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耐温耐盐钻井液增粘剂的性能评价 前言 在钻井中，为保证低固相下钻井液具有较高的粘度及良好的流变性，通常需添加增粘剂来提高钻井液粘度。增粘剂均为水溶性高分子化合物，在钻井液中可形成空间网状结构，能显著提高钻井液的粘度。增粘剂除了能起增粘作用外，往往还具有抑制页岩水化和降滤失的作用，因此，使用增粘剂不仅可以改善钻井液的流变性，而且有利于稳定井壁。 增粘剂的种类很多，作为降滤失剂和絮凝剂的高分子化合物都具有增粘作用。常用的钻井液增粘剂按化学成分来分主要有： （1）改性纤维素 适合做钻井液增粘剂的改性纤维素主要是钠羧甲基纤维素（N-CMC）和羟乙基纤维素（HEC）。聚合度和取代度越高的改性纤维素越适合做增粘剂。 （2）正电胶 正电胶是混合金属盐溶液逐步用沉淀剂将金属离子沉淀出来所配得的增粘剂。 （3）黄原胶 （4）聚丙烯酰胺（PAM）及部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）。 其中，聚丙烯酰胺类相对分子量高（），水溶性好，可以通过调节分子量，或引进各种基团得到具有特定性能的多种分子。聚丙烯酰胺具有一系列优良的性能，如絮凝性、增稠性、表面活性、沉降、过滤、增粘、净化等。多年来，作为增稠剂、降失水剂、絮凝剂、分散剂、降阻剂、阻垢剂、流度控制剂等在石油工业中，为提高钻井流体流动性和石油采收率以及减少流体阻力方面得到广泛应用。作为增粘剂，聚丙烯酰胺主要是通过其分子骨架的水化，水动力学体积增大而对溶液起到增粘作用。由于分子链不具有刚性，故聚丙烯酰胺及部分水解聚丙烯酰胺水溶液在应用时存在一些缺陷： （1）经济性好，相对分子质量高的聚合物溶解慢，生产工艺复杂，且易发生降解； （2）部分水解的聚丙烯酰胺所带羧基可与二价离子反应，故其对盐极为敏感，尤其是存在高价金属离子时易发生沉淀，在高矿化度地层常发生相分离； （3）温度大于时酰胺基易水解，不适应高温地层； （4）长时间放置后会发生降解。这些缺陷影响了聚丙烯酰胺的广泛应用，因此近年来，国内外对聚丙烯酰胺的研究多集中在如何获得超高相对分子质量的聚合物产品，如何使超高相对质量的聚丙烯酰胺更易溶于水及如何在耐温抗盐性方面进行改进1 概述 丙烯酰胺AM）是1893年Moureu首次合成由于AM分子中含有和两种基团故易于自聚或与其它烯类单体共聚采用不同单体进行共聚可得到不同结构和性能的共聚物用途极广可作凝聚剂、净水剂、纸张增强剂等。其中最具代表性的产品是聚丙烯酰胺及其水解产物可看作是丙烯酰胺与丙烯酸共聚物。 聚丙烯酰胺（Polyacrylamide，简称PAM）是丙烯酰胺均聚物或与其它单体共聚而生成的高分子化学品的统称，是一种线型水溶性聚合物，属于合成类水溶性高分子。它是水溶性高分子中应用最广泛的品种之一。 1.1根据聚丙烯酰胺电荷性质可将其分为非离子型聚丙烯酰胺PAM）、阴离子型聚丙烯酰胺（HPAM）、阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）和两性聚丙烯酰胺（AmPAM）。这些聚合物可以是均聚物，也可以是共聚物。 1.1.1非离子型聚丙烯酰胺（PAM），一般由丙烯酰胺（AM）共聚或均聚制的。分子式为 非离子型聚丙烯酰胺具有极性酰胺基团，酰胺基团含有孤对电子，易于形成氢键，吸附性能好。工业合成时，由于丙烯酰胺聚合成聚丙烯酰胺的反应是一个放热反应，生成的聚丙烯酰胺是反应体系迅速变成胶冻状态，反应热无法散出，反应体系温度升高。因此，聚丙烯酰胺产品实际上是丙烯酰胺与丙烯酸（盐）的共聚物，它具有一定的水解度（小于3%）。主要用于水处理，造纸等领域，在油田作为驱油剂和高温堵水交联体系，使用较少。 1.1.2 阴离子型聚丙烯酰胺，又称部分水解聚丙烯酰胺（HPAM），一般由聚丙烯酰胺水溶液在高H下水解获得。典型分子式为 阴离子型聚丙烯酰胺是我国使用量最大的聚丙烯酰胺，广泛用于水处理，采矿，造纸，纺织，印染等行业。在油田上，阴离子型聚丙烯酰胺主要用于低温（70℃）低矿化度地层的聚合物驱，化学堵水以及作为钻井液调节剂。 1.1.3 阳离子聚丙烯酰胺于50年代中期由美国氰胺公司首先开发成功，在聚丙烯酰胺链上引入阳离子侧基，作为水处理剂和造纸助剂显示出独特的优异性能，六、七十年代在国外获得了迅速的发展。国外阳离子聚丙烯酰胺主要用于水处理和造纸。国内开发阳离子型聚丙烯酰胺较晚，年代开发出甲基丙烯酸二甲胺乙酯氯甲烷盐（MAETAC）与丙烯酰胺（AM）共聚型CPAM，用于钢铁污水处理及城市生化污泥脱水。随应用技术发展，CPAM应用领域逐步扩大，由于它具有多种活泼的基团，可与许多物质亲和、吸附形成氢键。主要是絮凝带负电荷的胶体，具有除浊、脱色、吸附、粘合等功能，现已用于染色、造纸、食品、建筑、冶金、选矿、煤粉、油田、水产加工与发酵等行业有机胶体含量较高的废水处理以及工业污泥的脱