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温敏增稠固井水泥外加剂的合成与性能研究

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2016年第6期49卷 597-602页

作者：郭锦棠董美美于永金夏修建靳建州天津大学化工学院天津300072 中国石油集团钻井工程技术研究院北京100089

目前在深井、超深井固井过程中,因井底循环温度过高,常导致水泥浆体系稠度逐渐变稀,稳定性变差,针对这一问题,设计合成了一种具有温敏增稠作用的聚合物.通过红外、核磁对该聚合物的结构进行表征,利用TG对该聚合物进行了耐热性能分析,采... 详细信息

目前在深井、超深井固井过程中,因井底循环温度过高,常导致水泥浆体系稠度逐渐变稀,稳定性变差,针对这一问题,设计合成了一种具有温敏增稠作用的聚合物.通过红外、核磁对该聚合物的结构进行表征,利用TG对该聚合物进行了耐热性能分析,采用流变仪测试了该接枝聚合物水溶液在不同温度条件下的流变性能.结果表明,该温敏接枝聚合物具有良好的耐热性并且在水溶液中具有独特的高温增稠性能.将该聚合物应用于水泥浆体系中,并进行了沉降稳定性测试和高温高压稠化性能测试,结果表明该温敏增稠聚合物能明显改善水泥浆在高温高压条件下的稳定性.

关键词：固井增稠剂温敏聚合物低临界溶解温度偶合接枝

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杉木成熟林生物量生长模型研究

林业资源管理 2015年第6期 83-87+148页

作者：姜鹏郭金堂张绍轩河北农业大学

以福建省将乐县国有林场杉木成熟林为研究对象,通过建立16块杉木标准地来获取基础数据。采用比较符合生物学特性的Logistic方程和幂函数方程对生物量进行拟合,根据生物量平均数据,以D,DH为自变量,分别拟合了各个器官(树干、树根、树叶... 详细信息

以福建省将乐县国有林场杉木成熟林为研究对象,通过建立16块杉木标准地来获取基础数据。采用比较符合生物学特性的Logistic方程和幂函数方程对生物量进行拟合,根据生物量平均数据,以D,DH为自变量,分别拟合了各个器官(树干、树根、树叶、树枝)和全株的Logistic方程和幂函数。根据残存平方和SSE、总相对误差RS、平均相对误差E1、平均相对误差绝对值E2,AIC,BIC等6个检测评价指标进行方程的4选1筛选。筛选出的最优模型中,幂函数模型3个,Logistic函数模型2个。结果表明:其模型的相关判定系数R2均在0.925~0.932之间;单株杉木各器官生物量占整体生物量的比重由大到小为树干>树枝>树根>树叶。

关键词：杉木成熟林生物量模型

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沙子的疏水改性及其油水分离性能

精细石油化工 2018年第5期35卷 55-60页

作者：何晓庆徐杨李鹏鹏郭锦棠中国石油化工股份有限公司西北油田分公司新疆乌鲁木齐830011 天津大学化工学院天津300350

以沙子颗粒为基底材料、硬脂酸为改性剂,采用表面接枝改性技术制备了疏水亲油的沙子颗粒。采用红外光谱、扫描电子显微镜、热重分析和接触角测试对改性的沙子颗粒进行表征和分析。结果表明:沙子颗粒表面成功接枝上改性剂;改性的沙子颗... 详细信息

以沙子颗粒为基底材料、硬脂酸为改性剂,采用表面接枝改性技术制备了疏水亲油的沙子颗粒。采用红外光谱、扫描电子显微镜、热重分析和接触角测试对改性的沙子颗粒进行表征和分析。结果表明:沙子颗粒表面成功接枝上改性剂;改性的沙子颗粒表面具有与荷叶表面相似的微-纳米粗糙结构并具有良好的热稳定性,使用温度可达200℃;改性沙子颗粒具有良好的疏水亲油性能,用硬脂酸改性沙子颗粒后的接触角为121.7°,对其进行多次油水分离实验,分离效率仍在90%以上,可以重复使用。

关键词：沙子颗粒硬脂酸改性疏水亲油油水分离

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新型固井降失水剂HTF-200C

石油勘探与开发 2012年第3期39卷 359-364页

作者：郭锦棠卢海川刘硕琼靳建州于永金天津大学化工学院中国石油集团钻井工程技术研究院

针对目前中国常规固井降失水剂抗温抗盐能力差、综合性能欠佳的问题,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、新型双羧基化合物为单体,采用水溶液自由基聚合的方法合成了耐盐、抗高温的共聚物型固井水泥降失水剂... 详细信息

针对目前中国常规固井降失水剂抗温抗盐能力差、综合性能欠佳的问题,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、新型双羧基化合物为单体,采用水溶液自由基聚合的方法合成了耐盐、抗高温的共聚物型固井水泥降失水剂HTF-200C。HTF-200C微观结构表征和应用性能综合评价表明,各单体成功参与聚合,共聚物热稳定性良好;该降失水剂控失水耐温可达200℃,抗盐达饱和,可解决常规降失水剂高温下易水解、稠化实验"鼓包"等问题;以HTF-200C为主剂的水泥浆体系失水量低、抗盐耐温能力强、低温下强度发展快、无超缓凝现象、胶凝强度过渡时间短,具有很好的综合性能。产品在辽河油田陈古1-3井应用后固井质量达到优质。

关键词：新型固井降失水剂 HTF-200C 抗盐性耐温性水泥浆体系性能应用

由两种不同功能单体制备的油井水泥胶乳性能评价

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2019年第8期52卷 843-848页

作者：郭锦棠王泽辉杜江波胡苗苗徐杨天津大学化工学院天津300350

固井工程是石油或天然气开采过程中一个很重要的环节,其成功与否关系着油气开采能否顺利进行.随着固井技术的发展,对固井水泥的性能要求越来越高,为了改善其性能,需要加入一些外加剂,如胶乳、降失水剂、缓凝剂和分散剂等.为了解决传统... 详细信息

固井工程是石油或天然气开采过程中一个很重要的环节,其成功与否关系着油气开采能否顺利进行.随着固井技术的发展,对固井水泥的性能要求越来越高,为了改善其性能,需要加入一些外加剂,如胶乳、降失水剂、缓凝剂和分散剂等.为了解决传统丁苯胶乳分散性差、流动性差和不耐高温等问题,本文采用种子乳液聚合的方式,选用两种不同的功能单体苯乙烯磺酸钠(SSS)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS),与苯乙烯、液体聚丁二烯进行共聚,制得了两种具有抗温抗盐性的功能性胶乳,使用了傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、纳米粒度分析仪、热重分析仪(TG)和场发射透射电子显微镜(TEM)对两种胶乳进行了表征,并对由两种胶乳改性的水泥的性能进行了水泥浆流动度、水泥石抗折抗压强度等测试.水泥浆流动度测试结果表明两种胶乳的分散性能良好,水泥浆流动性能好;热失重测试表明两种胶乳能承受400℃高温.同时通过水泥水化热测定对由胶乳改性的水泥水化过程进行了探究,证明了其优良的分散性及力学性能是由于胶乳分子上的负电荷对水化产物中所包含的Ca^(2+)的吸附作用,使得其结构更加致密,从而提高水泥石的性能,而且使用SSS作为功能单体时,由于其更好的吸附作用,相对于AMPS具有更好的耐温性、分散性、流动性.

关键词：油井水泥胶乳流动性分散性吸附作用

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高分散性丁苯胶乳的制备及其对水泥的改性

化工进展 2022年第1期41卷 359-364页

作者：封江辉胡苗苗赵佳琪熊祥宇郭锦棠天津大学化工学院天津300350

添加传统丁苯胶乳进行改性,大大提高了水泥的力学性能,但是改性后的水泥材料流动性能差,抗压性能损失较多。为了提高添加丁苯胶乳后水泥的流动性及降低抗压性能损失,本文对丁苯胶乳进行改性,以苯乙烯与聚丁二烯作为核层、带有苯环的对... 详细信息

添加传统丁苯胶乳进行改性,大大提高了水泥的力学性能,但是改性后的水泥材料流动性能差,抗压性能损失较多。为了提高添加丁苯胶乳后水泥的流动性及降低抗压性能损失,本文对丁苯胶乳进行改性,以苯乙烯与聚丁二烯作为核层、带有苯环的对苯乙烯磺酸钠作为壳层,制备出核壳型丁苯(SSBR)胶乳。把新合成的SSBR胶乳加入水泥后,对水泥力学性能进行表征,由于SSBR胶乳中与磺酸根相连的是苯环刚性链,空间位阻效应明显,添加8%SSBR胶乳水泥浆的流变指数增大为0.898,分子链强度大,水泥石的7天抗压强度损失量为2.31%,损失不明显,同时抗折强度提高17%。对SSBR胶乳改性水泥石材料力学性能的作用机理进行探究,结果表明,SSBR胶乳填充作用明显,吸附作用较强,增大水泥浆流动性能,且胶乳粒子可以与Ca^(2+)络合,形成三维网状空间立体结构,从而达到增强水泥石力学性能强度,提高水泥石韧性的目的。

关键词：乳液水泥流变学吸附作用

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新型耐温抗盐降失水剂LX-1的研制与性能评价

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2021年第3期54卷 318-323页

作者：郭锦棠刘振兴何军史海民张弛胡苗苗天津大学化工学院天津300350 中国石油吉林油田公司钻井工艺研究院松原138000 中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206

针对目前降失水剂抗高温抗盐性能差、适用范围窄、与其他水泥外加剂配伍性差等问题,选取2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、衣康酸(IA)为主要单体,引入新型长侧链含羟基化合物,通过自由基聚合制备出共聚物型... 详细信息

针对目前降失水剂抗高温抗盐性能差、适用范围窄、与其他水泥外加剂配伍性差等问题,选取2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、衣康酸(IA)为主要单体,引入新型长侧链含羟基化合物,通过自由基聚合制备出共聚物型降失水剂LX-1.采用红外光谱和热失重分析对共聚物进行表征,结果表明:各单体成功参与聚合,聚合产物为目标产物,该降失水剂具有良好的耐热性能,温度适用范围宽(30~210℃).经水泥浆性能评价测试表明:在150℃时,掺量4%LX-1的水泥浆能够控制体系API失水量在50 mL以内,在210℃时,掺量6%LX-1的水泥浆能够控制体系API失水量在100 mL以内;抗盐能力优良,90℃条件下,掺量4%LX-1可使半饱和盐水水泥浆体系API失水量控制在100 mL以内,掺量5%LX-1可使饱和盐水水泥浆体系API失水量控制在100 mL以内;水泥浆流变性能良好,室温下掺量3%LX-1的水泥浆流动度为24.3 cm,相对于净浆的19.0 cm,流动度增加了27.9%,静置120 min后水泥浆流动度由24.3 cm下降至21.0 cm,流动度减少了13.4%,而净浆流动度从19.0 cm下降至11.5 cm,减少了39.5%,水泥浆体系的流动度保持性良好;含LX-1的水泥石早期强度发展快,90℃条件下1 d抗压强度为27 MPa,且后期抗压强度发展正常;与其他外加剂配伍性良好,稠化曲线无“鼓包”、“包芯”现象,水泥浆体系稳定性高,应用前景良好.

关键词：高温抗盐降失水剂水泥浆配伍性

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抗高温堵漏隔离液的研制与评价

化学工业与工程 2022年第3期39卷 73-79页

作者：路飞飞易浩薛兆丰郭锦棠中国石化西北油田分公司石油工程技术研究院乌鲁木齐830011 中国石化缝洞型油藏提高采收率重点实验室乌鲁木齐830011 天津大学化工学院天津300350

针对地层埋深大,温度高(>150℃)的地区,实际固井生产中存在不同程度的漏失,严重影响固井质量等问题,开发出了一种流变性好、稳定性强、密度范围宽、实现封堵的抗高温防漏型隔离液,通过在隔离液中添加核桃壳刚性架桥材料,并复配以木质素... 详细信息

针对地层埋深大,温度高(>150℃)的地区,实际固井生产中存在不同程度的漏失,严重影响固井质量等问题,开发出了一种流变性好、稳定性强、密度范围宽、实现封堵的抗高温防漏型隔离液,通过在隔离液中添加核桃壳刚性架桥材料,并复配以木质素纤维和聚合物可变形胶束,用以在隔离水泥和钻井液时对地层裂缝实现有效封堵。采用自由基水溶液聚合方法,用2-丙酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酰胺(AM)及其衍生物,合成了适用于隔离液的聚合物堵漏剂,通过红外光谱分析,各单体成功参与反应。对复合堵漏剂的配比加量进行了优选,当复配堵漏剂配比为1%木质素纤维+2%聚合物+1%18目核桃壳时,隔离液能达到160℃下5 MPa的堵漏承压能力。通过对隔离液的综合性能的评价,包括隔离液的高温稳定性、流变性能、与水泥浆的流变相容性,证明得到的隔离液的高温稳定性和流变性能优良,在160℃时上下密度差为0.01 g·cm^(-3),与水泥浆的流变相容性、稠化相容性和失水相容性较好,不会影响水泥浆的泵送且不会缩短胶凝时间。

关键词：固井隔离液堵漏抗高温

木材防腐剂氨溶烷基铜铵的制备和防腐性能研究

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化工进展 2005年第5期24卷 532-536页

作者：高峰郭锦棠王博刘意鸥中国文物研究所北京100029 天津大学化工学院天津300072

利用二甲基二癸基氯化铵(DDAC)、五水合硫酸铜、氨水或乙醇胺合成3种不同的氨溶烷基铜铵(ACQ,包括A型、B型、D型)。以樟子松和三倍体毛白杨为试材, ACQ为防腐剂对绿色木霉进行防腐性能研究, 通过比较试样经绿霉菌腐蚀后的质量损失率来... 详细信息

利用二甲基二癸基氯化铵(DDAC)、五水合硫酸铜、氨水或乙醇胺合成3种不同的氨溶烷基铜铵(ACQ,包括A型、B型、D型)。以樟子松和三倍体毛白杨为试材, ACQ为防腐剂对绿色木霉进行防腐性能研究, 通过比较试样经绿霉菌腐蚀后的质量损失率来分析ACQ类型、浓度、树种类别对ACQ防腐性能的影响; 并比较试样经抽提后质量损失率来分析酸碱度, 助剂对ACQ抗流失性能的影响。结果表明: 在相同处理条件下, 3 种ACQ在较低浓度(0 5%)下均能达到强耐腐等级, 耐腐性能满足要求; ACQ在浓度高于0 5%时, 防腐效果较好; ACQ在碱性环境中固着率高于酸性环境。

关键词：氨溶烷基铜铵木材防腐剂防腐性能