聚丙烯酰胺絮凝剂在泥浆中增加润滑剂的效果,聚丙烯酰胺与皂化油类润滑剂共同处理泥浆,不只能够增加泥浆的润滑性、减少活动摩擦阻力,并且有利于稳定孔壁。
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。我们试验和剖析了这种情况。泥浆中增加皂化油后,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,泥浆首要性能指标: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;当增加0.3%皂化油后,失水量则降至5-6毫升/30分钟。试验中,不管皂化油加量多少(从0.3%-3%),孔内均未呈现坍塌掉块和垮渣现象。皂化油在泥浆中,不只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藏油类分子,一旦吸附在孔壁上便相当于一层隔水套管,阻挠水份向孔壁浸透。因此能提高护壁效果。随皂化油类润滑剂加量增多,这种效果也愈显着。
运用聚丙烯酰胺低固相泥浆,当其HPAM加量在200PPm以上时,即便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的运用浓度等有关外,首要还取决于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,这首要与其水解后生成的羧基有关。有的材料介绍PAM碳链间有一个108°29’的夹角,每个链能够自由转动,具有柔顺性。并且加入聚物PAM后的流体,由于PAM大分子在活动过程中的取向效果,使其长链顺活动方向扩展,能够下降活动阻力,因此也使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,不只是一个润滑问题,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下降的一起,钻具的振荡和对孔壁的冲击减小;加上聚丙烯酰胺大分子的取向效果和活动特性,改进了冲刷液流型,减小了液流对孔壁的冲刷破话效果,这些都有利于孔壁的稳定。