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HMS-1高温抗盐油井水泥降失水剂

一、项目简介油气井固井作业中，强碱性水泥浆滤液大量渗入地层不仅会影响固井质量，也会造成产层污染。在油井水泥中添加降失水剂是目前最经济有效的一种解决方法。其主要作用在于：减少水泥浆的滤失量，提高顶替效率，减少滤液对地层的伤害；防止水泥浆脱水，提高水泥石强度并可防止环空桥堵，层间窜流。在油井水泥中添加降失水剂是目前最经济有效的一种解决方法。随着钻井技术的进步，给固井作业提出了更高要求。一般来说，降失水剂的作用机理有以下几种观点：(1)提高水泥浆粘度，使之不宜脱水；(2)提高水泥浆静切力，一旦静止即发生胶凝，既不产生静压，又不传递外压；(3)粒度大小分布不同的颗粒材料，堵塞地层空隙或微孔；(4)使水溶性聚合物吸附于水泥颗粒表面，形成吸附水化层，造成水泥颗粒桥接进而生成网状结构，束缚更多的自由水，堵塞水泥内部空隙，降低水泥滤饼的渗透性。(5)通过物理或化学交联使聚合物与无机物在一定压力下成膜，阻止水泥浆滤液的滤失。根据这几种原理，可作油井水泥降失水剂的只有三种：① 固体颗粒材料，对于这种材料，最初用作降失水剂的是膨润土，它是以极小的颗粒进入滤饼并镶嵌在水泥颗粒之间，而使滤饼结构致密，渗透率降低，属于这类材料还有沥青、石灰石粉、热塑性树脂等。均可用作降失水剂，此类产品的主要特点是：降失水效果显著、具有很好的抗温性，如磺化的酚醛树脂，缺点是配伍性差，尤其是对缓凝剂的选择性很强，另外对水泥浆的稠度影响较大，产品性能对原料品种和质量的依赖非常大。② 水溶性高分子聚合物，对于这种材料目前发展最快，主要原因是，合成聚合物具有高效性，用较小的剂量即可起到相同的天然化合物所起不到的作用。其次，合成聚合物具有既可以提供多种品种和规模，也可以提供具有多种性能和功能的产品。此外，合成聚合物在质量和价格方面的变通性比天然的大，生产的稳定性也较强，然而缺点是产品多为液体，粉末固体生产成本相对较高。③ 成膜型水溶性高分子－无机盐交联体系，此类产品具有优良的降失水效果，对水泥浆稠化时间几乎没有影响，配伍性很强，特别适用于中、低温淡水水泥浆，生产成本较低。HMS-1为水溶性聚合物型降失水剂，通过在共聚物中引入具有抗盐、水化能力强、抗温的功能基团，并通过先进的生产工艺得到不同分子量分布的共聚物，从而使产品具有耐温、抗盐、对水泥浆稠化时间影响小、对水泥浆具有分散作用的特点。二、市场前景我国于八十年代初期开始对降失水剂进行研究和应用，发展速度很快，1986年仅使用59吨，1992年增至857吨，并且需求量逐年增加，使用降失水剂所带来的保证固井施工安全、保护油气层已经得到各油田的共识，总公司对降失水剂的使用也越加严格，2003年颁布的新的石油天然气行业标准SY/T 6544-2003对不同固井施工作业中水泥浆失水性能进行了详细的规定，因此生产、开发油井水泥降失水剂具有广阔的应用市场。三、规模与投资广泛适用于陆地、海洋深井、超深井固井作业，可适用于G级、H级油井水泥，一般加量为5%~9%(BWOC)，可使API失水小于50mL/30min。市场价格约为1.6~1.7万/吨，主要原材料价格为3000~5000元/吨产品。四、生产设备投资初期需要一台可控温反应釜，如有一定经济基础可进一步购置产品检测实验设备，约6~7万元。五、效益分析该产品市场价格约为1.6~1.7万/吨，主要原材料价格为3000~5000元/吨产品，人工、电费约200元/吨产品。六、合作方式可以以下两种方式进行：①一次性买断；②先支付入门费然后以卖出产品数量提成。七、其他该产品主要性能特点：1) 产品外观为浅黄色液体，无毒、无嗅，不污染环境。2) 适用于符合API标准的H级、G级油井水泥。3) 加量为5%~9％可使API失水小于50mL/30min，由于引入了新的功能基团，因此改变了以往市售聚合物降失水剂类产品过缓凝现象，因而可根据具体施工要求对产品加量进行增减，对水泥浆性能无不利影响。4) 由于产品具有不同分子量分布的特点，因而其自身具有分散性，常规施工可不加或少加分散剂。5) 与缓凝剂配合使用，可用于井底循环度为≥120℃的油气井。6) 具有良好的抗盐性，可抗饱和食盐水。

河北工业大学 2021-04-13