酰胺改性碳纳米管对固井水泥浆性能的影响

来源：钻井液与完井液杂志2020年第1期北京时间：

作者：王涛,窦倩,贾红军

单位：1. 陕西延长石油(集团) 有限责任公司研究院, 西安 710075;；2. 陕西省陆相页岩气成藏与开发重点实验室(筹), 西安 710075;；3. 中国石油塔里木油田分公司, 新疆库尔勒 841000；

摘要：为提高无分散剂条件下碳纳米管在固井水泥浆中的分散性，对碳纳米管表面进行酰胺化改性并进行了红外表征，通过水泥石中不同区域导电性的差异程度来评价其分散效果，同时考察了酰胺化碳纳米管对固井水泥力学性能和综合性能的影响。研究表明，碳纳米管分散剂（阿拉伯胶）加量大时对水泥浆存在缓凝、沉降等消极影响，使得水泥石强度降低51.4%，上下密度差达1.309 g/cm3；对碳纳米管进行酰胺改性后，无分散剂条件下可实现碳纳米管在水泥浆中的均匀分散，空间导电率方差与未改性相比降低为原来的0.1%以下；改性材料的水润湿性更强，掺入0.06%酰胺化碳纳米管可使固井水泥浆的抗压强度、抗折强度、抗拉强度、抗冲击功分别提高33%、30%、61%、33%。酰胺化碳纳米管对固井水泥浆的稠化、析水、失水等综合性能均无影响，同时可分别降低水泥石渗透率和孔隙度达22.9%和25.5%。结果表明，酰胺化碳纳米管在无分散剂条件下能够均匀分散于固井水泥浆中，并且提高其力学性能，具有一定的应用前景。

关键词：碳纳米管, 改性, 酰胺, 固井水泥浆, 力学性能

基金资助：

国家科技重大专项课题“陆相页岩气水平井高效低成本钻完井技术”（2017ZX05039003）