聚丙烯酰胺在泥漿中扮演什么角色?
聚丙烯酰胺泥漿中添加潤(rùn)滑劑的效果。聚丙烯酰胺和皂化油潤(rùn)滑劑不僅可以提高泥漿的潤(rùn)滑性，降低流動(dòng)摩擦阻力，而且有利于井壁的穩(wěn)定。
當(dāng)皂化油用量從0.3%增加到0.5%時(shí)，鉆具的轉(zhuǎn)速可從4提高到6。有些人擔(dān)心在泥漿中加入皂化油會(huì)導(dǎo)致毛孔壁不穩(wěn)定。我們對(duì)情況進(jìn)行了測(cè)試和分析。在泥漿中加入皂化油后，測(cè)得的泥漿失水量減少。在2 0 0 ppm、4≤5%和0.3%的PAM泥漿中，泥漿的主要性能指標(biāo)為：粘度2 6 s，比重1.0 4g/cm2，失水8.5ml/30 min，加入0.3%皂化油后，泥漿的失水量減少到5≤6 ml/30 min。泥漿的主要性能指標(biāo)為：粘度26秒，比重1.04g/cm2，失水8.5ml/30 min。在實(shí)驗(yàn)中，無(wú)論皂化油的用量是多少(0.3%~3%)，孔內(nèi)無(wú)崩塌和渣塌現(xiàn)象。在泥漿中，皂化油不僅參與了毛孔壁泥皮的組成，而且還參與了泥中粘土、巖粉和表面活性物質(zhì)的疏水基團(tuán)和礦物油分子。一旦吸附在孔壁上，就相當(dāng)于一層水絕緣套管，防止水分滲透到孔壁。因此，墻體保護(hù)的效果可以得到提高。隨著皂化油潤(rùn)滑劑用量的增加，效果更加明顯。
采用聚丙烯酰胺低固相泥漿，當(dāng)HPAM用量在200 ppm以上時(shí)，即使不加潤(rùn)滑油，仍可開啟約600 m的孔深(870≤1090 rpm)。這不僅與粘土的性質(zhì)、加入量、PAM的濃度有關(guān)，還與PAM本身的潤(rùn)滑性有關(guān)。當(dāng)PAM的相對(duì)摩擦系數(shù)為5≤6時(shí)，PAM的相對(duì)摩擦系數(shù)為7≤8，這主要與水解后形成的羧基有關(guān)。數(shù)據(jù)表明，PAM碳鏈間存在108°29‘的角度，各鏈可以自由旋轉(zhuǎn)，具有柔性，而且由于PAM大分子在流動(dòng)過(guò)程中的取向，長(zhǎng)鏈沿流動(dòng)方向延伸，可以降低流動(dòng)阻力，使PAM具有一定的潤(rùn)滑性。
研究泥漿的潤(rùn)滑性，降低鉆具與井壁的摩擦系數(shù)，不僅是一個(gè)潤(rùn)滑問(wèn)題，而且關(guān)系到井壁的穩(wěn)定性。當(dāng)鉆具與井壁之間存在緩沖潤(rùn)滑膜時(shí)，鉆具與井壁之間的摩擦阻力減小，而鉆具的振動(dòng)和對(duì)井壁的影響減小。結(jié)合聚丙烯酰胺大分子的取向和流動(dòng)特性，改善了沖洗液的流型，減少了液流對(duì)井壁的沖刷和破碎效應(yīng)，有利于井壁的穩(wěn)定。
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