钻井泥浆处理用聚丙烯酰胺降低钻井成本

  在油田工业中，井是进行原油开采的基础，钻井质量是原油产量的关键因素之一。在旋转钻井中使用的循环流体绝大多数是液体，又称“钻井液”。
在20世纪20年代以前，使用的是清水作为钻井液和在钻井过程中混入的泥岩岩屑形成的“自然泥浆”。后来认识到胶体稳定性好的钻井液能保证钻井的安全，于是开始发展了钻井液化学处理剂。到1958年聚丙烯酰胺才开始用于钻井液，但它却引发了钻井液发展的重大变革，不仅使钻井速度大大提高，而且使钻井液处理剂的种类由过去的天然高聚物类向合成高聚物类方向发展，使钻井液工艺技术进入了科学的发展阶段。现在聚丙烯酰胺聚合物已在钻井中的降滤失、絮凝、页岩抑制、稀释、堵漏等方面起着重要作用。
高分子絮凝剂可以使钻井液中的钻屑和劣质土处于不分散的絮凝状态，以便使用机械固控设备将其清除，较好低解决了分散型钻井液体系中钻屑的分散和在钻井液中积累的问题，不仅提高了机械钻速，而且减少了钻井过程中的许多复杂情况，较好低保护了油气层，降低了钻井成本。
在钻井液中使用的聚丙烯酰胺絮凝剂有非水解聚丙烯酰胺和水解聚丙烯酰胺。前者属于全絮凝剂，后者属于选择性絮凝剂。钻屑和优质土的带电性和水化程度有很大差别，优质土带的负电量大，阳离子交换容量也大，水化分散作用强，水化膜厚。而钻屑带的负电量少，水化膜薄。非离子聚丙烯酰胺的分子中只有极性的酰胺基团，既不带负电荷，而且水化膜又较薄，与优质土和劣质土之间的排斥力都较小。当与两类的颗粒相遇时，都能发生吸附和架桥。因而非离子聚丙烯酰胺絮凝剂既絮凝钻井液中钻屑，又絮凝钻井液中的优质土，起全絮凝的作用。
非离子聚丙烯酰胺达到一定水解度后带有较高的负电荷密度，也有较厚的水化膜。当与优质土颗粒接近时，彼此之间就产生大的静电排斥力和水化膜排斥力，就难以吸附优质土颗粒；而当与钻屑接近时，就容易产生吸附作用，形成絮凝团块，从钻井液中除去，起到选择性絮凝的作用。
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