降失水劑是固井工程中較為重要的一種外加劑,它能夠減少水泥漿中液相向滲透性地層濾失,從而達到控制水灰比的目的。近年來常用的陰離子型降失水劑雖然降濾失效果好,但是原料成本高,生產工藝較為復雜,難以滿足降本增效的要求。聚乙烯醇作為一種水溶型聚合物,具有成本低廉、來源廣泛、成膜性強等優(yōu)點,適合作為降失水劑的原材料。然而,由于近年來原材料及外加劑種類發(fā)生變化,導致該降失水劑的耐溫性能大幅下降。同時對聚乙烯醇類降失水劑的工藝研究較少,缺乏一定的理論支持。為了完善聚乙烯醇類降失水劑的降濾失能力并且增強該降失水劑的理論性,本文決定對降失水劑的合成工藝進行更加深入的探究,用交聯(lián)度數(shù)值評價方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的API濾失量評價方式,使得對降失水劑的工藝條件達到更穩(wěn)定的控制。實驗選用PVA-1788與戊二醛作為原材料制備聚乙烯醇類油井水泥降失水劑。采用均勻設計法對不同工藝條件對反應產物交聯(lián)度的影響程度進行了排序,得到了應該重點控制的工藝條件。對合成的一系列不同交聯(lián)度的降失水劑進行測試,找到API濾失量最低的產品所對應的交聯(lián)度,再根據(jù)此數(shù)值對應的反應條件確定反應的最佳工藝條件。最后對該交聯(lián)度的產品進行綜合評價,確定該產品的可行性。結果表明,降失水劑的耐溫性能良好,各溫度段下API濾失值均在50mL之下,產品表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。結合降失水能力所確定的最佳交聯(lián)度值為1.29%,合成工藝條件為:反應溫度50℃,聚乙烯醇在共聚體系中質量分數(shù)為6%,戊二醛與聚乙烯醇摩爾比為1.56,鹽酸濃度為0.96mol/L,攪拌速度220r/min。均勻設計法確定的最重要的影響因素為戊二醛與聚乙烯醇摩爾比。該降失水劑配置的水泥漿體系具有良好的稠化曲線,抗壓強度不降低,游離液含量下降,流變性能良好,具備良好的固井工程實用性。
【學位單位】：中國石油大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TE256.6
【部分圖文】：

固井工具在使用上的高效性，有效節(jié)約成本，還可以在一[54]。烯醇性質及其交聯(lián)度測定烯醇分類醇可以根據(jù)聚合度與醇解度的差異分為多種類型。聚合度大小的指標，高分子聚合物的鏈上含有的重復單元數(shù)越多。根據(jù)聚合度大小可以將聚乙烯醇分為超高、高、中、低醇的醇解度是指乙酸乙基在醇的作用下發(fā)生分解反應所生數(shù)的百分比。降失水劑常用的數(shù)值為 80%，88%，99%。根醇還可以分為完全醇解聚乙烯醇與部分醇解聚乙烯醇。聚.1 所示。

其結構如圖1.2、1.3 所示。一分子的羰基與一分子的羧基結合以后，可以生成一分子水與聚乙烯醇縮醛。除了分子內交聯(lián)外，聚乙烯醇分子還可以通過羰基進行分子間交聯(lián)，將聚乙烯醇線性結構轉化為網狀結構，增加交聯(lián)度，對原來聚合物的各方面性能帶來較大的影響，能夠與聚乙烯醇進行縮醛反應的醛類可以分為飽和醛、不飽和醛與芳香醛等[67]。以聚乙烯醇為原料的復合膜就是通過聚乙烯醇與二醛交聯(lián)劑進行交聯(lián)所得到的，生成的膜具備較好的分離能力[68]。圖 1.2 聚乙烯醇交聯(lián)產物Fig.1.2 The cross-linking product of PVA圖 1.3 聚乙烯醇交聯(lián)產物Fig.1.3 The cross-linking product of PVA

除了分子內交聯(lián)外，聚乙烯醇分子還可以通過羰基進行分線性結構轉化為網狀結構，增加交聯(lián)度，對原來聚合物的影響，能夠與聚乙烯醇進行縮醛反應的醛類可以分為飽和等[67]。以聚乙烯醇為原料的復合膜就是通過聚乙烯醇與二到的，生成的膜具備較好的分離能力[68]。圖 1.2 聚乙烯醇交聯(lián)產物Fig.1.2 The cross-linking product of PVA
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本文編號：2892293