PAM用作钻井液添加剂
钻井液在石油开采中用作钻井泥浆性能调整剂。PAM的作用是调节钻井液的流变性,携带岩屑,润滑钻头,有利钻进。此外,还可大大减少卡钻事故,减轻设备磨损,并能防止发生井漏和坍塌,使井径规则。在这方面经常使用的是部分水解聚丙烯酰胺,它由PAM或聚丙烯腈水解而得。
聚丙烯酰胺在NaOH等碱类作用下,可起水解反应,水解体是聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钠的共聚物,是阴离子型高分子絮凝剂。部分水解后的聚丙烯酰胺使主链原来呈卷曲状的分子链得以展开拉长,增加吸附面积,提高架桥能力,所以部分水解体的絮凝效果要优于非离子型的效果。处理高浑浊度水的聚丙烯酰胺,一般使用部分水解体产品,因为最佳水解度(水解度是聚丙烯酰胺分子中酰胺基转化为羟基的质量分数)的聚丙烯酰胺提高水中悬浮物是沉降速度是非水解体的2~9倍。 如水解度过低,侧效果不明显,与非水解体相似;如水解度过高,虽然主链展开度更大,但由于分子链负电荷过强,和阴离子性质的泥土颗粒斥力增大,侧反而影响对水中阴离子型黏土类的吸附架桥作用,使絮凝效果低于非离子型的产品。由于每条河流中泥沙成分不同,泥土颗粒的负电荷强弱也不同,最佳水解度是变数,一般以25%~35%水解度的产品效果较好。
聚丙烯酰胺絮凝机理
聚丙烯酰胺具有极性基团,其酰胺基团易于接氢键作用在泥沙颗粒表面积,其絮凝作用好,可利用长链在颗粒之间架桥,形成大颗粒絮凝体,加速沉降。