耐200℃固井水泥用悬浮剂的制备与性能表征

摘要

针对深井、超深井固井中,水泥浆在高温下液相黏滞力下降而发生固相沉降失稳甚至分层的问题,设计合成了一种耐200℃的高温悬浮剂GX,该剂是以丙烯酰胺(AM)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)、N, N-二乙基丙烯酰胺(DEAA)为单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,采用自由基溶液聚合法制得的三元共聚物。采用GPC、FTIR、1H-NMR和SEM对高温悬浮剂的分子量、结构和形貌进行了表征,结果表明,3种单体均参与聚合反应,成功合成了AM/SSS/DEAA三元共聚物。TG、FTIR和SEM分析表明,高温悬浮剂的耐热性能优异,最高可达318.6℃。高温沉降稳定性评价结果表明,高温悬浮剂的适用温度可达200℃,水泥浆中加入悬浮剂GX后,200℃下密度差小于0.02 g/cm^(3),能提高水泥浆的沉降稳定性,且高温悬浮剂的加入对水泥浆的流变性、稠化时间和水泥石的强度无负面影响。