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·1244· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

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是一种强电解质，Cl 离子强的电负性破坏了水化层
的可逆平衡状态，对水和水泥颗粒的直接接触产生
部分屏蔽作用，从而延长了稠化时间，对水泥早期
抗压强度发育产生延缓作用 [17] ；另一方面可能与缓
凝剂的分子结构有关，由于 PMC-180 分子中同时含
有阳离子和阴离子基团，存在分子内和分子间两种
缔合作用，在水泥颗粒表面产生竞争吸附，导致吸
附于水泥颗粒的有效基团减少，缓凝效果减弱，而
NaCl 的屏蔽作用拆散了原分子当中及分子之间的

缔合结构，使得缓凝剂分子链舒展，增加了缓凝剂
图 7 w (PMC-180)=2.0%的水泥浆在 180 ℃下的稠化曲线 的吸附及包裹作用，破坏了水泥颗粒形成的絮凝结
Fig. 7 Consistency curve of cement paste with w 构，使得稠化时间延长，流变性良好 [18] 。
(PMC-180)=2.0% at 180 ℃
2.2.3 大温差适应性能
表 1 含 PMC-180 水泥浆抗盐性能评价 PMC-180 对不同顶底温差下水泥石强度的影响
Table 1 Salt-resistance evaluation of cement paste with 见表 2。
PMC-180
w(NaCl)/ 初始稠度/ 过渡时间/ 稠化时间/ 抗压强度/ 流性 表 2 PMC-180 对不同顶底温差下水泥石强度的影响
% Bc min min MPa 指数 Table 2 Effect of PMC-180 on the strength of cement
0 12 15 238 26.42 0.72 stone under different temperature difference
5 10 13 245 25.93 0.68 不同温差下养护不同时间后
8 12 16 267 22.04 0.75 w 井底静止 抗压强度 水泥石抗压强度/MPa
(PMC-
10 9 15 276 19.47 0.79 180)/% 温度/℃ /MPa 返深温度 90 ℃ 返深温度 60 ℃
18 11 17 298 16.34 0.74 24 h 72 h 24 h 72 h
注：抗压强度为水浴养护 24 h 后所测值，下同。 1.2 120 27.61 17.31 26.82 15.12 23.44
1.4 135 27.83 16.20 23.63 14.89 22.72
1.6 150 28.42 17.13 27.45 14.56 22.13
1.8 180 29.35 16.84 26.28 14.32 20.82

由表 2 可以看出，添加不同质量分数 PMC-180
的水泥浆在高于 120 ℃的井底静止温度下养护 24 h
后，抗压强度均大于 25 MPa，同时发现随着养护温
度的升高，抗压强度也随之升高。分析认为，加有
缓凝剂的水泥浆高温水化养护过程中存在缓凝作用
及自身水化作用，随着温度的升高，水泥水化速度

加快直至占据主导地位，生成更多水化硅酸钙凝胶，
图 8 w (PMC-180)=1.4%的水泥浆在 120 ℃下的稠化曲 出现抗压强度增加的现象。不同顶部温度下养护，
线〔w (NaCl)=8%〕
水泥石也表现出良好的早期发育强度，在 90 ℃条件
Fig. 8 Consistency curve of brine cement paste 〔 w
下 24 h 的抗压强度 16.0 MPa，60 ℃条件下 24 h 的
(NaCl)=8%〕 with w (PMC-180)=1.4% at 120 ℃
抗压强度也达到 14.0 MPa。
低，流性指数变化不大；当 NaCl 质量分数为 5%时， 添加质量分数为 1.6%PMC-180 的淡水水泥浆
稠化时间与淡水基水泥浆稠化时间基本一致，而当 体系（150 ℃条件下稠化时间 293 min）高速混拌以
NaCl 质量分数大于 5%时，稠化时间相比淡水基水 后在 60 ℃、20 MPa 条件下养护的抗压强度发展曲
泥浆相对延长，抗压强度明显降低，但其抗压强度 线见图 9，其中，1in=2.54 cm, 1psi=6894 kPa。
依然维持在 14 MPa（后续钻井施工基本强度要求） 从图 9 可以看出，该水泥浆 60 ℃养护的抗压强
以上；由图 8 可知，盐水基水泥浆体系稠化曲线平 度在 15 h 时开始快速发展，24 h 时达到 14.02 MPa，
稳，无“鼓包”、“走台阶”等异常现象。上述表明 30 h 后强度发展放缓达到 17.25 MPa，之后仍有上
缓凝剂 PMC-180 具有优良的抗盐性能，可应用于盐 升趋势。以上现象说明，含有 PMC-180 的水泥浆体
膏层段的固井作业。出现上述现象一方面由于 NaCl 系具有良好的大温差适应性能，并在一定程度上克