在旋挖钻机施工中,泥浆拖曳力是影响钻进效率的关键因素之一。河南博源的高分子量聚丙烯酰胺(PAM)作为高.效减阻剂,通过优化泥浆流变性能,显著降.低钻杆与孔壁间的摩擦阻力,提高钻进速度并减少能耗。本文结合其作用机理及实际应用,解析其在旋挖钻机中的技术优势。
高分子量PAM(分子量通常为800万-3000万)在泥浆中通过形成三维网状结构,增加体系黏弹性,从而分散和悬浮岩屑,减少颗粒对孔壁的直接摩擦。其长链分子吸附于钻杆和孔壁表面,形成润滑膜,降.低接触面的剪切应力。此外,PAM的絮凝作用可将细小颗粒聚集成大絮团,避免微粒侵入孔壁裂隙引发坍塌,间接减少因井壁失稳导致的额外阻力。
PAM作为页岩抑制剂,能有效抑制黏土矿物水化膨胀,防止井壁坍塌。其降滤失性能可控制泥浆水分向地层渗透,维持孔壁稳定性,减少因孔壁变形造成的拖曳力波动。实验表明,添加PAM后,泥浆滤失量可降.低30%-50%,显著提高井壁完整性。
在低固相不分散聚合物钻井液体系中,PAM通过调节水解度(砂岩地层适用5%-20%,灰岩地层需20%-30%)精准匹配岩石吸附特性,优化泥浆流动性。其增稠特性使泥浆在静止时保持高黏度以悬浮岩屑,而在流动时黏度降.低,减少循环阻力。现场应用显示,PAM可使钻杆旋转扭矩下降15%-25%。
针对复杂地层,PAM可与交联剂配合形成凝胶,封堵裂缝和疏松岩层,防止泥浆漏失导致的压力失衡。其抗剪切性确保在高压喷射或高速循环中结构稳定,持续发挥减阻作用。
相比传统减阻剂(如柴油或矿物油),PAM的用量仅为0.1%-0.5%,成本更低且易生物降解。其白色粉末形态易溶于水,几乎不污染环境,符合绿色施工要求。克拉玛依等油田的实际案例表明,使用PAM后,单井钻进效率提高20%以上,综合成本下降约10%。
随着油田开发向深层和复杂地层延伸,对PAM的耐温(zui高90℃)和耐盐(矿化度30,000ppm)性能提出更高要求。研发交联型PAM或复合减阻体系(如PAM与聚合氯化铝协同使用)将成为趋势,以进一步提高其在高难度钻井中的适用性。
河南博源的高分子量聚丙烯酰胺通过多功能协同作用,成为旋挖钻机减阻的核心技术之一。其高.效、环保、低成本的特点,不仅推动了钻井工艺的升级,也为油气资源高.效开发提供了可靠保障。
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