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本文以丙烯酸(AA)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)、含亲水性长链的烯类单体(APO)为原料,过硫酸铵(APS)为引发剂,采用自由基聚合法合成了一种三元共聚物(BH),作为油井水泥缓凝剂。通过单因素法确定最佳合成条件：单体摩尔比为AA:SSS:APO=1:1:0.1,单体浓度30%,pH值为5,反应温度80℃,引发剂4.0%,反应时间14h,在这些条件下合成的共聚物缓凝效果良好。用红外光谱和能谱仪对BH进行了表征,结果表明缓凝剂BH是由AA/SSS/APO三种单体进行的有效聚合,设计使用的功能基团在BH中都存在,通过热重分析得出,缓凝剂BH热稳定性较好,可以在较宽的温度范围内使用。将最优条件下合成的缓凝剂BH加入到油井水泥中,研究BH的缓凝性能、加量敏感性、温度敏感性以及配伍性等,结果表明：BH能够抗170℃的高温,加量在2.5%时稠化时间能够达到300min,稠化时间在90～170℃可调,加量与稠化时间具有良好的线性关系,温度敏感系数小于20%,加量敏感系数在行业标准0.1～3.0内,该缓凝剂与不同品牌油井水泥适应性良好,能够与常用的降失水剂配伍,对水泥石强度影响较小。对加有缓凝剂BH的水泥浆其他性能研究发现：缓凝剂BH在常规密度水泥浆体系中有良好的分散作用,能够显著改善水泥浆的流变性。研究了缓凝剂BH在不同密度水泥浆体系中的应用性能,使用铁矿粉调出了密度为2.01、2.15、2.30g/cm3三个高密度水泥浆体系,120℃稠化时间在160～270min可调,90℃养护48小时抗压强度能够达到10.8MPa。使用漂珠调出了密度为1.35、1.43、1.52g/cm3三个低密度水泥浆体系,105℃的稠化时间在140～240min可调,随着缓凝剂BH的增加,水泥石的强度增大,90℃养护24h抗压强度能够达到9.0MPa。探究了缓凝剂BH对油井水泥作用机理,通过X衍射和能谱分析表明缓凝剂BH能延缓水泥的水化速率,延长大量产生氢氧化钙的时间；缓凝剂BH能够吸附包裹在水泥颗粒表面,阻碍水分子的进入,延缓水泥的水化速率。通过络合滴定和电镜扫描表明缓凝剂BH能增大氢氧化钙的饱和溶解度,抑制氢氧化钙沉淀的产生,延长诱导期,并且能够改变氢氧化钙的晶体形貌,当加量较少时,氢氧化钙晶体由致密变得酥松,加量较大时,氢氧化钙晶体由六方柱状变为了球状。综上可以得出,缓凝剂BH对油井水泥的作用机理主要有吸附理论和络合理论。