固井用水泥外加劑研究進(jìn)展

李 波，邵魯華，韓立國，鄧春來

（1. 吉林大學(xué)，吉林 長(zhǎng)春 130000; 2. 大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠，黑龍江 大慶 163414; 3. 遼寧石油化工大學(xué)，遼寧 撫順 113001; 4. 長(zhǎng)城鉆探固井公司，遼寧 盤錦 124012）

固井用水泥外加劑研究進(jìn)展

李 波1,2，邵魯華3，韓立國1，鄧春來4

（1. 吉林大學(xué)，吉林 長(zhǎng)春 130000; 2. 大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠，黑龍江 大慶 163414; 3. 遼寧石油化工大學(xué)，遼寧 撫順 113001; 4. 長(zhǎng)城鉆探固井公司，遼寧 盤錦 124012）

固井用水泥外加劑是指在固井作業(yè)中，為保證施工順利進(jìn)行和固井質(zhì)量，在水泥中所添加的化學(xué)藥劑，筆者主要介紹了國內(nèi)外固井外加劑的研究現(xiàn)狀，包括促凝劑、緩凝劑、消泡劑、減阻劑、降濾失劑、減輕劑、防漏劑、加重劑，對(duì)各種方法進(jìn)行了評(píng)價(jià)和比較，并對(duì)今后固井用水泥外加劑的研究提出了建議。

固井；促凝劑；緩凝劑；消泡劑；減阻劑

隨著石油行業(yè)的發(fā)展，油氣勘探與開發(fā)領(lǐng)域日益擴(kuò)大，鉆井技術(shù)也隨之提高。深井、超深井甚至特殊井頻頻問世，這給油井技術(shù)提出更高的要求。尤其是在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、井下條件惡劣的狀況下注入水泥，采用純水泥早已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工藝技術(shù)指標(biāo)，必須通過外加劑來調(diào)節(jié)以增強(qiáng)其使用性能。如：填充劑可以增加產(chǎn)漿量，節(jié)約水泥用量，降低原料成本；緩凝劑[1]或促凝劑可以調(diào)節(jié)稠化時(shí)間，既能保證施工安全，同時(shí)又能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到繼續(xù)施工的強(qiáng)度要求；分散劑能夠改善水泥漿的流變性能，增加頂替效率，提高固井的質(zhì)量，延長(zhǎng)油井的壽命；降濾失劑可以減少滲透性地層對(duì)水泥漿的濾失作用，確保油氣層正常狀態(tài)，提高采收率。因此，固井用外加劑的研究、重產(chǎn)與應(yīng)用在國內(nèi)外都得到迅速地發(fā)展。

1 固井外加劑的研究

1.1 促凝劑

促凝劑是一種用于建筑砂漿、建筑混凝土中的添加劑，具有對(duì)水泥制品速凝、早強(qiáng)、操作性能好等特點(diǎn)，能顯著加快水泥的硬化速度，縮短凝結(jié)時(shí)間，提高水泥制品的早期強(qiáng)度。李早元[2]等利用X-射線衍射技術(shù)評(píng)價(jià)了無氯促凝劑CN-1對(duì)加砂水泥石早期抗壓強(qiáng)度和高溫前后抗壓強(qiáng)度的影響，結(jié)果表明：在315 ℃高溫養(yǎng)護(hù)下，添加3%無氯促凝劑CN-1的水泥石抗壓強(qiáng)度為20.21 MPa，有效防止了水泥石高溫后抗壓強(qiáng)度衰退現(xiàn)象。王成文[3]等模擬深水固井低溫環(huán)境，考察了新型鋰鹽復(fù)合類促凝劑DWA對(duì)固井水泥漿抗壓強(qiáng)度、稠化時(shí)間和靜膠凝強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明：DWA能促進(jìn)水泥的低溫水化能力，明顯縮短稠度為30-100Bc、靜膠凝強(qiáng)度為48～240 Pa的水泥漿稠化時(shí)間。王瑞和[4]等利用有機(jī)胺類物質(zhì)與醛類物質(zhì)之間的胺甲基化反應(yīng)（HCHO與C4H11NO2的配比為2∶1、草酸與HCHO的比例為1∶2、反應(yīng)溫度100 ℃、反應(yīng)時(shí)間2 h），合成了一種低反應(yīng)熱的、適用于鉆進(jìn)深水水合物層的低溫促凝劑曼尼希堿，結(jié)果表明：該促凝劑初終凝過渡時(shí)間短, 近似直角稠化，具有明顯的早強(qiáng)作用。彭志剛[5]等研制了過渡金屬復(fù)合鹽類促凝劑LT-A，并對(duì)其性能進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：促凝劑LT-A能顯著提高水泥石早期抗壓強(qiáng)度，完全滿足24 h的抗壓強(qiáng)度與G級(jí)水泥原漿抗壓強(qiáng)度之比大于1.0、6h抗壓強(qiáng)度（39 ℃常壓）大于等于4.0 MPa的技術(shù)指標(biāo)，表現(xiàn)出了優(yōu)異的低溫早強(qiáng)效果。

1.2 緩凝劑

緩凝劑是延緩水泥的水化硬化的時(shí)間，使新拌混凝土能夠在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持塑性，以調(diào)節(jié)新拌混凝土的凝結(jié)時(shí)間，并且對(duì)后期強(qiáng)度無明顯影響的外加劑。陳大鈞[6]等研制出一種由AMPS與IA單體以1∶3的比例，在60 ℃進(jìn)行共聚反應(yīng)，然后再與有機(jī)酸SA進(jìn)行復(fù)配而制得的緩凝劑KH，結(jié)果表明：該緩凝劑對(duì)溫度的敏感性較差，滿足長(zhǎng)封固段固井作業(yè)要求。趙常青[7]等研制了一種寬溫帶緩凝劑SD210L，其由含磺酸基、雙羧基以及酰胺等功能基團(tuán)的兩種單體共聚而成，結(jié)果表明：SD210L在中溫和高溫條件下有優(yōu)良的緩凝性能，呈直角稠化，具有良好的分散作用和抗鹽性能，與其他外加劑配伍性良好。趙寶輝[8]等針對(duì)深井長(zhǎng)封固段固井時(shí)頂部水泥漿超緩凝的問題，研制了一種新型緩凝劑BCR-260L，結(jié)果表明該緩凝劑具有很好的耐高溫性能，可滿足循環(huán)溫度70～180 ℃固井需求，抗鹽能力可達(dá) 15%。彭志剛[9]等以含磷化合物為主要原料研制出了高分子油井水泥緩凝劑WHJ，并在BIN深16x1井現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用, 該井完鉆井深為5 109 m ,采用G級(jí)油井水泥；水泥漿密度為1.92 g/cm3； 流動(dòng)度為23 cm, 稠化時(shí)間為423 min/150 ℃×40 MPa× 100Bc, 封固段質(zhì)量?jī)?yōu)良。結(jié)果表明：該緩凝劑在高溫下性能穩(wěn)定，水泥漿性能優(yōu)良，稠化性能穩(wěn)定，滿足了深井高溫條件下的固井要求。

1.3 消泡劑

消泡劑又稱抗泡劑是一種專門用于水泥固化過程中有害氣泡消除的固井外加劑。在施工時(shí)，加入消泡劑可預(yù)防泡沫的產(chǎn)生，有效抑制水泥石中氣泡對(duì)水泥材料強(qiáng)度性能的影響。吳家明[10]等對(duì)有機(jī)硅消泡劑SK-1進(jìn)行了性能評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，SK-1的最佳用量為水泥質(zhì)量的 0.15%～0.2%，此時(shí)具有優(yōu)良的消泡效果，能使水泥漿的密度恢復(fù) 90%以上，能增加水泥漿的流動(dòng)性，對(duì)常用水泥漿體系的稠化性能沒有不利影響，有利于提高固井質(zhì)量。陳光[11]等對(duì)適應(yīng)于長(zhǎng)封固段的梯度多凝水泥漿進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：因其中含有消泡劑，故可以消弱水泥漿攪拌時(shí)混入氣體表面膜的強(qiáng)度，排除氣體，減少水泥石的空隙度，提高水泥石強(qiáng)度，降低水泥漿粘度，減少流動(dòng)阻力。路俊剛[12]等對(duì)磷酸三丁酯、GR-1、辛醇、硅酮四種消泡劑進(jìn)行了比較，結(jié)果表明：在相同添加量下，GR-1效果最好，當(dāng)添加量為2.5 mL時(shí)，能夠完全消泡，密度可以達(dá)到1. 915 g/cm3。

1.4 減阻劑

減阻劑又稱分散劑是一種通過調(diào)節(jié)水泥顆粒的表面電荷，有效地分散水泥顆粒，從而改善水泥漿流變性能的固井外加劑。王紹先[13]等以苯酚和對(duì)氨基苯磺酸鈉為原料，通過與甲醛進(jìn)行縮合反應(yīng)，制成了一種新型油井水泥減阻劑AS，又對(duì)其性能進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用和室內(nèi)評(píng)價(jià)，結(jié)果表明：該減阻劑具有優(yōu)良的分散性能，對(duì)各種油井水泥具有良好的適應(yīng)性，與SW系列緩凝劑、降失水劑具有良好的配伍性，可用于 50～185 ℃水泥漿體系。何英[14]等應(yīng)用正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)對(duì)磺化醛酮縮聚物合成工藝進(jìn)行了最佳配比的優(yōu)化選擇實(shí)驗(yàn)，確定了最佳的合成條件，對(duì)該分散劑進(jìn)行了系統(tǒng)評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：當(dāng)磺化醛酮縮聚物固相添加量為0.4%～0.8% 時(shí)，水泥漿初始稠度低，流性指數(shù)由原漿的0.3提高到0.8，甚至可達(dá)到1.0。袁藝?yán)蔥15]等以過硫酸銨為引發(fā)劑，對(duì)苯乙烯磺酸鈉（SP）、梳性親水長(zhǎng)鏈單體（L）、丙烯酸（AA）為原料，合成了一種新型水泥減阻劑YK-1，結(jié)果表明：當(dāng)丙烯酸（AA）∶長(zhǎng)鏈單體（L）∶對(duì)苯乙烯磺酸鈉（SP）為0.6∶0.1∶1.6， pH值為5，反應(yīng)溫度為70 ℃時(shí)，具有良好的減阻分散效果。

1.5 降濾失劑

降濾失劑是指能降低鉆井液中濾失量的化學(xué)藥劑，多為水溶性高分子化合物。王芳[16]等以二甲基二烯丙基氯化銨、丙烯酸、丙烯酰胺為單體合成一種新型復(fù)合離子聚合物降濾失劑，并對(duì)其反應(yīng)條件進(jìn)行了研究，結(jié)果表明最佳反應(yīng)條件為：pH值為7，單體配比為10∶10∶10，先加入2 mL 0.2%的亞硫酸氫鈉，后加2 mL 0.2%過硫酸鈉，無機(jī)填料的濃度應(yīng)為 10%。曾慶林[17]等對(duì)中原油田油井目前使用的水泥漿降濾失劑（G3 06、T W2 00S、M -83S、CS - 206 共 4 個(gè)品種）進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：當(dāng)降濾失劑加量在0.8%～1.5%之間， 濾失量一般都控制在80 mL以內(nèi)，可以達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期效果。楊遠(yuǎn)光[18]等為適合小井眼、小間隙井的固井要求，研究了一種復(fù)合塑性降濾失劑PT-2體系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該體系具有低析水、低失水、漿體穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。其表征水泥石塑性的彈性模量較水泥原漿下降了20.7%～38%，另外水泥石抗沖擊韌性顯著提高，且具有良好的綜合工程性能。

1.6 減輕劑

減輕劑又稱減輕外摻料用以降低水泥漿體系密度，從而使固井水泥漿柱的靜壓力下降。這有助于防止由于薄弱地層的破裂而引起的井漏，保證固井質(zhì)量。它可分為三類：第一類是靠增大水灰比來降水泥漿密度，如膨潤(rùn)土；第二類是靠自身密度低來降低水泥漿密度，如空心微珠；第三類是以向水泥漿中充氣或化學(xué)發(fā)氣的方法形成泡沫水泥漿來降低水泥漿密度，如空氣。左景欒[19]針對(duì)煤儲(chǔ)層低滲、低壓、膠結(jié)性差等特征引發(fā)的固井難題，通過向水泥漿液中添加減輕劑，研發(fā)出中空玻璃微珠超低密度水泥漿體系，并在在沁南示范區(qū)成功進(jìn)行了2口井的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，結(jié)果表明：固井水泥漿密度為1.20，1.15 g/cm3，固井質(zhì)量合格率達(dá)100%，優(yōu)質(zhì)率達(dá)到 96% 以上。劉慶旺[20]等選擇漂珠為減輕劑，可以配制出密度在1.40～1.60 g/cm3的低密度水泥漿體系，并對(duì)其性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：該體系流動(dòng)性較好，具有較高的動(dòng)切力、穩(wěn)定性和凝膠強(qiáng)度，在60 ℃下，失水量小于50 mL，24 h抗壓強(qiáng)度大于8.0 MPa。汪浩[21]選用自身密度低并與水泥有良好相容性的漂珠和價(jià)錢低的粉煤灰這兩種材料作為減輕外摻料，與其他固井外加劑復(fù)合使用，進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明：固井合格率為98.3%，優(yōu)質(zhì)率可達(dá)79%。

1.7 防漏劑

防漏劑又稱防漏外摻料可控制水泥漿向薄弱地層漏失，常用的堵漏材料有：速凝水泥漿或硅酸鈉凝膠、賽璐珞屑、壓碎的胡桃殼、松木纖維、級(jí)配好的CaCO3和NaCl等微粒材料。鄒建龍[22]等為解決固井施工中水泥漿漏失低返問題，開發(fā)了特種纖維防漏劑BCE2200S以及強(qiáng)化其堵漏能力的助防漏劑BCE2210S、BCF2220L，形成防漏外加劑體系，并在吐哈、華北、玉門等油田進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：防漏堵漏效果明顯，固井質(zhì)量良好，如在華北油田桐58井一級(jí)注水泥作業(yè)中注入6 m3前置液、3 m3緩凝水泥漿、2 m3后置液，注入排量為1 m3/min，最大泵壓為8 MPa，無漏失情況發(fā)生。姚曉[23]等針對(duì)國內(nèi)油氣田復(fù)雜地層固井時(shí)的水泥漿低返及射孔和后續(xù)增產(chǎn)措施造成的水泥環(huán)脆裂問題，研制開發(fā)了F27A型油井水泥防漏增韌劑，并對(duì)其防漏性能、水泥石的各種力學(xué)性能及水泥漿體系的工程性能進(jìn)行了研究。室內(nèi)研究和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明：F27A油井水泥防漏增韌劑其摻量小(2.0%) 且防漏堵漏效果顯著，使用后可使水泥石的抗折強(qiáng)度比凈漿提18%～33%，抗沖擊功提高32%～53%，靜態(tài)彈性模量降低 46%～61%，達(dá)到了一劑雙效的目的。鄒建龍[24]等通過參考鉆井用橋接堵漏材料室內(nèi)試驗(yàn)方法，結(jié)合 API水泥漿性能測(cè)試規(guī)范， 制定了水泥漿堵漏性能評(píng)價(jià)方法。利 用該方法對(duì)BCE-200S纖維水泥漿堵漏性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果表明：纖維材料在助防漏劑的協(xié)助下可以對(duì) 1 mm孔隙或1 mm縫隙模塊實(shí)現(xiàn)迅速封堵，漏失量小于50 mL，承壓能力達(dá)到3.5 MPa以上。姚曉[25]等以F17A油井水泥膨脹劑和 F27A防漏增韌劑為主的防漏增韌水泥漿體系有效地解決了該區(qū)塊固井作業(yè)中的漏失低返難題，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明：與凈漿水泥石相比，該水泥漿體系抗沖擊功增長(zhǎng) 36.5%～42.0%，抗折強(qiáng)度增長(zhǎng)29.5%～36.0%，彈性模量降低47%～62%，因而能夠減少氣井的套損和竄流等事故。

1.8 加重劑

加重劑又稱加重外摻料是泥漿處理劑的一種，它能夠提高泥漿密度的材料。加重劑以重晶石用量最大，其他有鉛粉、氧化鐵、碳酸鈣等。周仕明[26]等為解決貴州赤水地區(qū)在構(gòu)造鉆探中超高壓氣層或鹽水層固井的技術(shù)難題，通過添加加重外摻料設(shè)計(jì)了最高密度為2.82 g/cm3，平均密度為2.78 g/cm3的超高密度水泥漿，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：此泥漿基本性能、穩(wěn)定性和流動(dòng)性良好，并成功封固了超高壓鹽水層，突破了官渡構(gòu)造穿越超高壓地層的技術(shù)瓶頸。鐘福海[27]等對(duì)挪威Elkem公司生產(chǎn)的Micromax加重劑進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：用 Micromax配制的高密度水泥漿具有明顯的增溫減稠特性，有利于水泥漿的泵送，可以減輕井下漏失的風(fēng)險(xiǎn)，并且采用成膜型降失水劑與 Micromax配伍使用可以使水泥漿密度最高達(dá)到2.64 g/cm3。劉振通[28]等在塔里木盆地庫車坳陷克拉蘇沖斷帶上的1口評(píng)價(jià)井使用了密度為2.35 g/cm3，失水量為82 mL，析水量為0.5%，流動(dòng)度為20 cm水泥漿，結(jié)果表明：固井質(zhì)量合格，優(yōu)質(zhì)封固井段達(dá)62%。

2 結(jié) 論

固井施工作業(yè)是一項(xiàng)極其復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其中固井材料(水泥外加劑和外摻料)又起著至關(guān)重要的作用，必須予以足夠的重視和投入。固井新材料的研究和開發(fā)既需要大量而扎實(shí)的室內(nèi)研究，也需要嚴(yán)格的施工監(jiān)督和詳盡的質(zhì)量跟蹤。筆者建議以后的研究應(yīng)從以下幾個(gè)方面展開：首先，應(yīng)聯(lián)合材料化學(xué)界和固井工程界的研究人員，承擔(dān)固井新材料的重大研究專項(xiàng)目；其次，應(yīng)制定相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行固井材料的質(zhì)量仲裁以及新材料應(yīng)用效果的跟蹤，以保證固井質(zhì)量。

［1］M.Tahir, K, Bhattacharya, A, Ghosh et al. Optical Transfer Function of an Imaging System ApertureMasked by a Retarder[J]. Optical Review, 2009(5):548-554.

［2］李早元,關(guān)素敏,謝鵬,等.熱采井固井水泥無氯促凝劑CN-1作用機(jī)理研究[J].油田化學(xué),2012,29(4):394-397.

［3］王成文,王瑞和,彭志剛,等.新型促凝劑DWA改善固井水泥低溫性能的實(shí)驗(yàn)[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(bào),2011,35(1):159-163.

［4］王瑞和,齊志剛,步玉環(huán),等.一種新型曼尼希堿促凝劑的性能研究[J].石油鉆探技術(shù),2009,37(3):13-16.

［5］彭志剛,王成文.新型油井水泥促凝劑LT-A及其性能[J].天然氣工業(yè),2012,32(4):63-65.

［6］陳大鈞,余志勇,張穎,等.適合長(zhǎng)封固段的寬溫帶緩凝劑的研制[J].鉆井液與完井液,2012,29(1):63-65.

［7］趙常青,張成金,孫海芳,等.油井水泥寬溫帶緩凝劑SD210L的研制與應(yīng)用[J].天然氣工業(yè),2013,33(1):90-94.

［8］趙寶輝,鄒建龍,劉愛萍,等.新型緩凝劑BCR-260L性能評(píng)價(jià)及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)[J].石油鉆探技術(shù),2012,40(2):55-58.

［9］彭志剛,許遵見,馮茜,等.新型高溫緩凝劑WHJ在深井固井中的應(yīng)用[J].天然氣工業(yè),2009,29(12):41-44.

［10］吳家明,張作宏,常超,等.有機(jī)硅消泡劑在油井水泥漿中的性能研究[J].有機(jī)硅材料,2009,23(3):170-174.

［11］陳光,費(fèi)中明,楊聲貴,等.注采井長(zhǎng)封固段固井技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].鉆井液與完井液,2004,21(2):57-61.

［12］路俊剛,郭小陽,楊香艷,等.膠乳水泥體系的室內(nèi)研究[J].西部探礦工程,2006,7(2):78-80.

［13］王紹先,彭志剛,印興耀.新型油井水泥分散劑AS的研制及其應(yīng)用[J].濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào),2008,22(4):334-337.

［14］何英,徐依吉,王槐平,等.新型油井水泥分散劑SDJZ-1的研制與應(yīng)用[J].天然氣工業(yè),2006,26(7):79-81.

［15］袁藝?yán)?曾科.新型油井水泥減阻劑YK-1的合成與性能評(píng)價(jià)[J].化工中間體,2012,18(11):52-55.

［16］王芳,于海峰.新型降濾失劑CPF的最佳反應(yīng)條件研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2010,10(10):22-24.

［17］曾慶林,王靜,姜燕,等.中原油田油井水泥漿降濾失劑評(píng)價(jià)研究[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào),2010,7(2):184-186.

［18］楊遠(yuǎn)光,謝應(yīng)權(quán),曾志軍.油井水泥復(fù)合塑性降濾失劑 PT-2 的室內(nèi)研究[J].天然氣工業(yè),2003,23(5):73-75.

［19］左景欒,孫晗森,吳建光,等.煤層氣超低密度固井技術(shù)研究與應(yīng)用[J].煤炭學(xué)報(bào),2012,37(12):276-281.

［20］劉慶旺,高大鵬,許琳,等.漂珠低密度水泥漿體系的評(píng)價(jià)與應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2009,19(8):2159-2161.

［21］汪浩.延長(zhǎng)油田西區(qū)采油廠固井低密度水泥漿體系的研究與應(yīng)用[D].西安:長(zhǎng)安大學(xué),2010:6.

［22］鄒建龍,朱海金,張清玉,等.BCE2200S防漏外加劑體系的研究與應(yīng)用[J].鉆井液與完井液,2007,24(4):47-49.

［23］姚曉,等.F27A油井水泥防漏增韌劑的研究及應(yīng)用[J].天然氣工業(yè),2004,24(6):66-69.

［24］鄒建龍,屈建省,呂光明,等.纖維水泥堵漏性能評(píng)價(jià)研究[J].鉆井液與完井液,2007,24(2):42-44.

［25］姚曉,肖登林,張永海,等.抗竄防漏增韌水泥漿體系提高澀北氣井固井質(zhì)量研究[J].天然氣工業(yè),2005,25(10):70-72.

［26］周仕明,李根生,王其春.超高密度水泥漿研制[J].石油勘探與開發(fā),2013,40(1):107-110.

［27］鐘福海,王合林,費(fèi)中明,等.水泥漿加重劑Micromax在緬甸Pyay油田的應(yīng)用[J].石油鉆采工藝,2008,30(1):47-50.

［28］劉振通,李利軍,宋元洪,等.KS204井鹽膏層長(zhǎng)封固段尾管固井技術(shù)[J].鉆井液與完井液,2012,29(3):61-63.

智能涂料將沖擊涂料市場(chǎng)成為發(fā)展新勢(shì)力

智能時(shí)代來臨了，當(dāng)你開著智能汽車，眼睛瞄著智能導(dǎo)航儀，手里用著智能手機(jī)，商場(chǎng)選購智能電器，家里安裝智能攝像儀、智能報(bào)警器，應(yīng)順智能社會(huì)發(fā)展態(tài)勢(shì)，盡情享受智能化生活的時(shí)候，你是否注意到身邊色彩絢爛、特殊性能的涂料也在智能著?在一個(gè)處處皆是智能化的時(shí)代，智能涂料正在成為一股新鮮的涂料新勢(shì)力，其廣泛的應(yīng)用前景則會(huì)為涂料工業(yè)創(chuàng)造一片前所未有的市場(chǎng)空間。

智能涂料可以根據(jù)光線、溫度、聲音、壓力等改變色彩，可以像幻燈片一樣不停地改變圖案，甚至可以成為墻體日歷、墻體電器開關(guān)……這是日前舉辦的陶氏化學(xué)-華東理工大學(xué)建筑內(nèi)墻乳膠漆創(chuàng)新大賽中參賽選手高梁、李仕宇、魯鑫、張祺4人所設(shè)想的。據(jù)了解，他們的大膽想象“七彩世界智能涂料—智能變色涂料的構(gòu)想及應(yīng)用”已被陶氏化學(xué)納入今后的研發(fā)目標(biāo)?！罢嫦氩坏?，學(xué)生的競(jìng)賽作品做得這么好，我們自己都未必能做到?！碧帐系膶?shí)驗(yàn)人員表示。

去年，美國科學(xué)家研制出一種廉價(jià)的太陽能涂料，可利用半導(dǎo)體納米粒子―量子點(diǎn)產(chǎn)生能量，將光轉(zhuǎn)化為電，有望讓我們實(shí)現(xiàn)外墻發(fā)電這一目標(biāo)?？茖W(xué)家們指出，這種新式太陽能電池涂料最高的光電轉(zhuǎn)化效率為1%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于目前商用硅基太陽能電池10%到15%的轉(zhuǎn)化率。但是，他們也表示：“這種涂料的制造成本很低，而且可以大規(guī)模制造，如果能進(jìn)一步提高其光電轉(zhuǎn)化效率，就能真正滿足未來的能源需求?！笨ì斕睾屯乱灿?jì)劃進(jìn)一步改進(jìn)新材料的穩(wěn)定性。

在2010年的美國化學(xué)學(xué)會(huì)上，科學(xué)家宣布成功研制出了一種可以“感知”溫度的智能涂料。將該材料涂抹在屋頂，不僅可以在炎熱的夏季反射太陽光，降低高昂的電費(fèi)，而且當(dāng)冷空氣襲來，還能轉(zhuǎn)變角色，把太陽能運(yùn)輸?shù)轿堇?，保持室?nèi)的溫度。在涂料制作過程中，廢棄食用油首先被液化為一種液態(tài)聚合物，與未經(jīng)加工過的食用油不同，該聚合物不會(huì)散發(fā)出任何味道。在溫暖天氣中，涂上智能涂料的瀝青屋頂溫度將可以下降50-80%;而在寒冷天氣中，溫度可提高80%。

Research Progress in Cementing Cement Admixtures

LI Bo1,2, SHAO Lu-hua3，HAN Li-guo1，DENG Chun-lai4

（1. Jilin University, Jilin Changchun 130000，China；2. Daqing Oil Field Company No.2 Oil Production Plant, Heilongjiang Daqing 163414，China; 3. Liaoning Shihua University，Liaoning Fushun 113001，China；4. The Great Wall Drilling Cementing Company , Liaoning Panjin 124012，China）

Cementing admixture is a chemical added in cement in order to ensure the smooth progress of construction and cementing quality. In this paper, several additives at home and abroad were introduced, including coagulants, retarders, defoamers, DRA, fluid loss additives, reducing agents, caulks, weighting agents. And some suggestions about the future research on the additives were presented.

Cementing; Coagulant; Retarder; Defoamers; DRA

X 78

A

1671-0460（2014）05-0863-04

2013-12-22

李波（1970-），女，研究方向:地球探測(cè)與信息技術(shù)。E-mail:libo_dq@126.com。