聚丙烯醯胺應用於鑽井液所體現哪幾種作用力

聚丙烯酰胺應用於鑽井液所體現哪幾種作用力

PAM為水溶性的高分子的聚合物,不溶於大多數的有機的溶劑,具有了非常良好的絮凝性,可以有效降低液體之間的磨擦阻力,其中的極性基團吸附分散於水中的固體粒子,使粒子間架橋而形成了大的聚集體,沉降而同水體進行分離,可以絮凝鑽井液中的岩屑、粘土。

聚丙烯酰胺應用於鑽井液所體現哪幾種作用力

分散劑

由於PAM聚丙烯酰胺含有了親水基團和疏水骨架,因此具有了一定的表面活性(尤其是低分子量產品),可以在一定的程度上去降低水的表面張力,有助於水對固體的潤溼,在鑽井泥漿處理劑的方面,在泥漿中加入了PAM可以提高泥漿的潤滑性和穩定性,降低鑽井泥漿的失水,有效地防止卡鑽和解卡鑽,提高鑽井的效率。

堵漏作用

該產品在Al3+、Fe3+、Ca2+等離子作用下可以發生交聯,高分子的化合物一部分由線性變為膠體型,不溶於水,吸附在井壁上並堵塞地層空隙,阻止鑽井液的流失。

流變性

流變性是指物質在外力的作用下流動變形的特性,從表觀的粘度與剪切速度的關係看,在中等剪切的速度條件下,PAM水溶液常常會表現出假塑性,即,其表觀的粘度隨著剪切速度的增大而減少,也有隨著剪切速度增大而增大的脹流型流體,一般出現在高固體含量(>50%)的分散液中。有報道表明,水溶液疏水締合聚合物在高剪切的區域也表現出了一定的脹流特性,從表觀的粘度與時間的關係看,PAM(尤其是疏水締合聚丙烯酰胺)水溶液的另一個流變學特性是觸變性,即,在剪切力的持續作用下,表觀的粘度降低,剪切的作用力撤除時,隨著時間的延長,表觀的粘度又逐漸的恢復。

懸浮性

PAM本身或是與其它的物質所形成的水基流體的懸浮性在石油和天然氣的開採及其它的行業都具有極其重要的意義,懸浮性是指懸浮離子在外加力場作用下與介質發生相對運動時受到的阻力作用。

聚丙烯酰胺應用於鑽井液所體現哪幾種作用力

潤滑作用

該產品吸附在金屬或粘土顆粒表面形成液膜,從固體表面的摩擦變為液體摩擦,從而潤滑鑽頭、鑽具,降低泥餅摩擦係數,減少井下事故。

在鑽井液中使用的PAM聚丙烯酰胺絮凝劑有非水解和水解,前者屬於全絮凝劑,後者屬於選擇性絮凝劑,鑽屑和優質土的帶電性和水化程度有很大差別,優質土帶的負電量大,陽離子交換容量也大,水化分散作用強,水化膜厚,而鑽屑帶的負電量少,水化膜薄,NPAM的分子中只有極性的酰胺基團,既不帶負電荷,而且水化膜又較薄,與優質土和劣質土之間的排斥力都較小,當與兩類的顆粒相遇時,都能發生吸附和架橋,因而NPAM絮凝劑既絮凝鑽井液中鑽屑,又絮凝鑽井液中的優質土,起全絮凝的作用,HPAM達到一定水解度後帶有較高的負電荷密度,也有較厚的水化膜,當與優質土顆粒接近時,彼此之間就產生大的靜電排斥力和水化膜排斥力,就難以吸附優質土顆粒;而當與鑽屑接近時,就容易產生吸附作用,形成絮凝團塊,從鑽井液中除去,起到選擇性絮凝的作用,一般PAM水解度在30%左右效果較好。

聚丙烯酰胺應用於鑽井液所體現哪幾種作用力


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