鉆井反沙是鉆井過程中非常重要的一環(huán)。在許多砂巖地層中,如果不使用反沙劑,巖心中的松散沙子會堵塞鉆孔和沉積在洞底,導(dǎo)致鉆頭損壞、工具下落和固井不良等問題的出現(xiàn)。聚丙烯酰胺是一種常用的反沙劑,在鉆井中起著至關(guān)重要的作用。
當(dāng)鉆井地層為高溫高鹽度的情況,需要選擇陰離子聚丙烯酰胺。因為在該環(huán)境下,陰離子聚丙烯酰胺的電荷會受到H-離子 (OH-)的影響,在這種情況下形成具有較強(qiáng)吸附能力和負(fù)電性能的分子鏈,這些鏈可以更好的吸附小粒徑或極小粒徑顆粒,同時自身的分子鏈會在一定范圍內(nèi)形成相互作用而增大其分子質(zhì)量,達(dá)到增加鉆井液粘度,并降低分層度的效果。
陰離子聚丙烯酰胺的缺點是分子鏈很容易熱解,從而導(dǎo)致其降解速度較快,分子量變化幅度大。當(dāng)鉆井溫度超過攝氏150度時,其就失去了穩(wěn)定性,需要動用昂貴的耐熱聚丙烯酰胺。
當(dāng)鉆井地層為中、低溫高鹽度和水平鉆井的情況,需要選擇陽離子聚丙烯酰胺。因為陽離子聚丙烯酰胺可以形成介于水相和油相之間的分子鏈,這種分子比較長,干擾力較弱,可以與水相中的小顆粒進(jìn)行大量吸附和包裹,并和其他成分容易顯影。陽離子聚丙烯酰胺分子的結(jié)構(gòu)相對較穩(wěn)定,且其能夠構(gòu)成巨大聚集體,還有較為良好的耐熱性,對于中溫或垂直深度井區(qū),其效果更佳。
但陽離子聚丙烯酰胺的缺點是由于陽離子部分極易降解,所以在選用陽離子聚丙烯酰胺時需要注意其使用壽命,同時應(yīng)加入一定量的阻垢、防腐等添加劑,以防止其過早失效。
綜上所述,無論選擇陰離子還是陽離子聚丙烯酰胺,在實際鉆井過程中都需要根據(jù)具體地層水平和鉆井流體性質(zhì)來進(jìn)行選擇和控制用量,最終達(dá)到優(yōu)化鉆井液性質(zhì)、確保鉆井安全和提高鉆井成效的目的。