一些情况下，该数量可达到35%。
[0032] 因此，在一个方面中，本公开提供了固井和水泥浆制备的方法，其允许更高的添加 至浆料的疏水颗粒浓度而不遇到可混性和起泡问题。包含提高浓度的疏水颗粒将给水泥浆 或凝固水泥赋予期望的或增强的性质，这在以前是达不到的。例如，通过使用提高浓度的某 些聚合物颗粒，水泥浆将膨胀更多，并且达到相对更大的体积，并且更轻、更柔韧、有弹性、 更轻一一所有期望的性质。然而，如果浆料可混性成问题，则这些改进的性质将实现不了。
[0033] 本领域技术人员公知的是，水泥浆组合物中可包含许多其它组分和添加剂。这些 物质包括降滤失剂、凝固延迟剂、分散剂、轻质增量剂等。本公开中描述的或实验的浆料组 合物揭示了这样添加剂中的一些（参见例如，以下的表1、2和3)。一般而言，这些添加剂的 纳入以及它们对非离子表面活性剂、疏水颗粒和水泥浆的影响可为针对水泥浆组合物的非 离子表面活性剂的类型和量的选择中相关的考虑因素。
[0034] 为了开始优选的固井或完井方法，根据本教导，制备水泥与添加剂的固体或干燥 共混物。所述水泥可为根据API分类的各种类型中的一种并且适于固井应用，并且含有 各种预期的添加剂。在该实施方案中，所述添加剂包括已经选择以提高凝固水泥中的抗 弯强度和延展性的有机聚合物颗粒，例如橡胶颗粒。还制备了含水溶液，其起始于合适浆 料组合物所需要的量的淡水，并且包含一种或多种添加剂。在一个实施方案中，混合于 所述水中的添加剂是非离子表面活性剂，例如，辛基酸乙氧基化物（来自Dow Chemical Co.，Houston, Texas的Triton X-45或Triton X-102)或乙氧基化物/丙氧基化物（来自 Dow Chemical Co.的Tregitol minfoam 2Χ)。使用喷射混合机将包含所有固体添加剂的 干燥共混物添加至该水溶液中，例如，以制成期望的水泥浆。为了更精确地控制，可通过在 大容器中循环并使用分批混合机来分批混合所述共混物。
[0035] 与大多数水泥浆制备一样，该混合过程的目的是得到含有适当量的添加剂和水并 且具有目标密度的粘稠浆料。最优的水泥-水比率一般是在完全水化时达到最大强度与具 有充分的水体积以将浆料的粘度降低至可栗送水平之间的平衡。必须降低粘度以有利于将 水泥浆栗送通过井眼的狭长的环形空间。
[0036] 表1示出了根据一个实施方案的水泥浆组合物的组分。所述浆料包含水泥添加剂 以避免在临界水化期间气体环形迀移（annular migration)至水泥衆中。所述水泥添加剂 是聚合物微凝胶的悬浮剂，其形成封闭气体迀移的不可渗透的滤饼。在该优选组合物中，所 述非离子表面活性剂是烷氧基化物表面活性剂。
[0037] 表1 :水泥浆组合物
[0042] 实施例
[0043] 应认识到，提供以下实施例用于辅助对本教导的一般性理解。这些实施例不应被 解释成将本教导的范围和申请限制于这些实施例的内容。注意到，在一些实施例和实验中， 选择橡胶颗粒作为有机聚合物颗粒，这部分是因为橡胶颗粒常常被用作用于完井的水泥浆 料中的添加剂，并且本领域技术人员很可能熟悉其使用。在任何情况下，选择橡胶颗粒仅为 了便于描述，并且本描述集中于这样的使用不应被视为限制所提出的概念和教导。所提出 的组合物和方法还可应用于采用其它疏水聚合物颗粒的水泥浆组合物，以实现或增强浆料 或凝固水泥中的某些性质。
[0044] 一般性地列出了一些实验，以示出不同的表面活性剂对水溶液中橡胶颗粒的可湿 性的影响。对于这些实验，选择了一些非离子表面活性剂用于包含于水泥浆组合物中。每种 所选择的表面活性剂都是由Dow Chemical Company, Houston, Texas市售制造的产品。所 述非离子表面活性剂包括以下物质：Triton_X45、Triton X-102和Tergitol MinFoam 2X。 这些产品的特性报道于表1中。头两种表面活性剂是辛基酚乙氧基化物分子，其区别在于 亲水头部的大小：Triton χ-45包含4. 5摩尔的氧化乙稀（EO)，而TritonX-102中存在12 摩尔的E0。因此，这两种表面活性剂具有不同的亲水-亲油平衡：Triton X-45的HLB值 为~10,而Triton X-102的HLB值为~14。第三种表面活性剂具有不同的化学组成，并且 其亲水部分中包含乙氧基化基团和丙氧基化基团二者。如表2中报道的，非离子表面活性 剂 Tergitol MinFoam 2x存在中间HLB值（~12)和低得多的CMC (24 μ M)。
[0045] 表2 :所研究的三种非离子表面活性剂的性质
[0046] CN 105189402 A 说明书 8/10 页
[0047] 实施例1 :
[0048] 第一实验的目的是评价所选择的表面活性剂对可湿性的影响，即，对聚合物颗粒 表面的可湿性的影响。对于每种所选择的表面活性剂，提供了各自包含不同量的表面活性 剂的一些水溶液，包括包含0%的表面活性剂浓度的第一对照溶液。使用来自Teclis的 Tracker表面张力计测量每种溶液的接触角。因为测量粉末上的接触角存在一些实验难度， 所以在橡皮圈上进行接触角测量。
[0049] 所得的结果提供于图1中，其中针对所测试的不同溶液，将平均测量的接触角绘 制成水中表面活性剂重量浓度的函数。如所示出的，不含表面活性剂的水溶液的接触角的 值为110度。对第一溶液的该测量证实了聚合物表面的不良可湿性。对于包含一定浓度的 一种表面活性剂的水溶液，很大地提高了相对于橡胶表面的可湿性。如图1所示，当溶液中 表面活性剂的量从按重量计0. 01 %升高至0. 04%时，接触角减小。在0. 04%浓度下，各溶 液的接触角降低至约25度左右。
[0050] 该实验的结果示出，将非离子表面活性剂添加至水溶液中改进了水溶液相对于橡 胶表面的可湿性。因此，该实验结果表明了，将非离子表面活性剂包含于包含橡胶颗粒的水 泥浆组合物中将提高水溶液-橡胶颗粒界面的可湿性。
[0051] 实施例2:
[0052] 为了评价在混合期间由所选择的表面活性剂夹带的空气的程度，进行了一系列起 泡测试。使用Warring混合机来混合200mL包含0. 04%和0. 1 %两种不同浓度的表面活 性剂的水溶液。为再现水泥浆料的标准API方法中所使用的相同混合速度，将溶液首先以 4000转每分钟（rpm)混合35秒，并且随后以12000rpm混合相同时间。在混合后，测量作为 时间的函数的每种溶液的体积，以确定在混合期间生成并保留于溶液中的空气泡的量。
[0053] 在图2中，对于包含0. 04%的表面活性剂的溶液，将混合后测量的体积与初 始体积V。之间的比率绘制为时间的函数。对于所测试的三种表面活性剂中的每一种，比率 /V。在刚刚混合后t = 0处最高，然后一般随着时间降低。这表明，在混合后溶液中存 在空气泡，并且生成了初始泡沫，从而导致溶液体积的增加。这些图还显示，比率/V。 一般在一定的初始时间后稳定，这意味着空气泡破裂并且泡沫消散。
[0054] 图2表明，对于表面活性剂Tergitol MinFoam，溶液中夹带的空气的量是更小的 问题，因为初始体积V。相对较低，并且更重要的是，在仅几分钟后，溶液回到初始体积。即， 溶液中的空气泡在混合后不久即破裂，并且混合时生成的泡沫相对较快地消散。相比之下， 使用Triton X-102的溶液表现出在混合期间生成多得多的空气泡，并且倾向于比其它溶液 维持更多的泡。事实上，即使是在20分钟后，该溶液仍然维持了多于40%的体积增长。
[0055] 然后提供具有更高的相同表面活性剂的浓度（0. 1% )的水溶液，并如之前那样混 合。在t = 0处，在每种含有Triton表面活性剂的水溶液中观察到的泡沫的量都比在较低 浓度（0.04%)下观察到的更高。对于包含更高浓度