一种大温差耐温耐盐缓凝剂的合成及性能评价

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、丙烯酸（AA）、二烯丙基二甲基氯化铵（DMDAAC）为单体,改性蒙脱土为活性填料合成了一种有机-无机复合型大温差缓凝剂（PMC-180）。利用FTIR、XRD和TG对产物进行了结构表征,并对其应用性能进行了评价。结果表明：PMC-180具有插层剥离复合结构,初始热解温度为267.27℃。含PMC-180的水泥浆在90～180℃耐温缓凝性能和抗盐性能良好,初始稠度低于30 Bc,稠化时间可调,曲线平稳无＂鼓包＂等异常现象;含PMC-180的24 h水泥石低温强度高于14 MPa,满足长封固段固井要求。PMC-180的缓凝机理及大温差适应机理为：PMC-180通过吸附屏蔽及络合抑制作用延缓Ca（OH）_2晶核、晶体生长;PMC-180片层间距随温变化及阴阳离子竞争吸附减缓低温过渡吸附,使PMC-180具有良好的大温差适应性。

聚合物插层蒙脱土复合型高温缓凝剂的制备及性能

采用溶液聚合原位插层法,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、丙烯酸（AA）、二烯丙基二甲基氯化铵（DMDAAC）为单体,以蒙脱土为活性聚合填料,合成了一种有机-无机复合型抗高温缓凝剂（HTR-5）,通过正交试验确定了其最佳合成条件：单体AMPS、AA、DMDAAC和蒙脱土的质量比为48：25：23：4,反应温度75℃、反应时间10 h、溶液酸碱度pH=9、引发剂加量0.6%。利用Fourier红外光谱、X射线衍射仪和热重分析仪对产物进行结构表征,并对其应用性能进行评价。结果表明：HTR-5具有复合插层结构,初始热解温度为273℃。HTR-5水泥浆在150180℃缓凝性能和抗盐性能良好,稠化曲线平稳无＂鼓包＂等异常现象,与不同水泥浆体系及外加剂配伍性良好。HTR-5的高温缓凝机理为：高温下HTR-5的片层结构受热膨胀,插层中被释放出来的缓凝基团,通过吸附及络合抑制作用延缓Ca（OH）2晶核、晶体的正常生长,延长水泥水化时间。