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二氧化碳作为石油和天然气的伴生气或地层水的组分存在于油气层或地层水中,在适宜的湿度及压力环境条件下会对油井水泥石产生腐蚀作用,导致水泥石抗压强度降低、渗透率增大,随着碳化程度的增大,水泥中胶结组分遭到破坏,渗透率进一步变大,抗压强度最终完全丧失,并诱发诸如流体窜流、塑性地层的井壁垮塌等事故发生,从而缩短油气井的生产寿命,造成巨大的经济损失。因此,提高水泥石抗CO2腐蚀能力成为了含CO2地层油气开发急需解决的问题。本文通过研究CO2腐蚀水泥石机理及CO2腐蚀水泥石的动力学分析,合成出一种环境响应型适用于抗C02腐蚀水泥浆体系中的防腐蚀剂(FH)。首先,通过单因素法优化出合成的最优条件:单体摩尔比n(F):n(H)=1.6:1,单体H分三批次加入反应体系中,加量分别为70%、25%、5%,反应温度为65℃,富含-OH基团的单体P加量为0.8%,所合成出的防腐蚀剂表观粘度适中,具有良好的贮存稳定性;其次,将合成的防腐蚀剂应用于水泥浆体系中,评价其对水泥浆常规性能的影响及其抗C02腐蚀性能,最后利用扫描电镜、X-射线衍射仪及能谱分析仪对水泥石腐蚀前后的微观结构及组分进行了分析,解释了防腐蚀剂的抗CO2腐蚀作用机理及CO2腐蚀水泥石机理。腐蚀实验结果显示,添加防腐蚀剂(FH)的水泥浆体系浆体稳定,稠化时间可调,在60℃、CO2分压为1MPa腐蚀养护条件下,水泥石抗压强度衰退率为4.01%、水泥石渗透率增加率为-15.65%;在80℃、CO2分压为3MPa腐蚀养护条件下,水泥石抗压强度衰退率为9.11%、水泥石渗透率增加率为-15.01%;与基础水泥石及添加防腐蚀外掺料的水泥石相比,其水泥石抗压强度衰退率及渗透率增长率都更小,说明了防腐蚀剂具有良好的抗CO2腐蚀性能,达到了预期目的。