Page 219 - 《精细化工》2023年第1期

第 1 期 霍宏博，等: 水性树脂的制备及对油井水泥防腐性能的提升 ·211·

2.4 TG-DTG 分析 此外，腐蚀实验是在高温（180 ℃）下进行，
图 6 为 WEP 热重分析曲线。可以看出，WEP 一般来说，温度越高、腐蚀时间越久，CO 2 扩散速
树脂具有 3 个失重区域。第,1 个失重区是 55~260 ℃， 率越大，CO 2 与水泥石中碱性成分的反应速率也会
失重不到 10%，主要是样品中游离水的挥发所致。 相应增加，从而大幅降低水泥石抗压强度。YUAN
第 2 失重区为 260~390 ℃，是主要失重区，失重率 等 [17] 将胶乳添加到水泥石中，在 130 ℃下腐蚀 30 d
为 50.25%，峰值温度为 295 ℃，主要是由于 WEP 后，添加胶乳的水泥石比腐蚀前抗压强度降低
树脂中官能团的热分解和树脂主链的断裂所致。第 31.52%。综上可知，WEP 树脂防腐效果优于胶乳，
3 个失重区为 390~900 ℃，即残留小分子的分解失 且具有更好的高温防腐性能。
重。尽管随着温度升高，WEP 质量呈总体下降趋势， 此外，腐蚀后水泥石中 CaCO 3 含量也可反映水
但 WEP 开始大量失重的区域是在第 2 失重区，在温 泥石被腐蚀程度，CaCO 3 含量越高，说明腐蚀情况
度不超过 260 ℃时，WEP 具有较好的稳定性。结合 越重，反之越轻。本研究采用热重分析法对腐蚀前
固井水泥石应用的井底温度条件，大多数井底静止 后的水泥石进行分析，间接反映水泥石中 CaCO 3 含
温度在 110 ~204 ℃ [16] 。因此，本研究所制备的产 量，结果如图 8 所示。
品适用于井底高温条件，具有较好的应用环境热稳
定性。

图 6 WEP 热重分析曲线
Fig. 6 Thermogravimetric analysis curves of WEP

2.5 水泥石防腐性能评价
图 7 显示了不同腐蚀时间水泥石的抗压强度变
化。可以看出，随腐蚀时间的延长，对比水泥石和
WEP 水泥石抗压强度都降低。经过 90 d 腐蚀后，对
比水泥石抗压强度为 8.4 MPa，比腐蚀前降低了
62.0%；而 WEP 改性水泥石腐蚀后抗压强度仍高达
32.0 MPa，比腐蚀前仅降低 14.7%。这说明 WEP 可
以有效提高水泥石的抗 CO 2 腐蚀性能。

图 8 WEP 水泥石（同龄期未腐蚀）（a）、对比水泥石（腐
蚀后）（b）和 WEP 改性水泥石（腐蚀后）（c）的
热重分析曲线
Fig. 8 Thermogravimetric analysis curves of WEP cement
stone(uncorroded) (a), comparison of cement stone
图 7 水泥石抗压强度的变化 (after corrosion 90 d) (b) and WEP modified
Fig. 7 Variation of compressive strength of cement stone cement stone ( after corrosion 90 d) (c)