▌技术资料
聚丙烯酰胺在泥浆中使用起到哪些作用?

  聚丙烯酰胺泥浆中添加润滑剂的作用,聚丙烯酰胺与皂化油类润滑剂共同处理泥浆,不仅可以增加泥浆的润滑性、减少流动摩擦阻力,而且有利于稳定孔壁。

  现场将皂化油加量由0.3%提高到0.5%时,钻具转速可由4提高到6速。有人曾担心,在泥浆中加入皂化油会引起孔壁不稳定。我们试验和分析了这种情况。泥浆中添加皂化油后,实测泥浆失水量有所下降。如HPAM加量为200PPM的PAM泥浆,粘土4-5%,纯碱0.3%时,泥浆主要性能指标:粘度为26秒,比重为1.04克/厘米2,失水量为8.5毫升/30分钟;当添加0.3%皂化油后,失水量则降至5-6毫升/30分钟。试验中,不论皂化油加量多少(从0.3%-3%),孔内均未出现坍塌掉块和垮渣现象。皂化油在泥浆中,不仅参加了孔壁泥皮的组成,泥并中的粘土、岩粉与皂化油中油类及表面活性物质的憎水基和矿物油类分子,一旦吸附在孔壁上便相当于一层隔水套管,阻止水份向孔壁渗透。因而能提高护壁效果。随皂化油类润滑剂加量增多,这种效果也愈明显。

  使用聚丙烯酰胺低固相泥浆,当其HPAM加量在200PPm以上时,即使不加皂化油类润滑剂,孔深600米左右仍可开高转数(870-1090转/分)。这除了与粘土的性质与加量、PAM的使用浓度等有关外,主要还取决于PAM本身的润滑性。实测PAM的相对摩擦系数,当皂化油为5~6时,PAM为7-8,这主要与其水解后生成的羧基有关。有的资料介绍PAM碳链间有一个108°29’的夹角,每个链可以自由转动,具有柔顺性。而且加入聚物PAM后的流体,由于PAM大分子在流动过程中的取向作用,使其长链顺流动方向伸展,可以降低流动阻力,因而也使PAM具有一定的润滑性。

  研究泥浆的润滑性,减小钻具与孔壁的摩擦系数,不仅是一个润滑问题,实际上关系到孔壁的稳定性。当着钻具和孔壁之间存在着一层具有缓冲性的润滑膜时,钻具与孔壁之间摩擦阻力降低的同时,钻具的振动和对孔壁的冲击减小;加上聚丙烯酰胺大分子的取向作用和流动特性,改善了冲洗液流型,减小了液流对孔壁的冲刷破话作用,这些都有利于孔壁的稳定。

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