无固相钻井液的研制与护壁作用机理

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第26卷弟4期娃jf．．勘探VoI，26，No．4199O年4月GEOLOGYANDPROSIaECTINOApriI．199O无固相钻井液的研制与护壁作用机理王文臣靖向党何世鸣(长春冶金地盾寺科学校)探讨了以高聚物为基础的无固相钻井蔽的吸附胶结和渗析胶结的护壁作用机理，以此认识为指导研射出DWY系列无固相钻进技，井介绍了生产应用成果。美趣饲：高聚物护壁机理；DWY钻井蔽以高聚物为基础的无相应的胶结作用。高分子吸附膜达到吸附平固相钻井液，以其优越的衡时的厚度可能较厚，且坚印，经历时问较冲孔和护壁性能，如胶结

2、长。然而，对于那些软、散碎等易坍掉孔壁和固结岩心的性能的孔壁岩石的胶结，至关重要的是高分子的好、流变参数可调范围大、初始吸附速度，即由吸附成网到吸附成膜的筑探技术密度低等特点，在地质钻过程越快越好。也就是说，在瞬问吸附形成探金刚石钻进、水文水井钻探和石油钻井液有足够胶结性能的高分子膜，否则，孔壁稳与完井液中被越来越广泛的应用。定将失去控制。近l0年来，授们在高聚物无固相钻井液影响高分子吸附成膜的速度和膜的致密护壁作用机理和强护壁性能的DWY系列无程度的因素有：周相钻井液的研究及推广应用上，取得了一(1)一高聚曲的分子量．(分子链的长些成果。度)对于常用的

3、线型高分子，其分子链长度对成膜速度的影响，主要表现在吸附形态高聚物无固相钻井液护E上。一．壁作用机理高聚合度盼长链高分子，较多的表现为图1的吸附态，分子链的大都分链节伸于以高聚物为基础的无固相钻井液的护壁作甩机理，主要有高分子的吸附胶结作用和渗折胶结作用。1．膏分子的暇尉胶结作用无崮相钻井缓中常用的高分子物以线型为主，线型高分子在液一固(孔壁岩石、岩屑等)界面上的吸附作用达到平衡之前，高分子吸附层的发育，经历初始时吸附成网，随后吸附成礁的过程当岩石表面形成一定厚度和致密度的高分子膜时，便刘岩石产生囝1长麓离分早的一种吸附形态54．维普资讯http://w

4、ww.cqvip.com维相}，成为链环和链端，只有少数链节(链子混合型(nk解聚丙烯酰胺)和阳离子型序)吸附于固相表面。长链高分子的这种吸(聚阳离子高分子)4种。附形态由于分子链与岩石的吸附链段少，非离子型高分子上的官能团有-NHz、对岩石的胶结作用较弱，伸向液相的链环部-CONH：、一OH、一O一等弱亲水性基分必将成为其他高分子向岩石表面迁移吸附团此类高分子与水的排斥作用较强，向界韵障碍，使高分子吸附成疆的发育缓幔，膜面迁移的趋势大；高分子周围水化骥薄而琉不致密；长链高分子间容易相互缠结，也使松，产生吸附时的水膜阻碍小；非离子基分子向岩石表面的迁移缓

5、慢。(一OH、一NH等)能与某些表面裸露为图2是高聚物PHP分子量不同时，对氧的岩石，产生氢键结合；非离子基与表面DWY—I一1无固相钻井液失水量的影响。圈是否带电的各类岩石的吸附无明显的选择性以上说明，带非离子基团的高分子，具有吸附成骥的有利条件。聚阴离子高分子，带有强亲水性基团-COo_，一SO3一，一OSO3一等，具有分子链伸展性好等对吸附成膜有利的因素，但是，由于此类高分子与水的亲合作用强、分子周围水膜厚而致密，高分子与带电岩石的万)吸附具有选择性等，不利于其吸附成膜，所以，通常条件下，舶离子型高分子的吸附成圈2DWY-Ⅱ一1无商扭钻井{盘囊水量

6、与Pvw~'．-T-量的美幕‘膜性没有非离子型高分子好。(压差0．7耐Pa)阴一非离子混合型高分子，一般分子伸2说明，高分子量(600ig)PHP，因吸附展性较好，具有较好的吸附特性。成膜缓慢，膜不致密，使失水量增大。阳离子犁高聚物，国内石油钻井方面已-1在研究用于无固相钻井液中，钻进带负电的某些低聚合度的高分子，有可能较多的表现为平卧式吸附形态，图3NeA-17~e粘土质岩石时，增强高分子与岩石的吸附作用。(3)高分子的结晶性结晶高分子，在岩石表面吸附(富集)时，分子问易形成分子排列有序的晶态结构，分子排列紧密，圈3纂些循聚台度高分子的平辟式即高分子膜

7、致密。高分子链的化学结构愈简吸附形态单、主链的立体构型规整性及对称性愈大、主子在粘士矿糖表面上的吸附形态当然能否链上侧基团的空间位阻愈小，主链上存在一产生平卧吸附，还需高分子具备其他条件。定的授醴基团等，都麓增大链问作用力或形平卧吸附较之有明是的链环吸附，会加快成成氢键，使高分子具有结晶性。水船聚丙烯膜速度，提高膜的致密程度。酰胺(PHP)耙农解聚丙烯腈分子链上的(2)高聚帕分子链节上_的官能团用-~~ONHI和-=COONa等基团，因在分子链于无固相钻井液的高聚物分子，按分子链上上的分布是无规删的，。所阻结晶性差。在官能团类型分，有阴离子型(聚

8、丙烯酸

9、钠)DwY—I—l无固相钻井液中的PA-I7，为结非离子型(羟乙基纤维素)，胡离