聚合物基纳米微球制备及抗腐蚀性能评价

张 健, 王长宁, 彭志刚

(1.中国石油集团 川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院，陕西 西安 710018；2.西南石油大学 化学化工学院，四川 成都 610500；3.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西 西安 710018)

近年来随着高含酸气藏的勘探开发，使得固井水泥环面临更加严峻的腐蚀挑战[1-2]。在四川盆地海相碳酸盐储层中含有大量酸性CO2气体，固井水泥环在高温高压高湿环境中遭受其强烈的腐蚀破坏，造成水泥环强度降低、渗透率增大[3-4]，随着腐蚀程度的加剧，进一步导致水泥环层间封隔作用失效，严重破坏了井筒完整性，缩短了气井生产年限[5-6]。因此，高含酸性气藏固井作业对水泥环的腐蚀完整性提出了更高的要求。

现场工程经验证明，聚合物微球改性水泥石具有良好的抗腐蚀性能[7-8]。多数学者研究也已经证明微球可在水化产物和未水化水泥颗粒间形成架桥堵塞作用，通过细化孔径提高其抗腐蚀性[9-10]。聚合物微球由于其尺寸效应和可变形特性，通过与水泥颗粒形成颗粒级配，不仅可以提高水泥石基体密实性和抗渗性，还能改善水泥石易碎易裂缺陷，因此聚合物微球改性水泥基材料研究成为混凝土及固井工程领域的研究热点。

以对苯乙烯磺酸钠(SSS)和改性SiO2替代常规乳化剂，苯乙烯(St)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体，采用半连续种子乳液法制备丙烯酸类聚合物微球(PSAC)。探究了单体配比、乳化剂用量对纳米微球粒径、玻化温度、电位、黏度、亲水性及稳定性等性能的影响。……