中低温缓凝剂的研究与应用

安 娜，魏周胜，周兴春，李 鹏

（中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆固井公司，陕西西安 710018）

长庆油田致密油开发大量采用水平井钻井，随着技术进步，水平段不断在增长。目前水平段长集中在1500 m～3000 m。此类工艺井表现为埋深浅、含水高、温度低，固井要求低温下水泥浆具有较长的稠化时间、水泥浆体系稳定且水泥石早期强度高。传统的油井水泥缓凝剂易出现加量大、热稳定性差、对水泥石强度发展影响较大等问题[1]。无机缓凝剂使用温度范围＜60℃，且只在低温下缓凝效果明显，但水泥石强度损失大。现普遍采用淀粉类缓凝剂，其使用温度范围＜90℃，在70℃～80℃使用效果最好。在低温时缓凝效果不明显，加量大、水泥浆增稠明显、对水泥石强度影响巨大。聚合物类缓凝剂使用温度范围＜240℃，高温度下缓凝效果良好。但在低温下会引起水泥过缓凝现象。为了克服上述缺点，在中低温下获得最佳缓凝效果，需要研发新型复配缓凝剂，对其性能进行评价和分析，并对现场应用情况进行探讨。

1 中低温缓凝剂的研究

2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）是连接羧酸、膦酸等起缓凝作用的活性很高的共聚单体，具有高活性和耐温耐盐性能好的特点[2]，起骨架作用。羟基羧酸盐分子能在碱性环境中形成不稳定的络合物。水解后的α-羧基（H3C-CO-）与水泥水化的水溶液中钙离子生成络合物'降低了水泥水化诱导期的钙离子浓度，阻止Ca（OH）2和钙盐晶体的生成、析出，而延缓水泥水化的进程。

技术思路：单一缓凝剂加量大，对强度影响大。……