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聚丙烯酰胺在泥漿中使用起到哪些作用?
聚丙烯酰胺在泥漿中使用起到哪些作用?
發(fā)布時(shí)間:2021-03-08 瀏覽
聚丙烯酰胺在泥漿中使用起到哪些作用?
      聚丙烯酰胺泥漿中添加潤滑劑的作用,聚丙烯酰胺與皂化油類潤滑劑共同處理泥漿,不僅可以增加泥漿的潤滑性、減少流動(dòng)摩擦阻力,而且有利于穩(wěn)定孔壁。
  現(xiàn)場將皂化油加量由0.3%提高到0.5%時(shí),鉆具轉(zhuǎn)速可由4提高到6速。有人曾擔(dān)心,在泥漿中加入皂化油會(huì)引起孔壁不穩(wěn)定。我們試驗(yàn)和分析了這種情況。泥漿中添加皂化油后,實(shí)測泥漿失水量有所下降。如HPAM加量為200PPM的PAM泥漿,粘土4-5%,純堿0.3%時(shí),泥漿主要性能指標(biāo):粘度為26秒,比重為1.04克/厘米2,失水量為8.5毫升/30分鐘;當(dāng)添加0.3%皂化油后,失水量則降至5-6毫升/30分鐘。試驗(yàn)中,不論皂化油加量多少(從0.3%-3%),孔內(nèi)均未出現(xiàn)坍塌掉塊和垮渣現(xiàn)象。皂化油在泥漿中,不僅參加了孔壁泥皮的組成,泥并中的粘土、巖粉與皂化油中油類及表面活性物質(zhì)的憎水基和礦物油類分子,一旦吸附在孔壁上便相當(dāng)于一層隔水套管,阻止水份向孔壁滲透。因而能提高護(hù)壁效果。隨皂化油類潤滑劑加量增多,這種效果也愈明顯。
  使用聚丙烯酰胺低固相泥漿,當(dāng)其HPAM加量在200PPm以上時(shí),即使不加皂化油類潤滑劑,孔深600米左右仍可開高轉(zhuǎn)數(shù)(870-1090轉(zhuǎn)/分)。這除了與粘土的性質(zhì)與加量、PAM的使用濃度等有關(guān)外,主要還取決于PAM本身的潤滑性。實(shí)測PAM的相對摩擦系數(shù),當(dāng)皂化油為5~6時(shí),PAM為7-8,這主要與其水解后生成的羧基有關(guān)。有的資料介紹PAM碳鏈間有一個(gè)108°29’的夾角,每個(gè)鏈可以自由轉(zhuǎn)動(dòng),具有柔順性。而且加入聚物PAM后的流體,由于PAM大分子在流動(dòng)過程中的取向作用,使其長鏈順流動(dòng)方向伸展,可以降低流動(dòng)阻力,因而也使PAM具有一定的潤滑性。
  研究泥漿的潤滑性,減小鉆具與孔壁的摩擦系數(shù),不僅是一個(gè)潤滑問題,實(shí)際上關(guān)系到孔壁的穩(wěn)定性。當(dāng)著鉆具和孔壁之間存在著一層具有緩沖性的潤滑膜時(shí),鉆具與孔壁之間摩擦阻力降低的同時(shí),鉆具的振動(dòng)和對孔壁的沖擊減小;加上聚丙烯酰胺大分子的取向作用和流動(dòng)特性,改善了沖洗液流型,減小了液流對孔壁的沖刷破話作用,這些都有利于孔壁的穩(wěn)定。
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