化學泥漿堵住水路怎麼辦

㈠ 洗碗池被米飯堵住了怎麼辦

被米飯堵住了。只能把洗碗槽底下的彎管下掉，把裡面的米飯倒出來就行。張筷子筒開水燙是沒有用的。因為米飯。他再捅她也捅不下去開水燙她也不會化掉的。只有把底下的軟管換掉，是最快最簡單的辦法。
洗碗渠道常塞，油漬很難造成堵塞不會是油漬影響，多是盆底部位的彎曲段積聚了飯菜的渣太多所致。
因此，解決的辦法如下：
1、定是擰開彎曲處傾倒清洗;如果您家的下水管還不是雙U型，你應把下水管改成「雙U型」（可以買到，別省這個錢）；
2、在水槽里注滿水，用一手按盆側氣孔，一手用泵抽壓，也可以買一個皮塞子，就是和馬桶堵時用的一樣的東西，令雜物浮上清理。
我提供以下方法僅供參考1、蘇打加醋疏通。2、圓木疏通法。3、打氣筒疏通法。4、利用水壓疏通法。
工具/原料
手套 疏通彈簧/圓木 蘇打加醋
方法/步驟
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蘇打加醋疏通把半杯熟蘇打粉倒入下水道，再倒半杯醋，蘇打與醋發生反應能去除管道中黏糊糊的東西。

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圓木疏通法把一根直徑接近排水口的圓木插入水管，在水池中放入一定量的水，不間斷地迅速上下抽動圓木，在吸力和壓力的作用下，管道中的污物就會被沖走。

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打氣筒疏通法廚房下水道堵塞時，可將打氣筒的膠管塞入下水道，再放入少量的清水，不斷地向時打氣，管道就能疏通。

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利用水壓疏通法取一根直徑為10毫米，長1米左右的塑料管，一端緊套在水龍頭上，另一端插到水池的堵塞處，用布繞在橡皮管外，塞緊水池的下水口，打開水龍頭並擰至最大，水的壓力足以將堵塞物沖走。

注意事項
如果上面方法不能解決，只能等專業師傅

㈡ 打樁把膨潤土和化學泥漿在一起用後，沉渣特別厚，沖不上來，在怎麼辦

樁基施工時 膨潤土和化學泥漿是不能混用的。因為二者作用的機理不一樣。目前化學泥漿的代表 可利爾。

㈢ 洗井方法與管井腐蝕、堵塞和結垢的防治

管井的成井工藝，包括從鑽進開始直至下管、回填、洗井等多道工序。一般流程為：選擇沖洗介質、配製泥漿→終孔物探測井→井孔斜度測量→井管安裝→填礫及管外封閉→洗井。其中的任何一道工序處理不當或完成質量不高，都會影響水井的成井質量。

洗井是管井成井工藝中最後和最重要的一道工序。洗井的好壞對管井出水量有很大的影響。對於使用時間較久的井孔，由於泥沙淤塞、化學腐蝕、結垢和堵塞等原因，造成井孔出水量減少，也可採用洗井的方法恢復和增大井孔的出水量。下面著重對洗井方法作一簡要介紹。

洗井的方法基本上可分為機械洗井和化學洗井兩大類。前者目前普遍使用，而後者很有發展前途。

1.機械洗井法

對於泥皮、泥沙淤積堵塞過濾器等，均可採用機械洗井方法處理。目前使用最廣泛的機械選井方法主要有：活塞洗井法、空壓機洗井法和水泵抽壓洗井法（或稱泵抽振盪洗井法），其次是沖孔器洗井法和各種聯合洗井法。

機械洗井法的共同原理是：通過洗井設備在井中產生的強大抽、壓作用和沖擊振盪作用，加大井內外的水壓力差和加快地下水流速，從而破除井壁泥皮、帶出阻塞於含水層空隙與過濾器中的細粒物質，以達到疏通含水層、增加水井出水量的目的。

（1）活塞洗井法：所需設備少，方法簡單，成本較低，洗井效率亦可。但當井管強度不高時，易被活塞拉壞；在細粒含水層中洗井時，可能引起大量進砂。

（2）空壓機洗井：具有工作安全、洗井干凈等優點，但洗井成本較高，且受地下水位深度限制。因此，動水位過深或井深較淺的水井，皆不適於空壓機洗井。

（3）水泵抽壓洗井法（也稱泵抽振盪洗井法）：就是在井孔中間歇性抽水，抽水、停抽（每次停抽一般應在2小時以上）反復進行，抽水使井中水位下降，停抽後水位又迅速回升，二者結合可對井孔產生強烈的沖擊振盪作用，可較好的破除井壁泥皮，疏通含水層，從而達到洗井目的。

當條件適合時，用空壓機與活塞聯合洗井，可以取得很好的洗井效果。

2.化學洗井法

它是近年來國內外正在發展的一種新式洗井方法。這種方法操作簡便，成本低廉，對於因腐蝕（主要是電化學、溶解氧、細菌造成的腐蝕）、結垢（腐蝕產物附著在過濾器上形成結垢、化學或生物化學結垢）和化學作用形成的堵塞（沉澱物，膠結物），化學洗井效果遠比機械洗井為佳；而在某些碳酸鹽岩含水層中，化學洗井還可起到擴大含水層裂隙、溶隙通道的作用。常用的化學洗井方法有：

（1）多磷酸鈉鹽洗井法

目前在洗井中使用的多磷酸鈉鹽有：六偏磷酸鈉［（NaPO₃）₆］、三聚磷酸鈉（Na₅P₃O₁₀）、焦磷酸鈉（Na₄P₂O₇）和磷酸三鈉（Na₃PO₄）等。現以洗井中經常使用的工業用焦磷酸鈉（即無水焦磷酸鹽）為例，說明其原理及使用方法。

無水焦磷酸鈉為白色粉末狀，易溶於水，呈鹼性（pH=9.2），無毒，對鋼材腐蝕性較弱。由於其價格比較便宜，故宜於野外批量使用。焦磷酸鈉洗井的作用機理是：由於焦磷酸鈉與泥漿中的粘土粒子發生配合作用，可形成水溶性的配合離子，其反應式如下：

Na₄P₂O₇+Ca²⁺➝［CaNa₄（P₂O₇）］^2-

Na₄P₂O₇+Mg²⁺➝［MgNa₄（P₂O₇）］^2-

上述反映形成的配合離子［CaNa₄（P₂O₇）］^2-和［MgNa₄（P₂O₇）］^2-是一些惰性離子。這些離子既不發生化學的逆反應，也不會自身聚結沉澱，更不與其他離子化合沉澱，故易於在洗井、抽水時隨水排出。同時，這種帶負電荷的配合離子，還可以吸附在粘土粒子上，使粘土粒子表面的負電性加強，從而加大了粘土粒子之間的斥力、降低了泥漿的粘度與剪切力。這是焦磷酸鈉能夠分解、破壞井壁泥皮和含水層泥漿沉澱的主要原因。

焦磷酸鈉洗井的大致步驟如下：首先下置井管，待礫料填至設計高度後，即用泥漿泵將濃度為0.6%～0.8%的焦磷酸鈉溶液注入井管內、外（先管外、後管內），然後繼續完成管外的止水回填工作。待靜置5～6h，焦磷酸鈉與粘土粒子充分結合後，即可用其他方法進行洗井。焦磷酸鈉鹽溶液的注入量，應與含水層井筒的體積大致等同（扣除井管與礫料骨架所佔體積）。

由於不同的多磷酸鹽，在不同化學性質的水溶液中具有不同的化學活性，因此須根據當地地下水的化學性質和土壤的含鹽成分確定所選用的多磷酸鹽種類。

（2）液態CO₂洗井法

根據實驗可知，CO₂氣體在壓力為5.099×10⁵Pa、溫度為零下37℃（即-37℃）的條件下即可液化；也能在壓力為71.44×10⁵Pa、溫度為31.19℃的條件下液化。液態CO₂在瓶內的壓力，隨著溫度的變化而劇烈變化。當溫度由-25℃上升至0℃、45℃時，其壓力則相應由16.2×10⁵Pa上升到30.4×10⁵Pa、109.43×10⁵Pa。

液態CO₂洗井的基本原理是：通過高壓管送入井下的液態CO₂，經過吸熱和降壓後氣化，並在井內產生強大的高壓水氣流，從而破壞井壁泥漿皮，疏通含水層的孔隙、裂隙通道，並使井內岩屑、泥漿等充填物拌隨高壓水流噴出地表，達到洗井和增加水井出水量的目的。

在碳酸鹽岩和石膏等可溶地層中洗井時，可先向井中注入一定量的鹽酸，靜止1.5～5h後，再灌入液態CO₂。這時，液態CO₂由於吸熱膨脹而產生氣體，將先把鹽酸壓入岩層裂隙深處，起到加速溶解可溶岩石和擴大裂隙的作用，而後所溶解的物質又隨著井噴被帶出井口。有時，在揭露碳酸鹽岩的水井中，即便只注入鹽酸，也可因化學反應生成大量CO₂氣體而產生井噴。

為了防止金屬管材在洗井過程中被酸腐蝕，必須在酸液中加入一定比例的甲醛、丁炔二醇［C₄H₄（OH）₂］和碘化鈉［NaI］、碘化鉀［KI］等防腐蝕劑。此外，當孔內（特別是施工期較長的深孔）泥漿皮較厚時，亦可加入能夠減緩泥皮凝固、硬化的多磷酸鈉鹽，以加強洗井效果。洗井設備的安裝可參看圖11-13。

液態CO₂洗井法，是目前諸種洗井方法中比較先進的方法。方法簡單，節省時間，成本低廉，對於鬆散孔隙含水層或基岩裂隙含水層，以及不同深度、不同材質、不同結構的新、老管井均有較好的洗井效果。但洗井時應注意安全工作。

（3）鹽酸洗井及其他化學洗井方法

當過濾器因化學作用堵塞時，一般可採用酸化處理。例如，當過濾器被碳酸鹽類沉澱、氫氧化物沉澱或膠結物堵塞時，一般可用鹽酸作為酸化處理液（同時為減少管井中金屬材料的腐蝕，可加入適當的防腐劑）。鹽酸酸化處理時的化學反應過程如下：

CaCO₃+HCl➝CaCl₂+H₂O+CO₂

FeCO₃+HCl➝FeCl₂+H₂O+CO₂

Fe（OH）₃+3HCl➝FeCl₃+3H₂O

圖11-13 液態CO₂洗井安裝平面示意圖

如果堵塞物是硅酸鹽類（粘土）時，則需用鹽酸（HCl）與氫氟酸（HF）混合液處理。

當過濾器因細菌作用而堵塞時，一般可採用往孔內輸送氯氣滅菌的方法，或者採用輸送氯氣與酸化處理相結合的方法加以處理。

㈣ 安信帕克化學泥漿怎麼用

使用方法：
在非開挖定向鑽施工時，可將化學泥漿加入射流器內，加入量可調節每立方0.5-1公斤。
旋挖施工
在旋挖鑽施工時，按現場設備情況投加泥漿助劑。最原始簡單的就是直接加入施工基坑，優勢是簡單方便弊端是加入數量無法計算造成浪費等情況。
地質勘探
地質勘探鑽井施工時，可將化學泥漿緩慢加入泥漿混合灌里進行混合用量0.3-0.8，用量可根據泥漿潤滑度調節。

㈤ 堵漏材料及作用

目前,國內堵漏材料以橋堵材料為基礎,並輔以化學和復合方法,種類齊全,基本能滿足現場堵漏需求。

(一)橋堵材料

橋堵材料是不同形狀、尺寸的惰性材料,以不同的配方混於泥漿中直接注入漏層。應根據漏層性質選擇不同的橋堵材料,及其級配和濃度。顆粒狀、鱗片狀和纖維狀堵漏材料的配比一般為2∶1∶1,使之互補以增強堵漏效果。要求有5%的惰性材料尺寸大於縫隙尺寸。纖維狀材料長度一般為所堵裂縫寬度的2～3倍,直徑為漏層孔徑的1/2左右。強度低柔性大的材料應選稍長尺寸,強度高柔性小的材料應選短尺寸。惰性材料在泥漿中的加量一般控制在4%～6%。如用常規尺寸的顆粒狀材料堵漏不成功,可換用較大尺寸顆粒並適當增加用量。顆粒狀材料有核桃殼、橡膠粒、硅藻土、瀝青等;纖維狀材料有鋸末、棉纖維、亞麻纖維等;片狀材料有雲母片、谷殼等。

(二)大漏失堵漏材料

大漏失堵漏劑配成的漿液進入漏失段後,在泥漿液柱和地層壓力差作用下迅速失水,漿液中的固相組分聚集、變稠,形成濾餅,繼而壓實堵塞漏失通道。同時由於形成的堵塞具有高滲透性的微孔結構和整體充填特性,能透氣透水,但不能透過泥漿,因此泥漿在塞面上迅速失水形成光滑平整的泥餅,起到進一步封堵漏失通道的作用。此方法適用於隨鑽堵漏,處理漏失帶的滲漏、部分漏失及不太嚴重的全漏失。大漏失堵漏材料有滲濾性材料、纖維狀材料、硅藻土、多孔惰性材料、助濾劑和聚凝劑等。

(三)軟硬塞堵漏材料

軟硬塞堵漏材料靠形成的不流動黏稠物質封堵漏層。由於軟塞切力大,流動阻力大,因此可限制人為裂縫的發展。且軟塞不固結,在人為裂縫稍增大的情況下也會變形而起堵漏作用。擠壓時,軟塞既可堵住大裂縫,也可堵住小裂縫,適用於較大裂縫或洞穴漏失,特別是人為裂縫漏失。軟塞類主要包括柴油膨潤土漿、剪切稠化液、重晶石(或赤鐵礦)塞、石灰乳;硬塞類主要指各種水泥類固化材料,堵塞後能產生一定抗壓強度的堵漏材料。

(四)水泥膠凝堵漏劑

包括各種特殊水泥、混合水泥稠漿等。近年來在水泥添加劑和灌注工藝改善方面有了長足進步,特別是各種快乾水泥、觸變性水泥、膨脹水泥以及速凝劑、緩凝劑的應用拓寬了水泥的適用范圍。這種方法適於處理張開值8mm～30cm的自然橫向裂縫、破碎石灰岩及礫石層的漏失。

(五)暫堵材料

暫堵材料是泥漿中的固相顆粒堵劑,進入地層後使漏層滲透率下降,在儲層淺部形成有效的屏蔽環,防止儲層進一步損害,投產時可解除堵塞恢復地層滲透率,從而減小因井漏造成的油氣層損害,達到有效保護儲層的目的。根據屏蔽環的不同,分為外屏蔽環、內屏蔽環暫堵技術。外屏蔽環廣泛採用單向壓力封閉劑;內屏蔽環採用易酸溶、油溶的堵漏劑進行堵漏。這種方法主要用於隨鑽堵漏中處理滲漏和局部漏失。暫堵材料有不同粒級的碳酸鈣,磺化瀝青、氧化瀝青、磺化酚醛樹脂及其改性產品,兼有橋堵、塗敷和黏接作用的油溶性樹脂等。

(六)廣譜型屏蔽暫堵保護油氣層材料

廣譜型屏蔽暫堵保護油氣層材料可在油氣層被鑽開時,藉助泥漿液柱與油氣層之間的壓力差,在極短時間內迫使泥漿中各類固相粒子進入油氣層孔喉,在井壁附近形成滲透率接近於零的屏蔽暫堵帶。依據油氣層孔喉直徑變化規律,採用多種粒徑匹配的廣譜型屏蔽暫堵保護油氣層泥漿技術,能減少泥漿對油氣層的損害。由於該類泥漿主要用於裸眼井段,因此要求具有更強的頁岩抑制性、穩定井壁和保護油層的能力。目前國內多採用正電膠泥漿體系。

(七)化學堵漏材料

化學堵漏材料利用高聚物在界面上的靜力、界面分子間作用力、化學鍵力,使聚合物黏接在界面處,在漏層完成堵漏。其優點是堵漏漿液密度低,凝固時間調整范圍大,滲濾能力強,能固化堵塞微孔漏層。在井底固化的塑膠堵塞強度高,穩定性好,堵漏後對泥漿性能無不良影響。適用於部分漏失和全漏失的高滲透砂岩層和裂縫發育的砂岩及灰岩地層。化學堵漏材料分為凝膠、樹脂和膨脹聚合物三大類。

(八)其他堵漏材料

1.高溫堵漏材料

高溫堵漏材料以橋堵為主,包括雲母、蛭石、石棉、貝殼等。目前已有改性GS-高溫暫堵劑產品。

2.復合堵漏材料

主要用於處理復雜漏失,尤其是水層漏失、氣層漏失和長段裸眼井漏失及大裂縫、大溶洞漏失。例如高水堵劑-橋接劑混配復合堵漏材料、單項壓力封閉劑-橋接劑混配復合堵漏材料、高失水堵劑-橋接材料-水泥復合堵漏材料等。

3.漏、防水兩用堵漏劑

該堵漏劑以調整固化時間的無機凝膠和各類樹脂為基礎,根據孔內漏失情況配合常規堵漏劑組成。堵劑具有抗水性,干縮率低,有較好的結構強度。例如:有機硅堵漏劑、聚乙烯醇改性脲醛樹脂與石膏或硅酸組成的堵漏劑等。

㈥ 管道堵塞後的處理步驟是什麼

管道疏通的步驟：

1、降水排水

該步驟需要用泥漿泵將檢查井內污水排出至井底淤泥。將需要疏通的管線進行分段，分段的辦法根據管徑與長度分配，相同管徑兩檢查井之間為一段。

2、稀釋淤泥

該步驟需要高壓水車把分段的兩檢查井向井室內灌水，使用疏通器攪拌檢查井和污水管道內的污泥，使淤泥稀釋;人工要配合機械不斷地攪動淤泥直至淤泥稀釋到水中。

3、吸污

該步驟需要吸污車將兩檢查井內淤泥抽吸干凈，兩檢查井剩餘少量的淤泥向井室內用高壓水槍沖擊井底淤泥，再一次進行稀釋，然後進行抽吸完畢。

4、截污

該步驟需要設置堵口將自上而下的第1個工作段處用封堵把井室進水管道口堵死，然後將下游檢查井出水口和其他管線通口堵死，只留下該段管道的進水口和出水口。

5、清洗車疏通

該步驟需要使用高壓清洗車進行管道疏通，將高壓清洗車水帶伸入上游檢查井低部，把噴水口向著管道流水方向對准管道進行噴水，污水管道下游檢查井繼續對室內淤泥進行吸污。

6、通風

該步驟需要施工人員進入檢查井前，井室內必需使大氣中的氧氣進入檢查井中或用鼓風機進行換氣通風，測量井室內氧氣的含量，施工人員進入井內必需佩戴安全帶、防毒面具及氧氣罐。

7、清淤

該步驟需要在下井施工前對施工人員安全措施安排完畢後，對檢查井內剩餘的磚、石、部分淤泥等殘留物進行人工清理，直到清理完畢為止。

管道疏通注意事項

如今，市面上有很多專門疏通管道的商品，例如管道疏通劑等，可以購買一瓶，使用非常方便。假如是因油脂、菜渣、紙屑以及毛發等造成的堵塞，那可以用這種方法疏通，同時還能解決管道異味問題，且具有殺菌和消滅寄生蟲等功效。

㈦ 鑽孔灌注樁中，常使用化學泥漿，化學泥漿是什麼成份，怎麼樣檢查

目前工地使用最帶多的就是可利爾化學泥漿。是多種高分子聚合而成的，同時添加多種添加劑。可利爾分為金裝、銀裝化學泥漿。其粘度檢測使用1006馬氏漏斗檢測。

㈧ 化學泥漿的詳細說明

中文名:化學泥漿

英文名:Chemicalmud

別名:聚合物泥漿、無固相泥漿

外觀：白色粉末

氣味：無味

熱穩定性：溫度超過100度時易分解

溶解性：溶於水，幾乎不溶於有機溶劑，如苯、乙醇、酯類等，僅在乙二醇、甘油、甲方醯胺、乳酸、丙烯酸中溶解

腐蝕性：無腐蝕性

吸濕性：固體有吸濕性

化學泥漿理化性狀:

化學泥漿是以多種單體或共聚物為基礎人工合成的聚合電解質，系有機高分子聚合物材料，常見的化學泥漿產品形式分固體和液體。固體形式的又分顆粒狀和粉末狀，液體形式主要為反相乳液材料。按溶解速度又分為普通型和速溶性。

化學泥漿在水中充分溶解後成半透明糊狀，粘度大，滲透能力強，能有效調節泥漿液的流變性，在孔內沉澱鑽屑速度非常快，在孔壁周圍經過滲透和膠聯行成了一層薄透明糊狀保護層，化學泥漿的優點是提高鑽進速度，防止井漏和孔壁坍塌，保持井徑規則。

化學泥漿分類：

鑽探專用化學泥漿（分散鑽井化學泥漿、鈣處理鑽井化學泥漿、鹽水鑽井化學泥漿、甲基鑽井化學泥漿、保護油氣層鑽井化學泥漿等）、旋挖鑽機專用化學泥漿。

主要品牌：

鑽探專用化學泥漿：中國石化、中國石油等

旋挖鑽機專用化學泥漿：奈普頓、順邦等

化學泥漿使用方法（旋挖鑽機施工專用）：

目前在旋挖鑽機施工中使用較多的是奈普頓化學泥漿，市場佔有率第一位，質量穩定，在國內及國外普遍使用較多，以下就奈普頓化學泥漿為例，列舉使用方法。

1、使用配量及方法：0.1‰–1‰千克/立方米水（根據土質條件、施工孔徑、施工長度可酌情加、減實際用量）；在攪拌條件下均勻撒入，不得結塊或者成團。

2、水質要求：水中無雜質（pH值7–9）因為化學泥漿在弱鹼性條件下能達到最好的分散溶解效果，如果你在調配化學泥漿時，加適量純鹼粉（碳酸鈉Na2CO3）或者片鹼（片狀NaOH）,使泥漿的pH值達9為宜，泥漿發揮效果會更好。

3、水溶時間：普通型化學泥漿溶解不少於1小時，需採取泥漿池內空壓機吹氣或循環泵循環造漿法；速溶型化學泥漿溶解時間不少於5分鍾，一般採用孔內直接造漿法，也可採用泥漿池內造漿。

4、特性：白色顆粒粉末狀，水溶性高分子聚合物，由於其分子鏈中含有一定量的極性(陽)基團，可加速泥漿液中的鑽屑的沉降，有非常明顯處理沉渣效果；能提高泥漿粘度和抑制泥岩膨脹；化學泥漿分子可較好地包圍粘土顆粒，滲透能力強，護壁效果好，沉渣量小。

5、包裝

牛皮紙紙箱25kg/箱（內銷）

塑料包裝2.5kg/塑料袋（內銷出口）

紙塑復合雙層袋包裝25kg/袋（內銷，出口）

紙塑包裝1t/袋750KG/袋（出口）

6、針對地層特點化學泥漿的配方

一般情況下比例按0.01%~0.1%配製，根據現場實地情況試驗確定配合比例。參考指標:如下

7、注意事項：

(1)奈普頓化學泥漿為白色顆粒粉末狀，根據國家法律法規無法空運或空運手續復雜、時間長，最便捷方式是通過公路貨運專線運輸。特別著急的客戶請致電公司全國統一客服專線4006-110-178，咨詢所在地是否有現貨或庫房後再下單。

(2)為了保證產品的質量和穩定性，公司一般情況統一由北京廠區發貨，個別急用客戶可從國內一些分庫發貨調貨。

(3)注意防水防潮、擺放層數不高於5層。

通常在下列情況要及時加化學泥漿，以保障工程的順利進行：

A.砂層地質比較多時

B.用清水或者膨潤土造漿護壁效果不理想時

C.鑽孔後沉渣量比較大，達不到規范要求，清孔時間比較長時

D.對環保要求高時，不允許有揚塵現象，禁止膨潤土施工時

E.城市內施工或場地狹小時，不方便做大型泥漿池時。

F偏遠地區如新疆西藏等項目，運輸費用高，人工費用高

G嚴寒地帶，膨潤土易結凍，膨潤土保存、造漿困難時。

㈨ 泥漿處理劑

目前我國已有幾十種泥漿處理劑用於泥漿的處理。地質鑽探也普遍採用了烤膠、纖維素、木質素、聚丙烯醯胺等有機處理劑和多種無機處理劑如燒鹼、純鹼等,同時也使用部分惰性材料。

(一)無機處理劑的作用原理

無機處理劑在泥漿處理中應用很廣泛,其作用原理有如下幾個方面。

1.分散作用

這是按雙電層理論進行泥漿處理的原理。在基漿中加入純鹼或磷酸鈉鹽等處理劑,提供了鈉離子,以鈉離子置換黏土中原有的鈣離子,把鈣土變為鈉土,使泥漿的分散度增加,水化好,可起降低失水和提高泥漿黏度的作用。對泥漿質量要求不高的地層,單獨採用鹼處理泥漿是可以達到要求的。

2.控制絮凝作用

對泥漿進行鈣處理,鹽水處理時,形成適度絮凝的粗分散體系,可用來抑制黏土的水化膨脹,防止水敏性地層造漿和坍塌,此外,單獨加入石灰或食鹽等無機處理劑,則會因絮凝作用而提高泥漿的切力和黏度,可滿足漏失層的需要。

3.調節泥漿酸鹼度(pH值)

泥漿pH值的變化對黏土在泥漿中的分散和穩定,各種處理劑在泥漿中的溶解度,泥頁岩鑽屑的分散與孔壁的膨脹均有較大的影響,各種泥漿都有自己適合的pH值范圍。加入燒鹼等提供了氫氧離子,可使泥漿pH值增加,使泥漿處於偏鹼性范圍內,有利於黏土的穩定。鑽進水泥塞時,泥漿的pH值也會增高,而鑽進鹽層時,泥漿pH值將會降低。

4.沉澱去鈣作用

在泥漿中加入碳酸鈉(純鹼)或碳酸氫鈉時,發生反應可以形成碳酸鈣沉澱,達到從泥漿中去鈣的目的。配製基漿的水中鈣、鎂離子偏高,也可用其進行處理,使水質軟化,造出優質的基漿。

5.對有機處理劑溶解或水解

丹寧酸、腐殖酸等有機酸在水中的溶解度較小,黏土不易吸附它們。如加入適量燒鹼和水配成丹寧酸鈉和腐殖酸鈉,成為水溶性處理劑,此時它容易被黏土顆粒吸附,可起到稀釋劑和降失水劑的作用。

為了使具有可水解極性基如酯基、腈基、醯胺基等的有機處理劑變為水溶性泥漿處理劑,可加無機處理劑,先進行水解和中和反應。如聚丙烯腈在水中不溶解,經過用燒鹼加熱水解並中和後形成水溶性的水解聚丙烯腈,作為抗高溫降失水劑使用。

6.其他作用

如飽和鹽水泥漿可抑制鹽層的溶解;無機鹽化學反應後可形成凝膠物用於堵漏,加入重晶石等高密度的惰性材料可提高泥漿密度平衡高壓地層壓力,以達防止井噴井涌的目的等等。

(二)無機處理劑簡介

1.氫氧化鈉(燒鹼)

它屬鹼類處理劑。鹼類的分子結構共性是含有能電離的OH^-離子,這類處理劑包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣等。

氫氧化鈉分子式為NaOH,分子量40,又名火鹼,苛性鈉。

它是一種乳白色的晶體,常溫時密度2.0～2.2g/cm³。在空氣中易潮解,存放時應注意密封或加蓋,以防潮解變質。

氫氧化鈉是一種強鹼,其固體和濃溶液能腐蝕衣物和皮膚,故使用時必須注意安全。若衣物或皮膚沾上它,應立即用清水沖洗,再用3%的硼酸溶液沖洗。

其易溶於水,溶解度隨溫度的升高而增加。其水溶液呈強鹼性,在配製水溶液時要注意攪拌,否則易在罐底重結晶。

把氫氧化鈉(NaOH)加入泥漿後,由於其屬強電解質而完全電離出Na⁺和OH^-離子。正是電離出的Na⁺和OH^-離子在泥漿中起作用。其作用如下:

1)調節泥漿的pH值。由於NaOH在泥漿中電離提供了Na⁺和OH^-,因而使泥漿的pH升高。隨NaOH加量的增多,則電離的OH^-離子越多,泥漿的pH值就越高。

2)促進黏土水化分散。由於泥漿中加入了NaOH,使泥漿中的Na⁺離子增多,與黏土表面進行離子交換。當黏土表面吸附的Na⁺離子較多時,黏土就顯示了鈉土的性質,使之親水性更強,分散性更好,故一般稱其為分散劑。同時由於OH^-增多,還可增加黏土顆粒的負電荷,使其吸附陽離子的能量增大,從而也增加了其水分解性能和分散度。

3)增加某些有機處理劑的水溶性。如NaOH與丹寧配成丹寧酸液,與烤膠配成烤膠酸液,既能提高pH值,又能增大這些有機處理劑的溶解度,從而達到改善泥漿性能的目的。

4)在鈣處理泥漿中,由於相同離子效應,可控制Ca²⁺離子的濃度。

5)氫氧化鈉在泥漿中作用劇烈,故現場一般不直接加入固體氫氧化鈉,而是配成溶液使用。濃度一般為1/5或1/10(質量體積比),若單獨使用NaOH溶液,可提高泥漿的黏度和切力。

6)能沉澱泥漿中有害的或多餘的陽離子,使泥漿質量得以保證。

2.碳酸鈉(純鹼)

碳酸鈉屬鹽類處理劑,又名純鹼,其分子式為Na₂CO₃,分子量106。

無水碳酸鈉是白色粉末,常溫下密度為2.5g/cm³左右,易受潮,吸潮後會結成硬塊,因而存放時應保持乾燥,切忌受潮。

泥漿中常用的是無水碳酸鈉,其易溶於水,水溶液呈強鹼性,濃度3%的碳酸鈉水溶液的pH值約為11。Na₂CO₃水解可產生Na⁺,OH^-,HCO^-離子,由於這種特性,它在泥漿中可起下列作用:

1)促進黏土的水化和分散。在泥漿中加入純鹼後,提供的Na⁺通過離子交換改變了黏土顆粒表面吸附的Na⁺/Ca²⁺之比,黏土由鈣質黏土轉變成了水化強、分散好的鈉黏土,從而提高了黏土的造漿率。如在清水作沖洗液鑽進時加入一定量的純鹼,能加快黏土的造漿。配製原漿時,加入純鹼可使黏土預水化,同樣提高黏土的造漿率。

2)清除泥漿中由於石膏或水泥浸而產生的過剩Ca²⁺離子。當泥漿被石膏或水泥浸時或者鈣處理時石灰過量,黏土顆粒水化變差,相互間易結成網狀結構,切力和黏度上升,失水量增大,此時在泥漿中加入碳酸鈉後,就可恢復泥漿原來的性能。

3)調節pH值。碳酸鈉水溶後可提供OH^-離子,因此能提高泥漿的pH值,但不及氫氧化鈉強。

3.氯化鈉(食鹽)

它也屬鹽類處理劑,又名食鹽,分子式為NaCl,分子量55.45,呈白色立方晶體或粉末,常溫下密度2.17g/cm³左右。純NaCl不潮解,但粗鹽中常含氯化錳、氯化鈣等吸水雜質,故粗鹽易吸潮,NaCl易溶於水,其水溶液呈中性,pH值6.7～7.3,溫度對NaCl在水中的溶解度影響很小。其在泥漿中的作用為:

1)去水化或鹽析作用。鹽水泥漿可抑制孔壁泥頁岩水化膨脹或坍塌,有時加入NaCl可提高泥漿的黏度和切力。

2)抑制溶解作用。用NaCl配製鹽水泥漿或飽和鹽水泥漿可防止岩鹽段溶解成大肚子,以利順利鑽穿鹽層。

3)作有機處理劑的防腐劑。

4.硫酸鈉

硫酸鈉有兩種,帶10個結晶水的硫酸鈉分子式為Na₂SO₄·10H₂O,分子量322.2,又叫作芒硝。不帶結晶水的硫酸鈉粉末叫無水芒硝,分子式為Na₂SO₄,分子量為160.2。

芒硝呈無色針狀結晶或白色顆粒,在空氣中易風化,失去結晶水變成無水硫酸鈉,芒硝在常溫下密度為1.46g/cm³,無水芒硝在常溫下密度為2.7g/cm³。芒硝易溶於水。

在泥漿處理中,常用硫酸鈉來提高泥漿的黏度和切力。足量的硫酸鈉加入泥漿後,由於Na⁺和SO₄2-離子水化會降低黏土顆粒的水化,黏土顆粒間形成的網狀結構增強,從而增加了泥漿的黏度和切力。並且硫酸鈉是堵漏的原材料,把無水硫酸鈉粉末加入泥漿後,可形成10水芒硝。每142kg無水芒硝變成10水芒硝能吸收180kg水,同時生成針狀物,在泥漿中增加了很不規則的固體顆粒;還有,當硫酸鈉濃度比較大時,對黏土顆粒有聚結作用,這些作用使泥漿加入芒硝後變成了稠泥漿,用於鑽孔堵漏。

在芒硝層孔段鑽進時,可選用芒硝配製的泥漿,以抑制芒硝層在泥漿中的溶解,保持孔徑規則。

5.硅酸鹽

硅酸鹽中只有Na和K鹽等鹼金屬鹽能溶於水,其他硅酸鹽都不溶於水。用作泥漿處理劑的一般是硅酸鈉,又叫水玻璃。其分子式可用Na₂O·XSiO₂來表示,X是SiO₂與Na₂O的比值。

水玻璃一般為黏稠狀的半透明液體,由於其含雜質的不同,常顯出無色、棕黃色或青綠色,水玻璃的組成比較復雜。其比值X越大,其pH值越低,密度越大,其黏度越大。鑽探現場一般採用比值X為200左右,密度1.5～1.6范圍的水玻璃,它鹼性較大,pH值可達11.5～12。

水玻璃對玻璃有腐蝕性,故存放時切忌使用玻璃容器。水玻璃溶於水和鹼性溶液中,並能與鹽水混溶,可用飽和鹽水來調節水玻璃的黏度。

水玻璃在泥漿中的作用:

1)水玻璃在水中分解,可形成低分子聚合物,使黏土絮凝沉澱,是泥漿絮凝劑。

2)用鹽酸適當降低水玻璃溶液的pH值,當其pH值小於9時,整個溶液將形成不流動的凍膠,叫作凝膠。形成凝膠的作用,叫作水玻璃的凝膠作用。把水玻璃配成pH值5～8.5的各種混合物,則隨著pH值的不同,這些混合物的膠凝作用(從調好pH值到膠凝狀態所需的時間)有很大的差別,可從幾秒鍾到幾天時間不等。鑽孔過程中便利用水玻璃這一特點,可據實按所需要的凝膠條件加以選擇,使水玻璃和石灰、燒鹼、黏土等配製成石灰乳堵漏劑,注入預定孔段進行膠凝堵塞,因此,水玻璃是泥漿中很好的堵漏劑。

3)配製的水玻璃泥漿,還可防止孔壁坍塌,起到較好的護壁作用。

6.鉻酸鹽

鉻酸鹽類泥漿處理劑常用的有:鉻酸鈉、鉻酸鉀、重鉻酸鈉、重鉻酸鉀。

鉻酸鹽有毒,皮膚破傷處禁止接觸,並注意勿將其粉塵吸入口鼻之中。

鉻酸鹽在泥漿中主要是通過氧化還原反應起作用的。其在泥漿中的作用主要有:

1)具有良好的稀釋作用。不論泥漿黏土含量高或低,鉻酸鹽與一般的有機稀釋劑合用都是有效的泥漿稀釋劑,並且稀釋作用不受溶液礦化度高低的影響。特別是當常用稀釋劑如丹寧鹼液、栲膠鹼液及煤鹼劑等失去稀釋作用時,其稀釋效果更為有效。鉻酸鹽可直接加入泥漿,一般配成濃度為0.5%的溶液使用,可大大降低泥漿的黏度和切力,但加量切不可太多,以免引起泥漿性能發生大幅度變化,使孔內情況出現異常。

2)有降失水作用。由氧化還原反應生成的Cr₃₊離子,能與某些有機處理劑形成絡合物,尤其是多官能團處理劑(如煤鹼劑)更為有效。

3)能提高泥漿的熱穩定性。可抗溫度達到180℃～190℃,可用於深孔或地熱井成孔。

4)具有防止泥頁岩水化膨脹,防止地層坍塌等穩定孔壁的作用。還可防止鑽具的黏附卡鑽等事故。

用於處理泥漿的無機處理劑種類繁多,如表2-1所示。

表2-1 泥漿無機處理劑種類表

續表

(三)有機處理劑的作用原理

有機處理劑被廣泛地用於泥漿處理,其作用也是多方面的。一般按其作用分為三大類,即稀釋劑(主要用來控制泥漿流動性),降失水劑和絮凝劑三大類。其品種比無機處理劑要多得多。

有機處理劑對於泥漿具有分散穩定、絮凝、發泡、消泡、乳化、減摩潤滑的作用,同時能抑制黏土質岩石的水化、膨脹和造漿,抑制水敏地層的坍塌,減輕對鑽具的腐蝕,並能起到殺菌的作用。在調節泥漿性能方面,它們可用來降低泥漿失水量,降低泥漿黏度和切力(稀釋作用),增加泥漿黏度和切力(增稠作用),增加泥漿潤滑性能等。需要注意的是,不是每種有機處理劑都同時具有多種作用,而是以某一作用為主,或同時兼有其他作用。

事實上有機處理劑在泥漿中的主要作用是使泥漿分散、凝聚從而引起泥漿的失水量、流變性等發生改變。現就其作用原理簡述如下。

1.稀釋作用

丹寧酸鈉、腐殖酸鈉、鐵鉻木質素磺酸鹽等處理劑在它們的分子鏈上皆有一定數量的吸附基團,還有一定的水化基團。這些稀釋劑以其分子鏈上的吸附基團吸附在黏土顆粒水化較差的稜角邊緣處,同時它們的水化基團使黏土顆粒稜角、邊緣處水化膜增厚。由於黏土顆粒稜角、邊緣處水化膜增厚,從而減弱了黏土顆粒形成網狀結構的能力,使泥漿的動切力和視黏度都降低;因為拆散了黏土顆粒形成的網狀結構,就釋放出了包在網狀結構中的自由水;再者,處理劑分子給黏土顆粒帶來的吸附水化層使黏土顆粒之間的摩擦由固相之間的摩擦變為液相之間的摩擦,降低了流動阻力。

泥漿稀釋劑不但破壞了泥漿的網狀結構,而且始終使其保持分散狀態,從而使泥漿由稠變稀,泥漿黏度和切力降低,這樣就大大提高了泥漿的流動性。

2.降失水作用

泥漿失水量的大小主要取決於其所形成的泥皮質量,泥皮質量又取決於泥漿中黏土顆粒有適當的大小分布,而保證黏土顆粒有適當大小分布靠的是泥漿中黏土顆粒的聚集穩定性。鈉羧甲基纖維素(Na-CMC)等降失水劑就具有使黏土顆粒聚集穩定的作用。其主要原因是下列四點:

1)在黏土顆粒表面形成吸附溶劑化層。降失水劑分子鏈上的水化基團使處理劑分子水化,而依靠其分子鏈上的吸附基團吸附在黏土顆粒上,這樣就給黏土帶來吸附水化層,使黏土不易聚攏形成大顆粒,從而保持泥漿中黏土的多級分散度。另外,吸附在黏土顆粒上的已經水化的處理劑分子,以其分子鏈上的各個極性基團之間相互吸引,形成黏土顆粒周圍的結構性吸附水化層(又稱結構性溶劑化層)。這種結構性吸附水化層,可隔離各個黏土顆粒,避免黏土顆粒的聚結,保持泥漿黏土顆粒的多級分散性;由於處理劑分子本身吸附了泥漿中的一部分自由水,使泥漿中自由水減少,又保持了泥漿中黏土的多級分散度。黏土周圍的吸附水化層可以變形,堵塞了黏土顆粒間的孔隙,從而使泥漿的泥皮結構緻密,孔隙少,滲透率低,故使泥漿失水量降低。

2)高分子聚合物的保護作用。當高分子聚合物的濃度達到一定值之後,除了高分子聚合物的每個分子與一些黏土顆粒黏附外,每個黏附有黏土顆粒的大分子鏈之間還通過黏土顆粒的橋接,形成布滿整個體系的混合結構網。在這樣的混合結構網中的黏土顆粒就不易黏結和沉降了。當CMC等處理劑加量少時,非但不起穩定作用,反而會降低泥漿的聚集穩定性,這是因為處理劑大分子在泥漿中的濃度太低,不足以形成大的混合結構網造成的。這種加少量高分子化合物反而引起不穩定的現象,在泥漿化學上叫絮凝作用。

3)有機降失水劑皆為線型高分子聚合物,加入泥漿後能提高泥漿的液相黏度,從而使泥漿失水量降低。

4)部分降失水劑還可以與泥漿中一些離子形成細小的沉澱物,堵塞了泥漿所形成的泥皮的孔隙,降低了泥皮的滲透率,使泥漿失水量下降。

3.絮凝作用

為了減少或清除泥漿中的無用固相(或稱雜質),可加入高分子絮凝劑,對這些鑽屑進行絮凝。絮凝後鑽屑顆粒變粗,然後通過地面泥漿沉澱系統或固相控制系統將其清除,從而保持泥漿的低固相或控制鑽進過程中的自然造漿。水解聚丙烯醯胺等絮凝劑有此作用。

4.增稠作用

增稠主要是為了提高泥漿,特別是低固相泥漿或無固相泥漿的黏度和切力,從而增強其懸浮和攜帶鑽屑的能力,同時也有利於預防小的漏失。有機增稠劑主要是一些高分子化合物,如高分子膠類,高黏度CMC、高聚合度、高水解度聚丙烯醯胺等,增稠是利用它們具有的長分子鏈間能形成網狀結構的特性來實現的。使用高分子增稠劑,往往同時具有降失水的作用。

5.抑制泥頁岩水化作用

主要是抑制含黏土質地層的水化、膨脹縮徑和造漿,同時也對這類地層起穩定孔壁,防止坍塌的作用。除前面提到的使用鈣處理泥漿、鹽水泥漿、硅酸鈉泥漿等能起這一作用外,還可以採用有機處理劑如磺化瀝青、木質素磺酸鉀、腐殖酸鉀等處理劑。

6.乳化作用

配製水包油乳化泥漿或油包水反相乳化泥漿時,均需要乳化劑。除了一些專用的表面活性劑起乳化劑的作用外,許多泥漿有機處理劑也同時具有乳化作用。如腐殖酸鈉、鐵鉻木質素磺酸鹽等可以作為水包油的乳化劑來使用。

7.發泡和消泡作用

為了配製充氣泡沫輕密度泥漿,需要加入發泡劑。發泡劑吸附在氣液相界面上,使氣泡能均勻穩定地分散在泥漿中。許多表面活性劑和部分泥漿有機處理劑均有發泡性能。反之,為了使泥漿中的氣泡除去,應加入消泡劑。消泡劑能進入氣泡膜,從相界面上吸附層中頂替出泡沫穩定劑,使氣泡合並或消失,從而達到消泡的目的。消泡劑有高碳醇類、硬脂酸鋁等。

8.減摩潤滑,防卡減卡作用

在泥漿中加入磺化妥爾油瀝青、皂化溶解油等,可增加泥漿潤滑性能或減少泥皮、泥漿的黏滯性,起防卡、減卡和使鑽具潤滑,便於開高轉速的作用。

9.其他作用

加入除氧劑等抑制對鑽桿、鑽具的腐蝕,加入多聚甲醛、五氯酚鈉等可防止泥漿中的多糖處理劑發酵、防污染、抗鹽抗鈣、抗高溫等。

(四)常用有機處理劑常識

有機處理劑種類繁多,結構十分復雜,其作用機理有些至今還未弄清楚,在此,我們只介紹一些常識性的東西,供大家在使用中參考。

1.鈉羧甲基纖維素(Na-CMC)

鈉羧甲基纖維素(Na-CMC)是一種白色粉粒狀或纖維狀物質,無臭、無味、無毒。它易溶於水,水溶液呈中性或弱鹼性。它是目前使用得最多的最有效的泥漿降失水劑。它有高、中、低三種黏度的產品,除用作泥漿處理劑外,還廣泛應用於印染、醫葯、炸葯、合成洗滌劑、造紙的行業。用於處理泥漿時,高黏度CMC適用作低固相泥漿的懸浮劑,中黏度CMC適於一般泥漿降失水用,低黏度CMC適於加重泥漿的降失水劑。

Na-CMC對泥漿的作用是其分子結構中的羧鈉基的電離和水化,可給黏土顆粒事帶來良好的水化膜,並增加黏土顆粒的電動電位,即增加黏土顆粒間的排斥力,致使黏土顆粒分散和穩定。同時,由於Na-CMC水化作用強,泥漿中的自由水減少,形成的泥皮緻密,均有利於泥漿失水量的降低。

如果單純用Na-CMC做泥漿的降失水劑用,則泥漿的pH值應大於8.5,並選用中、低黏度的Na-CMC。如低固相泥漿用其提高黏度時,則要求泥漿的pH等於7為最佳,並選用高黏度的Na-CMC,而在鹼性的水溶液中,Na-CMC的分子鏈節會產生斷裂,泥漿黏度會降低,即泥漿的鹼性強時,Na-CMC的提黏效果不明顯。在高溫下,Na-CMC易產生氧化使其分子鏈斷裂降解,並發酵而失效,因此,Na-CMC的抗溫性是不夠高的,一般只能在井溫小於130～140℃(相當於3500m井深的溫度)時使用。

由於羧甲基纖維素的鹼金屬(Na、K)和鹼土金屬(Ca、Mg)鹽均可溶於水中,因此,Na-CMC可用於鹽水泥漿和一般鈣處理泥漿中,當泥漿發生水泥侵、鹽侵時,可用Na-CMC來降低泥漿的失水量。但當泥漿的含鹽量達5%以上時,Na-CMC降失水的效果會降低,此時需要增加其用量才能達到降失水的目的。

由於Na-CMC能增加泥皮的緻密性,因而它還具有抑制泥頁岩水化膨脹,穩定孔壁的作用。由於其具有兩親結構,因此它還對混油泥漿有穩定乳化的作用,由於Na-CMC能吸附在金屬表面上,因此它可減少泥漿對金屬用品的腐蝕作用。除高溫外,一般情況下Na-CMC泥漿是不會發酵和發泡的。

當Na-CMC在泥漿中的加入量過小時,由於分子鏈彼此之間距離太遠,不能形成網狀結構,此時易引起對黏土顆粒的絮凝,並使泥漿失水量增大。因此,用Na-CMC處理泥漿時,其加入量要達600×10^-6～1000×10^-6以上。

一般淡水泥漿用Na-CMC降失水時,其加入量為泥漿質量的0.5%以下。用它來降低鈣處理泥漿或鹽水泥漿的失水量時,其用量要增加,處理飽和鹽水泥漿時,其用量高達2%～5%。

地質鑽探中使用Na-CMC時,一般都將其預先配成濃度2%～3%的NaCMC水溶液以備應用。

2.鐵鉻木質素磺酸鹽(簡稱鐵鉻鹽)

鐵鉻木質素磺酸鹽是一種棕黑色粉狀物質,能溶於鹼性、中性和酸性水溶液中,其水溶液呈弱酸性。它是泥漿稀釋劑。

鐵鉻鹽的分子大小不一,但主要部分是高分子化合物。鐵鉻鹽中的鐵〔Fe⁺²和鉻(Cr⁺²)〕可同時和木質素磺酸分子中的兩個或三個極性基團結合,形成穩定性較高的內配合物。它和黏土顆粒吸附後,拆散了泥漿的網狀結構,降低了泥漿的黏度和切力,從而起到了良好的稀釋泥漿的作用,同時也能降低一點泥漿的失水量。由於其分子鏈長的原因,它能抑制黏土岩的水化膨脹,穩定孔壁。因其具有兩親結構,在泥漿中又能起乳化作用。

由於鐵鉻鹽具弱酸性,加入量多時會使泥漿的pH值下降。因此,使用時要另外加燒鹼調整泥漿pH值至9～10之間。pH值過低時,鐵鉻鹽中糖類等雜質易發酵分解,使泥漿起泡。由於燒鹼不可與鐵鉻鹽混溶或直接接觸,加鹼時不要和鐵鉻鹽混在一起加,而應分別加入泥漿中。

由於鐵鉻鹽的抗鹽抗鈣能力強,熱穩定性高,一般把它用作鹽水泥漿和鈣處理泥漿的稀釋劑。

鐵鉻鹽加入泥漿中的數量,淡水泥漿為0.1%～1%,鹽水泥漿可達5%不等。可直接往泥漿中加入粉狀物,也可配成濃度為10%～20%的水溶液加入泥漿中。

為了提高此類處理劑的稀釋和降失水效果,可採用鐵鉻鹽和鉻腐殖酸聯合對泥漿進行處理。

3.聚丙烯醯胺

聚丙烯醯胺(PAM)是一種無味、無臭粉末或結晶固體,屬線狀非離子型高分子聚合物,目前產品多為濃度7%～8%的透明膠狀物。其平均分子量可從幾萬至幾百萬,甚至上千萬。目前的產品有5萬～7萬,70萬～150萬,150萬～300萬,300萬～500萬,500萬～800萬幾類分子量的。

聚丙烯醯胺可溶於水,但分子量大時,溶解速度慢。它能和大多數水溶物質包括鹽類混溶,還可與各種表面活性物質迅速混溶。

在燒鹼溶液中,聚丙烯醯胺(PAM)可水解成水解聚丙烯醯胺(HPAM或PHP)。

其水解方法可採用高溫(90～100℃)或常溫(20～30℃)下水解。高溫水解較快,一般只需3～4小時,而常溫水解往往要幾天時間。水解過程中要進行攪拌。高溫水解時,可先在50℃下攪溶PAM,再加入燒鹼。

由於水解條件的影響,實際水解度往往與理論水解度不一致。特別是理論水解度大於40%～60%時,這一差別更大。即實際水解度要比理論水解度小得多。因此,水解後的PHP,最好進行實際水解度的測定,方可投入使用。

未水解或低水解度的聚丙烯醯胺,可作為泥漿的完全絮凝劑使用。其加入量為10×10^-6～50×10^-6時,即可達到絮凝或聚沉泥漿中的鑽屑的目的。水解度為30%的PHP絮凝效果最好,加入量為50×10^-6～300×10^-6。而水解度大於60%～80%的PHP,可起增加泥漿黏度和降失水的作用,並兼有絮凝作用。完全水解的PHP,已成為聚丙烯酸鈉,只能作為泥漿降失水和增加黏度之用,起不到絮凝劑的作用。

PHP分子量在30萬以下時,絮凝效果較差,分子量在50萬～500萬時絮凝效果較好。分子量超過500萬以上時,由於分子鏈過長一方面難於溶解在水中,另一方面分子鏈易產生捲曲,影響其「架橋」,從而影響絮凝效果。

PHP的水解度過大,即吸附基太少,水化基太多時,則PHP所吸附的黏土顆粒少,雖然分子鏈伸張較好,也不能順利地「橋接」絮凝,只有利於泥漿的增黏和降失水作用。

在溶液或泥漿中,PHP的加量多少對泥漿的性能也有重大影響。加量太少不利於「橋接」和絮凝;加量過多,黏土顆粒表面被高分子物覆蓋很多,也將會影響「橋接」,此時會產生高分子物間的溶劑化作用,對黏土顆粒起保護和穩定作用,即有利於降失水和增黏。

使用PHP處理泥漿時,泥漿的pH 值在7～9之間為宜。pH 值過小時,羧鈉基(-COONa)會變成羧基(-COOH),從而使水化減弱和分子鏈捲曲,這樣對絮凝不利。pH值過大時,會使PHP繼續水解,醯胺基繼續減少,也會影響絮凝效果。

PHP的抗溫性能較好,並有一定的抗鹽、抗鈣能力。而當泥漿中的鈣離子超過200×10^-6時,則需事先加入純鹼除鈣。但少量鈣離子的存在,對黏土顆粒的絮凝是有利的。即無機絮凝劑和有機絮凝劑配合使用,能收到更好的絮凝效果。

PHP可直接吸附在水敏性地層孔壁的表面上,有利於防止水敏地層的水化膨脹,即起防塌和穩定孔壁的作用。因此,高濃度(400×10^-6～700×10^-6以上)的PHP水溶液(不是泥漿)也可以起防塌的作用。此外,使用PHP處理泥漿時,還能增加泥漿的潤滑作用(特別是加量大時)。

PHP除用作泥漿絮凝劑外,高水解度的PHP還作為泥漿降失水和提高黏度之用。還可用聚丙烯醯胺進行鑽孔堵漏。

常用泥漿有機處理劑的種類如表2-2所示。

表2-2 泥漿有機處理劑種類

續表

(五)惰性材料添加劑

泥漿惰性材料添加劑,即不起化學反應的處理泥漿的有機或無機材料,對泥漿可起加重(增加密度)、增黏和潤滑作用,對漏失鑽孔進行堵漏等。

1.泥漿加重劑

其主要作用是提高泥漿的密度。

(1)重晶石粉

重晶石又叫硫酸鋇(BaSO₄),純品為白色粉末,含雜質時帶綠色或灰色,常溫下其密度為4.3～4.6g/cm³,硬度2.5～3.5。用於泥漿中的重晶石粉末細度要求99.9%都能通過200目篩子(74μm),重晶石有輕微毒性,不溶於水、有機溶劑、酸或鹼液,而只溶於濃硫酸中。重晶石是目前最好的泥漿加重材料。

(2)其他加重材料

石灰石粉(密度2.2～2.9g/cm³)、方鉛礦粉(密度7.5～7.6g/cm³)、磁鐵礦粉(密度4.9～5.9g/cm³)、碳酸鋇粉(密度4.28～4.35g/cm³)等。

2.泥漿堵漏材料

為了防止鑽孔漏失或堵塞已漏失的鑽孔,可在泥漿中加入纖維狀、片狀、粒狀的堵漏材料,堵漏材料的品形要根據鑽孔漏失通道的大小及形狀來選擇。其大小從幾十微米至幾十毫米不等,加入量由百分之幾到百分之幾十不等;還有具膨脹性的堵漏材料。各類堵漏材料規格、形狀如表2-3所示。

表2-3 堵漏材料規格、形狀表

3.無機惰性增黏劑

膨潤土粉等可作為增黏劑,它可提高淡水或鹽水泥漿的黏度,但不能控制失水,可增加泥漿的攜砂和懸浮能力,並具有抗鈣、抗高溫和在廣泛的pH值范圍內保持穩定的特點。加入量0.5%～3%不等,視泥漿增黏要求而定。

4.無機潤滑材料

加入泥漿後可降低泥皮的摩擦系數、增加泥漿潤滑性能,又不致影響泥漿其他性能的材料主要有二硫化鉬、石墨等。

(1)二硫化鉬(MoS₂)

二硫化鉬是銀白色或淺灰色粉末,密度4.8～5g/cm³,摩氏硬度1～1.5。它是非磁性材料,但與金屬有極強的親和力。在68～400℃溫度范圍內,它有良好的潤滑性,摩擦系數通常為0.05～0.09,並在一定范圍內,負荷越大,摩擦系數變得越小。它的化學穩定性強,不溶於水、油、醇、脂中,而只有硝酸和pH值大於10的鹼性水溶液或強氧化劑才會使它氧化成鉬酸。

泥漿中加入0.2%的二硫化鉬即可減摩而不影響泥漿其他性能。

(2)石墨粉

化學分成是碳,密度2.2g/cm³,摩氏硬度1～2,摩擦系數0.15～0.20,化學穩定性好,加入泥漿中的量為0.1%～0.3%之間。