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本文以丁二烯(Bd)、苯乙烯(St)为主单体,不饱和羧酸酯的硫酸盐为功能单体,采用以非离子乳化剂为主,阴离子乳化剂为辅的复合乳化剂体系,对合成油气田固井专用于苯胶乳的合成配方和合成工艺进行了研究,确定了工业化合成配方与工艺条件,并对含固井胶乳的水泥浆体系的性能进行了评价。
研究合成出了油气田固井专用非离子型的羧基丁苯胶乳合成配方及合成工艺如下:主单体Bd/St为55~45/45~55,不饱和羧酸酯的硫酸盐功能单体,用量为4~7份,在转化率为80%时按3/7的比例加入;四元复合乳化体系聚氧乙烯烷基醚/聚氧乙烯羧酸酯/烷基聚氧乙烯硫酸盐/烷基磺酸盐=6~7/2~1/1/1;引发剂过硫酸盐用量为0.6~0.9份;电解质碳酸钠用量为0.02~0.08份;分子量调节剂叔十二碳硫醇用量为0.35~0.50份;反应初始温度为:45~55℃;搅拌转速:250~350r/min。采用稳定性试验的聚合配方和工艺条件进行非离子丁苯胶乳合成时,聚合反应重复性好,胶乳性能达到预期要求。同时从重复性试验得到胶乳的控制指标为:固含量:46.5~48%;表面张力:25-35 mN/m;粘度:<120mPa.s;机稳:<0.1%;化稳<0.1%;粒径<200nm。
在小试确定的聚合配方与工艺条件的基础上,完成了工业化放大试验,确定了工业化聚合配方与工艺条件。该合成技术经6m<3>聚合反应装置考察,证明本技术工艺合理,聚合周期短,聚合过程和产品质量稳定,试验结果可作为工业装置的设计依据。
研究确定了缓凝剂H88S、H98S和BXF、稳定剂十二烷基二苯醚、分散剂CJ40等胶乳水泥外加剂。通过添加上述的外加剂,在160℃范围内可消除水泥浆的絮凝现象,水泥浆(胶乳掺量18%)稠化趋势曲线较好,有一定的可调性,可满足固井施工要求。水泥浆降失水性能较好,水泥浆中掺入18%的胶乳在160℃、7MPa的失水量为81ml。