鉆井液用聚丙烯酰胺是鉆井作業(yè)中不可或缺的化學(xué)添加劑,以下是詳細介紹:
主要類(lèi)型及特點(diǎn)
陰離子型聚丙烯酰胺:水解度一般在 25%-38% 左右,具有絮凝速度快的特點(diǎn),能快速與帶正電荷的鉆屑等顆粒結合,形成大的絮團沉淀。在處理高鈣、高鎂等硬度較高的地層水時(shí),有較好的穩定性和絮凝效果。
陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺:離子度可在 10%-60% 范圍內調節,對地層中帶負電荷的有機物、頁(yè)巖等有很強的吸附作用,能有效抑制頁(yè)巖的水化膨脹和分散,防止井壁坍塌,同時(shí)還能去除鉆井液中的部分有害離子。
聚丙烯酰胺鉀鹽(KPAM):外觀(guān)為白色或淡黃色粉末,是很強的抑制頁(yè)巖分散劑,具有控制地層造漿的作用,兼有降失水、改善流型及增加潤滑性等功能,能防止軟泥液巖和硬脆性泥液巖的水化和剝落,穩定井壁。
作用原理
絮凝作用:聚合物分子的 —CONH?或 —OH 與巖屑顆粒表面的氧以氫鍵形式多點(diǎn)吸附,使十幾個(gè)巖屑顆粒 “橋聯(lián)” 在一起,吸附了多個(gè)巖屑顆粒的長(cháng)鍵分子,相互之間還可以通過(guò)吸附巖屑顆?;蚧ハ嗬p繞 “橋聯(lián)” 在一起,形成絮凝團粒而沉淀。
包被作用:聚合物分子鏈吸附在一個(gè)巖屑顆粒上,并將其覆蓋包裹,阻止巖屑與鉆井液中的水接觸,防止巖屑分散。
潤滑作用:吸附在金屬或粘土顆粒表面形成液膜,將固體表面的摩擦變?yōu)橐后w摩擦,從而潤滑鉆頭、鉆具,降低泥餅摩擦系數,減少井下事故。
使用注意事項
溶解:先將聚丙烯酰胺配制成一定濃度的水溶液,一般陰離子和非離子型聚丙烯酰胺配制成 0.1%-0.3% 的溶液,陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺配制成 0.2%-0.5% 的溶液。溶解時(shí)應在塑料、陶瓷或不銹鋼等材質(zhì)的攪拌槽中進(jìn)行,攪拌速度控制在 50-250 轉 / 分,攪拌時(shí)間根據產(chǎn)品分子量和溶解濃度而定,為 30-120 分鐘。
投加量:根據地質(zhì)條件、鉆井液性能和鉆井工藝等因素,通過(guò)試驗確定合適投加量。一般陰離子型聚丙烯酰胺投加量為 0.1%-0.3%,陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺投加量為 0.2%-0.5%,聚丙烯酰胺鉀鹽投加量為 0.3%-0.5%1。
配伍性:注意與其他鉆井液處理劑的配伍性,如與膨潤土、純堿等的搭配使用。某些情況下,需要先進(jìn)行配伍性試驗,避免出現沉淀、絮凝效果變差等問(wèn)題。