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[摘要]在低温浅井中，为了控制水泥浆的失水、封固气层、防止气体窜流，开发了Dx胶乳聚合物，具有良好的降失水性及防窜能力，其与低温改性剂具有良好的适应性，在10℃～60℃范围内，稠化时间可调，满足低温浅井防窜降失水-需求。
[关键词胶乳聚合物降失水剂改性剂低温浅井滤失量
1前言
胶乳聚合物是聚合物微粒分散于水中形成的胶体乳液，其应用于油井水泥中可以有效地降低水泥浆滤失量、圈闭自由液，缩短过渡时间，减少水泥浆失重；聚合物乳胶粒在水泥浆内部的成膜作用增加浆体内部结构阻力，增加气窜阻力，提高水泥浆体系自身防窜能力；同时，由于胶乳聚合物的弹性胶粒或胶膜能够抑制微裂缝的产生、扩散，或者堵塞孔隙，使水泥石微膨胀，降低水泥石渗透率。所以，胶乳聚合物作为降失水剂在中、深井中广泛应用。但由于其低温下的超缓凝问题，限制了它在低温浅井中的应用。主要原因一是低温下胶乳聚合物难以成膜，不能有效地控制滤失量，二是目前的低温改性剂与胶乳聚合物不能匹配。为使胶乳聚合物可以应用于低温浅井中，进行了室内实验研究。
2室内实验
2.1低温胶乳聚合物研究
为了使胶乳聚合物能够在低温下充分发挥其特性，不改变胶乳单体组成，改变膠乳的合成方式，由常规胶乳聚合物的普通共聚方式改变为核壳胶乳聚合。即在不改变胶乳单体组成的情况下，改变胶乳粒子结构，从而提高胶乳性能，采用常规胶乳聚合得到的胶乳是均相的，而改进后的胶乳是非均相的。
将单体：用量95～99份，功能单体：用量1～5份，复合乳化剂体系0.01%～2%，螯合剂、引发剂、分子量调节剂、电介质等进行胶乳聚合，制备种子胶乳后，在补加引发剂、分子量调节剂，最后形成非均相粒子核壳共聚胶乳Dx。反应过程中控制分子量调节剂等添加剂的加量、胶乳的PH值和离子浓度，反应温度为50℃～60℃。改性后胶乳与常规胶乳只是结构形态的改变，核壳乳胶粒独特的结构形态降低了胶乳成膜温度。
2.2 Dx胶乳聚合物滤失量和防窜性能评价
2.2.1材料试剂和主要设备
大连G级水泥，外加剂：胶乳聚合物DX，主要设备：7120型失水仪、YES300B型压力实验机、常压稠化仪、水泥渗透率测定仪、弹性模量测试仪。
2.2.2实验方法
水泥浆的制备及性能评价按GB/T19139-2003的实验方法进行。
2.2.3结果与讨论
表1是38℃条件下，DX不同加量时水泥浆滤失量实验数据。
从表1的数据中可以看出，水泥原浆的滤失量大于1500mL，随着DX加量的增加水泥浆的滤失量明显降低，DX加量10%以上，水泥浆滤失量小于50mL。表明低温条件下，DX胶乳聚合物可以起到明显的降失水作用。
表1 Dx不同加量水泥浆常规性能实验数
据表
表2是38℃DX不同加量对水泥石界面强度、渗透率、弹性模量的影响实验数据，可以看出，水泥浆中加入DX胶乳聚合物使界面强度稍有增加，随着DX加量的增大，水泥石的渗透率逐渐减小、变形量有明显增大趋势，说明DX胶乳聚合物具有防窜性。
2.3低温下Dx胶乳聚合物与Y低温改性剂配伍性实验
2.3.1材料试剂和主要设备
大连G级水泥，外加剂：DX胶乳聚合物、Y低温改性剂、7120型失水仪、1200型常压稠化仪。
2.3.2实验方法
水泥浆的制备及性能评价按GB/T19139-2003的实验方法进行。
表3是38℃条件下，DX胶乳聚合物加量为10%时，不同Y低温改性剂加量水泥浆常规性能实验数据。
2.3.3结果与讨论
从表3中可以看出，在DX加量一定时，随着低温改性剂Y加量的增加，水泥浆体系稠化时间变短、初终凝时间变短，而对水泥浆体系的滤失量基本无影响。
根据以上数据和分析，低温条件下，DX胶乳聚合物与Y低温改性剂具有良好的适应性，共同用于水泥浆中起到降失水作用的同时，稠化时间可调，解决了低温下DX胶乳聚合物超缓凝问题，DX胶乳聚合物可以用于低温浅井防窜降失水。
3结论
DX胶乳聚合物解决了低温下胶乳聚合物难以成膜的问题，有效控制了水泥浆滤失量：加量在10%以上时，滤失量可以控制在38mL以内。同时，其与Y低温改性剂有良好的适应性，在10℃～60℃范围内，稠化时间可调，满足低温浅井防窜降失水需求。
[关键词胶乳聚合物降失水剂改性剂低温浅井滤失量
1前言
胶乳聚合物是聚合物微粒分散于水中形成的胶体乳液，其应用于油井水泥中可以有效地降低水泥浆滤失量、圈闭自由液，缩短过渡时间，减少水泥浆失重；聚合物乳胶粒在水泥浆内部的成膜作用增加浆体内部结构阻力，增加气窜阻力，提高水泥浆体系自身防窜能力；同时，由于胶乳聚合物的弹性胶粒或胶膜能够抑制微裂缝的产生、扩散，或者堵塞孔隙，使水泥石微膨胀，降低水泥石渗透率。所以，胶乳聚合物作为降失水剂在中、深井中广泛应用。但由于其低温下的超缓凝问题，限制了它在低温浅井中的应用。主要原因一是低温下胶乳聚合物难以成膜，不能有效地控制滤失量，二是目前的低温改性剂与胶乳聚合物不能匹配。为使胶乳聚合物可以应用于低温浅井中，进行了室内实验研究。
2室内实验
2.1低温胶乳聚合物研究
为了使胶乳聚合物能够在低温下充分发挥其特性，不改变胶乳单体组成，改变膠乳的合成方式，由常规胶乳聚合物的普通共聚方式改变为核壳胶乳聚合。即在不改变胶乳单体组成的情况下，改变胶乳粒子结构，从而提高胶乳性能，采用常规胶乳聚合得到的胶乳是均相的，而改进后的胶乳是非均相的。
将单体：用量95～99份，功能单体：用量1～5份，复合乳化剂体系0.01%～2%，螯合剂、引发剂、分子量调节剂、电介质等进行胶乳聚合，制备种子胶乳后，在补加引发剂、分子量调节剂，最后形成非均相粒子核壳共聚胶乳Dx。反应过程中控制分子量调节剂等添加剂的加量、胶乳的PH值和离子浓度，反应温度为50℃～60℃。改性后胶乳与常规胶乳只是结构形态的改变，核壳乳胶粒独特的结构形态降低了胶乳成膜温度。
2.2 Dx胶乳聚合物滤失量和防窜性能评价
2.2.1材料试剂和主要设备
大连G级水泥，外加剂：胶乳聚合物DX，主要设备：7120型失水仪、YES300B型压力实验机、常压稠化仪、水泥渗透率测定仪、弹性模量测试仪。
2.2.2实验方法
水泥浆的制备及性能评价按GB/T19139-2003的实验方法进行。
2.2.3结果与讨论
表1是38℃条件下，DX不同加量时水泥浆滤失量实验数据。
从表1的数据中可以看出，水泥原浆的滤失量大于1500mL，随着DX加量的增加水泥浆的滤失量明显降低，DX加量10%以上，水泥浆滤失量小于50mL。表明低温条件下，DX胶乳聚合物可以起到明显的降失水作用。
表1 Dx不同加量水泥浆常规性能实验数
据表
表2是38℃DX不同加量对水泥石界面强度、渗透率、弹性模量的影响实验数据，可以看出，水泥浆中加入DX胶乳聚合物使界面强度稍有增加，随着DX加量的增大，水泥石的渗透率逐渐减小、变形量有明显增大趋势，说明DX胶乳聚合物具有防窜性。
2.3低温下Dx胶乳聚合物与Y低温改性剂配伍性实验
2.3.1材料试剂和主要设备
大连G级水泥，外加剂：DX胶乳聚合物、Y低温改性剂、7120型失水仪、1200型常压稠化仪。
2.3.2实验方法
水泥浆的制备及性能评价按GB/T19139-2003的实验方法进行。
表3是38℃条件下，DX胶乳聚合物加量为10%时，不同Y低温改性剂加量水泥浆常规性能实验数据。
2.3.3结果与讨论
从表3中可以看出，在DX加量一定时，随着低温改性剂Y加量的增加，水泥浆体系稠化时间变短、初终凝时间变短，而对水泥浆体系的滤失量基本无影响。
根据以上数据和分析，低温条件下，DX胶乳聚合物与Y低温改性剂具有良好的适应性，共同用于水泥浆中起到降失水作用的同时，稠化时间可调，解决了低温下DX胶乳聚合物超缓凝问题，DX胶乳聚合物可以用于低温浅井防窜降失水。
3结论
DX胶乳聚合物解决了低温下胶乳聚合物难以成膜的问题，有效控制了水泥浆滤失量：加量在10%以上时，滤失量可以控制在38mL以内。同时，其与Y低温改性剂有良好的适应性，在10℃～60℃范围内，稠化时间可调，满足低温浅井防窜降失水需求。