确保其吸湿能力和安全性。
脱水剂的原理
脱水剂的原理脱水剂是一种广泛应用于各个领域的化学物质，可用于去除水分、减少湿度、防止腐败等目的。
这篇文章将全面介绍脱水剂的原理，包括它们如何工作、常见类型及其应用。
一、脱水剂的原理脱水剂是一种能够将水分从其周围环境中吸收或吸附的化学物质。
其原理基于物质之间的相互作用，如吸附、吸着、化学反应等。
根据吸附方程式，当脱水剂接触水时，其表面会吸附水分子，使其从环境中移除。
二、脱水剂的类型1.硅胶脱水剂硅胶脱水剂是一种最常见的脱水剂。
它通常是白色、透明的小珠子或片状物，可用于降低湿度和防止陈旧味道。
它是一种无毒、无味、无腐蚀性、无化学反应和无活性的天然物质。
2.氧化铝脱水剂氧化铝脱水剂也被称为活性氧化铝，其表面积比硅胶脱水剂大，可吸附更多的水分子和气体分子。
它通常用于高湿度环境中，如冶金、电子、石油化工等领域。
3.松香脱水剂松香脱水剂是一种可用于降低湿度和吸收有机气味的天然物质。
它常用于包装食品、药品等干燥的环境中。
4.氯化钙脱水剂氯化钙脱水剂是一种常用的脱水剂，其吸附能力强，吸附水分后会形成水合物。
它通常用于维持高温的车内环境、储物柜、船舱等高湿度的空间。
5.分子筛脱水剂分子筛脱水剂是一种吸附水分的高效材料。
它具有高度规则的孔隙结构，可将较大的水分子吸附在孔道内。
它通常用于干燥化学品、储存电子设备及储藏食品。
三、脱水剂的应用1.食品包装脱水剂广泛应用于食品包装行业中。
食品一旦吸湿，就会快速失去口感、品质和持久性。
通过使用脱水剂可以减少食品的吸湿和延长食品的保质期。
2.药品储存药品在存储的过程中极易受潮而导致质量下降。
脱水剂可以帮助药品去除湿气，从而确保药品的质量和稳定性。
3.电子设备电子设备设备中的电子元件容易受到湿敏性物质的影响。
使用脱水剂可以帮助维护电子设备内部的干燥环境，从而保证其正常工作。
4.纺织品储存纺织品在储存的过程中也易受潮影响品质。
使用脱水剂可以帮助维护纺织品的干燥环境，防止细菌的滋生从而提升织物的品质和持久性。
降失水剂作用机理
降失水剂作用机理
降失水剂的作用机理主要有以下几点：
1. 提高土壤保水能力：降失水剂在土壤中形成一层胶状物质，能够吸附和保持土壤中的水分，形成一个保水层。
这种胶状物质能够增加土壤的持水能力，减少土壤中的水分蒸发和流失。
2. 改善土壤结构：降失水剂中的活性成分可以与土壤颗粒结合，形成一种稳定的土壤结构。
这种土壤结构具有良好的通气性和保水性，能够增加土壤的保水能力和排水能力，改善土壤的透气性和水分均衡性。
3. 减少土壤表面渗流：降失水剂能够提高土壤的蓄水能力，减少土壤表面的渗流现象。
它可以增加土壤的持水能力，使土壤中的水分得以保持在根系区，提高作物对水分的利用效率。
4. 增强土壤的肥力：降失水剂中含有的微量元素和有机物质能够促进土壤中有机质的分解和转化，提高土壤的肥力。
同时，它可以吸附和释放土壤中的养分，增加植物对养分的吸收和利用率。
综上所述，降失水剂通过提高土壤的保水能力、改善土壤结构、减少土壤水分流失和增强土壤肥力等方式，来发挥降低水分流失、提高植物的水分利用效率和增加产量的作用。
耐高温油井水泥降失水剂的合成和性能
耐高温油井水泥降失水剂的合成和性能随着油井开采技术的不断发展和进步，高温耐化学性能的油井水泥已经成为了油井建设和维护中不可或缺的重要材料之一。
可是在高温环境下水泥降失水的现象会大大影响水泥的性能，降低其使用寿命，而耐高温油井水泥降失水剂的开发研究因而成为了重要的研究方向。
本文围绕着耐高温油井水泥降失水剂的合成和性能进行了深入的研究，以期为水泥的制造和应用提供有效的辅助剂。
一、耐高温油井水泥降失水剂的合成在本研究中，我们选取了10个不同种类的高聚物，以及一定量的草酸和聚乙烯醇干粉为原料。
经过精确的物料配比和合成反应，得到了一种新型的耐高温油井水泥降失水剂。
二、耐高温油井水泥降失水剂的性能表现1. 降失水效果本研究中，我们选取了不同饱和度下的水泥样品，并添加不同浓度的耐高温油井水泥降失水剂，测试其降失水效果。
结果表明，本实验所得到的耐高温油井水泥降失水剂对不同饱和度的水泥都有显著的降失水效果。
2. 加速时间效应在水泥混合物中加入不同浓度的耐高温油井水泥降失水剂之后，我们测试了混合物的加速时间，结果表明，在不同浓度的实验条件下，耐高温油井水泥降失水剂均呈现出显著的加速时间效应。
3. 耐温性能为了测试耐高温油井水泥降失水剂的耐温性能，我们将样品放置在不同高温环境下静置，并测试其硬化程度。
结果表明，所得到的耐高温油井水泥降失水剂在高温环境下表现出强大的耐温性能。
以上三项性能表现表明，本实验所得到的耐高温油井水泥降失水剂属于一种理想的油井水泥辅助剂，可帮助水泥制备和应用过程中克服降失水现象，同时具备较好的加速时间和耐温性能。
结论：本文通过合成和性能测试，成功地开发了一种具有耐高温、降失水和加速时间效应的耐高温油井水泥降失水剂。
该降失水剂能够广泛应用于水泥制备和油井维护领域，并对未来石油工业的开发和进步有一定的推动作用。
三、影响因素分析耐高温油井水泥降失水剂的性能表现与多个因素相关。
我们对其影响因素进行了分析和研究，具体的影响因素包括高分子聚合度、高分子浓度、草酸的用量和聚乙烯醇干粉的用量等。
海水型聚合物降失水剂的研制
５。
４０
ｓ。
隶
｝ 叮
２Ｏ
１。
０
＜ １ Ｏ 万
１ Ｏ ） 扣５ ０ 万
分 子 量
图 １ 分 子 量 对 比
由实验可知 ． 添加 Ｇ ８ ０ Ｌ 的水泥浆 明显 比添加 Ｇ ８ ３ Ｌ的水泥浆 稠 ． 在海水配浆 的水泥浆 中． Ｇ ８ ０ Ｌ 加量仅为 ２ ％以上时已经很稠 ．并且 静 置 ５ 分钟后 ， 浆体无 法流动 ， 结合失水 性能 ， 加量 ２ ％ 时。 失水量仍 在 ｌ Ｏ Ｏ ｍ ｌ 以上 ， 不利于应用 。 因此 ， Ｇ ８ ０ Ｌ 无法适用于海 水水泥浆体系 。而 Ｇ ８ ３ Ｌ 应用于海水 水泥浆体系时 ． 加 量增大至 ４ ％． 仍具有 良好 的流 动 性． 且在 此时 。 控失水能力较强 。但 Ｇ ８ ３ Ｌ在淡水水泥浆 中． 却 无法保 持 良好 的稳定性 ． 可能与其小分子量占比过大有关 。 般来说 ． 对含盐水 泥浆 中降失水剂 的耐盐 性能的评价 ． 主要集 中在金属离子对 降失水剂 控失水能力的破坏 嗍． 但 是从图 ２ 可以看 出．合成的 Ｇ ８ ０ Ｌ 、 Ｇ ８ ３ Ｌ 在海水水 泥浆 中都表 现出了 良好的控失水 性 能． 但结 合表 ２ 。 可以发现 。 仅关注降失水剂 的控失水能力对水 泥浆 体 系来说是不合适的 。造成海水水泥浆体系增稠 的原因 ， 可能 是海水 中 的高价金属 阳离子在高分子的聚合 物分子 间起到 了架桥作 用 ． 使得 聚 合物分子更大 ． 造成水泥浆增稠。由此可见 ， 高分子量 的 Ｇ ８ ０ Ｌ适合 于 淡水水泥浆体系 ． 分子量较低的 Ｇ ８ ３ Ｌ 更适合于海水水 泥浆体系
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
降失水剂类型及制造原理良好的降失水剂应符合以下条件：1)对水泥浆的流动性，抗压强度，凝结时间无不良影响；2)能适应不同类型和密度的水泥浆；3)使用方便，成本低(因降失水剂加量较大)。
(1)微粒材料最初用作降滤失的外加剂是膨润土，膨润土以其微小的颗粒进入滤饼并嵌入水泥颗粒之间使滤饼结构致密，降低泥饼的渗透率，从而减少水泥浆的失水。
例如5%~8%的优质粘土就可以使水泥降失水降低到300~400ml/30min。
属于这类材料的还有沥青、CaCO3粉末、微硅、石英粉、火山灰、飞尘、硅藻土、硫酸钡细粉、滑石粉、热塑性树脂等，均可用作降失水剂。
此外，胶乳水泥也有非常好的降滤失性能。
胶乳是乳液聚合物，是由粒径200~500μm的微小聚合物粒子在乳液中形成的悬浮体系。
大多数胶乳体系含有50%(质量分数)左右的固相，就像膨润土那样，胶乳粒子可以在水泥滤饼的微隙中形成架桥颗粒和物理堵塞。
油井水泥最常用的胶乳是聚二氯乙烯和聚醋酸乙烯酯体系，但仅限于50℃以下使用。
苯乙烯-二烯及其衍生物的共聚物胶乳体系已经用于176℃条件下固井作业。
胶乳体系除具有良好的降滤失性能外，还可改善水泥石性能，增强抗震抗腐蚀能力等。
其加量为1%~5%左右。
(2)纤维素衍生物这类型产品品种较多，常用的有HEC(羟乙基纤维素)、CMC、CMHEC，硫酸纤维素，纤维素黄原酸盐以及纤维素的接枝改性产品。
纤维素来自棉花(含90%)、木材(含50%纤维素，20%~30%木素，其余为半纤维素)、麻、稻草、麦草等。
纤维素是含不同聚合度的大分子混合物，经过提纯，分离之后聚合度有很大下降。
如棉纤维和木材纤维的聚合度达1万左右，经蒸煮分离后，聚合度n降至100~2000。
纤维素大分子每个基本环有三个自由羟基，可以进行氧化、酯化、醚化反应，这样就改变了纤维素的性质。
纤维素作为降失水剂，聚合度n=200~800，取代度(DS)在0.5~2.5之间，使用温度在130℃以下，加量0.1%~0.3%。
①羧甲基纤维素(CMC)。
用于降失水剂的CMC多采用中粘CMC，聚合度在300~600，DS=0.5~0.8范围。
由于含有大量羧基，CMC有明显缓凝效应，故只能用于高温降失水剂，而且还要加入适当促凝剂如三乙醇胺、硅酸钠等，其优点是价格低廉，增粘能力强。
②羟乙基纤维素(HEC)。
羟乙基纤维素(HEC)属水溶性非离子型聚合物，具有耐热、耐盐、有一定的抗高价金属离子的能力、在冷水和热水中溶解性都好等特点。
水溶性HEC的摩尔取代度(MS)为1.5~2.5范围，作为降滤失剂仍然用中粘HEC，即聚合度在300~800之间。
HEC有一定的缓凝作用，因此，用于中低温井(40~90℃)时，需加入少量促凝剂。
③羧甲基羟乙基纤维素(CMHEC)。
CMHEC在美国及多个国际公司用于水泥降失水剂，它具有CMC和HEC两者的特点。
它和羧酸配伍有良好的抗盐和抗温性。
纤维素衍生物降失水剂由于其优良的增粘性，因而在低密度和高密度水泥浆中既能降滤失又能稳定浆体，这使得水泥配方调节更为方便。
纤维素黄原酸盐在温度60℃以上要分解，加入纤维素黄原酸量的6%~12%的柠檬酸钠，则可提高使用温度。
在硝酸铈离子作引发剂时，纤维素环C2—C3之间链断开，可与丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯腈等单体进行接枝共聚，以期得到良好性能的降失水剂。
(3)丙烯酰胺类共聚物鉴于纤维素降失水剂效率受温度和增粘性的限制，人们开始寻求人工合成降失水剂。
最早合成丙烯酰胺—丙烯酸(AM/AA)共聚物作为水泥浆降失剂是1959年。
在伽马射线的引发下，合成的这一降失水剂比它们单体各自的均聚物有更好效果。
丙烯酰胺类共聚物作为油井水泥降失水剂是丙烯酰胺单体(AM)和一批阴离子或非离子单体通过自由基聚合产生的二元或三元共聚物。
这些阴离子单体包括丙烯酸(AA)及钠盐、马来酸酐(NA)、丙烯腈(CN)、N-甲基-N-乙烯基乙酰胺(NMCA)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)、烯丙基磺酸、AMPS及磺化苯乙烯等。
在合成过程中，各单体间比例和引发剂用量是最为重要的，前者决定各活性基团的百分比。
磺酸根、羧酸根是阴离子基团，它靠静电力与水泥微粒产生多点吸附作用，可以形成较厚的溶剂化层。
而酰胺基对固体的吸附则很大程度上取决于氢键。
因此，共聚物的组成不同，在水泥浆中链的吸附和展开程度是不同的。
引发剂的用量影响到共聚物的平均分子量的大小，此外，在评价这类共聚物理化指标时，分子量分布的宽窄与降失水性能密切相关。
工业上合成这些产品的方法可分为水溶液聚合、本体聚合、悬浮聚合和乳液聚合等，以获得水剂、粉剂、胶体、乳液等各种剂型的产品。
水溶性聚合工艺简便，设备投资少，操作简单。
在塑料袋(或盒)、聚合槽或反应釜中进行。
单体浓度可在8%~50%之间任意调节。
通常以氧化体系或氧化还原体系如过硫酸铵(钠、钾)—亚硫酸氢钠为引发剂在30℃~60℃范围共聚合就可得水溶液、胶体或固体共聚物。
在研制这类产品的过程中，需要注意以下几点：第一，产物应达到较高的转化率，最好不用采取提纯的工艺步骤；第二，共聚物的分子量分布适当宽一些，有利于致密滤饼的形成；第三，与钻井、完井、压裂、酸化等工艺中使用的降失水剂有差异的是，油井水泥用共聚物降失水剂分子量较低，通常在2万至20万范围内，因而引发剂加量要大一些。
丙烯酰胺类共聚物有较良好的抗盐抗钙能力，水泥浆流变性好，使用温度达160℃。
API失水量能低到20~30ml/30min。
加有磺化单体的共聚物抗盐抗钙能力提高，而羧酸类单体则对失水率的降低有更大贡献，因此，单体的选择和配比是降失剂分子设计中的重要内容。
水泥浆的pH值达12~13，在高温下共聚物的酰胺基团水解，使阴离子基团(—COO-)增加，吸附——延缓晶核生长的作用增大，延长了水泥浆的稠化时间。
这给水泥浆综合性能的调节带来不便，可加入少量促凝剂如三乙醇胺，甲酸钙等来调节稠化时间。
(4)非离子型合成聚合物①聚乙烯基吡咯烷酮类。
聚乙烯吡咯烷酮为非离子型降失水剂，与SXY和FDN系列分散剂复配使用降失水效果好。
另外，聚乙烯吡咯酮烷还可与CMHEC或HEC复配使用以改善降滤失性能。
聚乙烯吡咯烷酮与阳离子聚合物或其他共聚物复配构成新型高效降失水剂体系。
其组成为：聚乙烯吡咯烷酮、马来酸酐-乙烯吡咯烷酮共聚物和聚阳离子。
近年来，国内研制的聚乙烯吡咯烷酮-乙烯基单体嵌段共聚物是一种优良的降失水剂，其质量分数不大于0.6%，滤失量小于100ml/30min。
此共聚物与其他常用的外加剂配伍性好。
此外，还具良好耐盐、耐温性能。
聚乙烯吡咯烷酮在硝酸高铈铵强氧化剂引发下与丙烯酰胺单体进行嵌段共聚，得到聚丙烯酰胺-聚乙烯吡咯烷酮-聚丙烯酰胺三嵌段共聚物：该产品适用的高温达150℃，能抗盐，水溶性好，当加量为0.6%时，高温高压失水50~60ml/30min。
②聚乙烯醇(PV A)。
由于乙烯醇极不稳定，聚合条件不易达到，工业上生产聚乙烯醇是由聚醋酸乙烯酯水解而来：市售PV A醇解度主要有三种：醇解度为78%，只溶于冷水；醇解度为88%水溶性好，适合用作水泥外加剂；醇解度98%用作维尼纶原料。
作为降失水剂的PV A分子量在17~22×104。
分子量为17×104，醇解度为88%的聚乙烯醇代号就为1788，如此类推有1888，2088等。
随聚合度升高，水溶液粘度上升，溶解性降低，产生膜的强度增加；随着醇解度升高，PV A 在低温下溶解度降低，而高温溶解度提高。
PV A与硼砂、硼酸、铬酸钠、高锰酸钾、重铬酸钾、钒、锆等高价金属离子可进行交联反应。
PV A降失水剂在水泥浆瞬时失水时其成膜效应产生不渗透致密滤饼而致使失水率控制在50ml/30min内。
作为油井水泥降失水剂，PV A使用温度范围在90℃以下，对水泥浆稠化时间和强度影响较小，因而是中、低温井固井的常用降失水剂。
(5)聚磺化苯乙烯降失水剂阴离子型均聚物作为水泥降失水剂并不多见，因为它们具有缓凝效应。
磺化聚苯乙烯(SPS)和磺化聚甲基苯乙烯(SPVT)均为此类降失水剂。
SPVT、PNS和磺化苯乙烯-马来酸酐共聚物混合使用于盐水水泥浆体系效果很好。
其降失水情况，现介绍SPVT的乳液聚合方法。
产物中含有一定量的硫酸盐，它们具有缓凝作用，如不需要，可用离子交换树脂把它们去掉，与该产品复配的缓凝剂通常用磺酸盐或硫酸盐。
类似的均聚物还有磺化聚苯乙烯，聚乙烯磺酸盐等。
这类产品可用于100℃或以上高温深井而不增粘，是20世纪80年代才发展起来的新型降失水剂。
作为降失水剂分子量在4万左右，磺化聚乙烯基甲苯加量0.5%~l.5%，而API失水量低于50ml。
(6)聚胺类降失水剂聚乙烯胺(FLA)是聚胺类降失水剂，已在国外广泛应用。
其相对分子质量在105~106范围，大分子链结构为高度分支型的。
胺基的三种形式(即伯胺、仲胺、叔胺)同时存在于大分子链中。
聚乙烯胺必须与FDN或木质素分散剂配伍使用，以获得最佳降失水效果。
其原理可能是在此两种聚合物分子间发生缔合，加强降失水能力。
随着聚乙烯胺相对分子质量增大，滤失量减小。
聚胺与Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-等离子配伍性很好，因此可用于海水水泥浆中。
如果用于淡水，还需加人其它悬浮剂以防止水泥沉降和析水。
聚胺对水泥浆稠化时间、抗压强度影响较小，流动性好，能用于较高温度。