子上 的极性 基 团一 Ｃ Ｍ一通 过配 位键 结 合 ， ａ 另一 端 与一 Ｏ Ｓ一 ０ 键 连接 ， 成 离子 型 的复合 结 ＯＯ Ｃ — ｉ 一 形
构 ． 一
硅 酸根 离子 与金 属离子 作用 形成 不稳定 的 中间态 ， 当溶 液 中有 氢氧 化物 晶核生 成 时 ， 硅酸 根离子 吸 附 到形成 的 晶核上［ ． ｅ ｏ ｎ 等研究 表 明 ： ９ Ｒ ｇ ｕ ｄＭ 在油 井水 泥水 化过程 中 ， 硅酸三 钙 与铝酸 三钙 之 间相互 作 用 形成 硅铝 酸盐水 化产 物 ， 过溶 液扩 散到 铝酸 三钙表 面形成 硅 酸根离 子＿ 通 ｌ ． 通 过聚 羧酸类 外加 剂油 井水 泥浆 稠化实 验 ， 现水 泥浆 中偶 尔 出现 异常胶 凝现 象 ， 现为 一部分 水泥 发 表 浆 形成 胶冻 状缠绕 在搅 拌桨 轴部 （ 包心 内部 ） 凝 固后与 未胶凝 的外 圈油井 水 泥明显 分层． ， 由于 固井作 业时 水 泥通 道宽 度为 ３ ｍ， ～５ｃ 出现异 常胶凝 可 堵塞 通 道 ， 引起 固井作 业 失 败． 常胶 凝 现象 在偶 尔 批 次油 井 异 水 泥实 验 中出现 ， 复现 性差 ， 油井水 泥浆 中成 分变化 是造 成该 现象 的主要 因素 ， 有关 研究较 少． 据红 外光 根
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第３ ５卷
Ｖｏ ．３ １ ５
第 ５期 ２ １ ０ １年 １ Ｏ月
Ｎｏ ．５ Ｏｃ ． ２ １ ｔ ０１
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＤＡＱＩ ＮＧ ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＮＳＴＩ Ｉ ＴＵＴＥ
聚 羧 酸 类 外 加 剂 引 起 油 井 水 泥 浆 异 常胶 凝 现 象分 析
段 晓岩 ，李 士 斌 ， 晓超 姜 ，陈 晓华。
（Ｉ ．东 北 石 油 大 学 石 油 工 程 学 院 ， 龙 江 大 庆 黑 １３１ ； ２ ６ ３ ８ ．大 庆 钻 探 工 程 公 司 钻 井 工 程 技 术 研 究 院 ， 黑龙 江 大 庆 ４００ ５ ０ ６） １３ １ ； ３ ６ ４ ３ ．中 国石 化 华 北 分 公 司 工 程 技 术 研 究 院 ， 南 郑 州 河
基 金 项 目 ： 家“ 国 大型 油 气 田及 煤 层 气 开发 ” 大 专 项 （ ０ ８ Ｘ０ ０ １ ０２ 重 ２０Ｚ ５２— ０ ） 作 者 简 介 ： 晓岩 （９ ７ ， ， 士 生 ， 段 １８ 一） 女 硕 主要 从 事 石 油 工 作 液 化 学 方 面 的研 究 ．
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中图分类号 ： ２７ ＴＥ ５
０ 引 言
聚羧 酸类外 加剂 具有性 能优 良、 量稳 定 的优点 ， 新 一 代油 井水 泥外 加剂 研 究 的热 点 ． 井水 质 是 卜引 油 泥浆 中矿 物组分 与水 发生 化学反 应 ， 泥颗 粒表 面 的铝 酸 三钙和 三硫 型水化 硫铝 酸钙带 正 电荷 ， 水 聚羧酸表 现 为阴离子 形式 ， 附在水 泥颗 粒上 ； 时 ， 吸 同 聚羧 酸与铝 离子 通过 配位键 结合 在一起 ］ ．
摘 要 ： 分 析 使 用 聚羧 酸 类 外 加 剂 调 节 水 泥 浆性 能 时偶 尔 发 生 水 泥 浆 异 常 胶凝 现 象 的 原 因 ， 油 井 水 泥 分 别 与 聚 为 用
羧 酸 减 水 剂 （ ＣＭ） 聚羧 酸缓 凝 剂 （ Ｐ 、 ＤＨＴＲ 制 备 异 常 胶 凝 油 井水 泥浆 样 品 ； 据 红 外 光 谱 扫描 、 线 荧 光 光 谱 扫 描 、 描 ） 根 ｘ 扫 电镜 观 察 及 电 子 能 谱 图 ， 析 混 合 后 水 泥 浆 中胶 凝 与未 胶 凝 部 分 ， 断 反 应 过 程及 成 分 结 构 变 化 ． 验 结 果 表 明 ： 羧 酸 分 判 实 聚 与 水 化 硅 酸 钙 、 酸 三 钙发 生 交 联 反 应 ， 起 油 井水 泥浆 异 常 胶 凝 ； 井 水 泥 浆 中 硅 和 铝 的 质 量 分 数 升 高 会 加 重 异 常 胶 铝 引 油 凝 程 度 ． 研 究 结果 对 防止 油 井 水 泥 浆 异 常 胶凝 具 有 参 考 意 义 ． 该 关 键 词 ： 羧 酸类 外 加 剂 ；异 常胶 凝 ；油 井 水 泥浆 ；铝 元 素 质 量 分数 聚 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：００—１ ９ （０ １ ０ —０ ７ ０ １０ ８ １ ２ １ ） ５ ０ ９— ５
在油井 水 泥水化 过程 中 ， 酸二钙 的生 长一 般与硫 铝 酸钙紧 靠在一 起或 被硫铝 酸钙 包 围起 来 ； 硫铝 硅 在
酸钙 水化过 程 中 ， 使硅 酸二 钙暴 露于水 中 ， 酸二 钙水 化放 出氢氧 化 钙和 水化 硅 酸 钙 ， 氧 化 钙与 周 围 的 硅 氢
Ａｌ ・ Ｈｚ Ｃ Ｓ 应生 成三硫 型水 化硫 铝酸 钙． ｚ Ｏ。 ３ Ｏ、 ａ Ｏ 反 在水 化硅 酸钙 形 成过 程 中 ， ａ 的一端 与 聚羧 酸分 Ｃ抖
谱 扫描 、 Ｘ线荧 光光谱 扫描 、 扫描 电镜 及 电子能谱 图 ， 析未 胶凝 和异 常胶凝 样 品 ， 出聚羧 酸类外 加剂 引 分 找
起 油井 水泥 浆产生 异 常胶凝 的原 因 ， 对解 决油 田固井 施 工风 险
依 据．
收 稿 日期 ： ０ １ ４ ３ 审 稿 人 ： 继 成 ； 辑 ： 兆 虹 ２ １ 一Ｏ —１ ； 张 编 张
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第 ３ ５卷
２１ ０ １年
１ 实 验
１ １ 材 料 ．
聚羧 酸减水剂 （ Ｃ （ 对分 子质 量为 １ ０ ， Ｐ Ｍ）相 ５４ ０ 固化 物质 量分数 为 ２ ） 聚 羧 酸缓 凝 剂 （ ７ ； ＤＨＴ （ Ｒ） 相 对分 子质量 为 ８ ０ ， Ｏ０ ０ 固化 物质量 分数 为 ３ ） ０ ．