化工学院

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高，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。

FL-1型油井水泥降滤失剂是以适宜分子量及水解度的有机高分子材料与激活剂、交联剂及辅助材料复配而成的,在滤失初期可形成水泥颗粒-聚合物网络-水分子吸附层结构，防止水泥浆滤失。一般说来，成膜型降滤失剂在水泥浆失水初期即可形成高分子不渗透膜，因此具有较高的降滤失效果。然而在通常情况下，当温度高于75 ℃时成膜质量变差，水泥浆滤失量失去控制。FL-1油井水泥降滤失剂由于采用了新型的激活剂和交联剂，一般在加量1. 0 %~1. 4 %(BWOC) 时即可在井底循环温度30~120℃的范围内把水泥浆的滤失量降低到50mL/30min。

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。