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油井水泥外加剂——聚醚酯消泡剂

时间:2025-08-08    访问量:3603


油井水泥外加剂是能按需求改善水泥浆性能而掺量不超于水泥质量5%的外加剂。钻井作业中地层中的气体会侵人或扩散钻井液中,而钻井液的循环对侵人的气体起到搅拌的作用。钻井液的处理剂通常都具有表面活性。因而,钻井液的起泡现象极为普遍,导致钻井液动切力和黏度增加,泡沫很难从钻井液中排除,造成气泡累计。掺加消泡剂是一种既经济、又简便的消泡方式。

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目前市场上的消泡剂种类繁多,性能迥异,按消泡剂的组成分为有机硅型、聚醚型、硅醚混合型和非硅型;按消泡剂的形式分为溶液性、乳液型、油型、粉末型与复合型。每一种消泡剂都有其自身的优缺点,使用时应根据需求情况合理选择。
目前,国内消泡剂的研究主要以聚硅氧烷为基础,通过接枝或者嵌段共聚,向聚硅氧烷链端上接人聚醚链段,通过改性,增加其在水中的溶解性,或者降低其在油中的溶解性,使其消泡效力增强。在此基础上,研究专门的复配消泡剂,使消泡剂日趋专业化。

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聚醚酯类为聚醚类消泡剂的改进型,它既保存了聚醚类消泡剂耐高温、易于分散及乳化、表面张力低、稳定性好、可调节浊点等优点,又因酯化后水分子与聚氧乙烯链间的氢键被削弱,使得其亲油性增加,亲水性进一步降低,而有利于降低表面张力,使其活性变高,消泡能力增强。在高温高压的井下环境中,水泥浆混合过程易产生泡沫,导致固化后形成气孔缺陷,直接影响井筒密封性。聚醚类消泡剂通过独特的分子结构设计,实现了对极端工况下泡沫体系的高效控制。


从化学组成来看,这类消泡剂以环氧丙烷(PO)和环氧乙烷(EO)的嵌段共聚物为核心成分。PO链段提供强疏水性,能快速穿透泡沫膜;EO链段则赋予产物必要的亲水性,确保其在水泥浆中的均匀分散。通过调节PO/EO比例(通常PO占比60%-80%),可适配不同矿化度的井下环境。深井作业时倾向于选择高PO含量型号,其热稳定性可达180℃以上。
实际应用时需重点关注三个技术参数:首先是动态表面张力,优质产品能在5秒内将表面张力降至24mN/m以下;其次是浊点温度,必须高于目标井深的预估温度20℃以上;最后是与常见油井添加剂的兼容性测试,特别是与降失水剂、缓凝剂的配伍性。现场加注通常采用双阶段法:先在配浆水中加入0.05%消泡剂进行预混,再在泵送前补加0.02%强化抑泡效果。


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