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鉆井液用聚丙烯酰胺的主要特性

時間:2020-12-28 17:41:38 來源: 點擊:409次

聚丙烯酰胺(PAM)是丙烯酰胺(AM)及其衍生物的均聚物的總稱。是現代水溶性合成高分子的重要品種之一。它可分為四種類型:非離子型(NPAM)、陰離子型(APAM)、陽離子型(CPAM)和兩性離子型。

在工業上,所有含有50%以上am單體的聚合物統稱為聚丙烯酰胺。它是一種線性水溶性聚合物,具有良好的水溶性、增粘性、流變性、分散性、懸浮性、絮凝性和減阻性。廣泛應用于化工、冶金、石油、地質、煤炭、造紙、輕紡、水處理等工業部門。在石油工業領域,聚合物驅油技術作為穩定原油產量的重要手段,在原油生產中發揮著不可替代的作用。聚丙烯酰胺是一種水溶性聚合物,常用于聚合物驅油。作為一種鉆井泥漿材料,它具有以下特點:


1、增粘性

增粘是指聚丙烯酰胺能提高其它水溶液或水分散體的表觀粘度,包括兩個方面:1)聚丙烯酰胺通過自身的粘度增加水相的粘度;2)聚丙烯酰胺與水中分散相及水中其他聚合物化合物相互作用,其影響遠大于其自身粘度所造成的影響。


2、水溶性

聚丙烯酰胺的應用大多以水溶液的形式存在。水溶性是聚丙烯酰胺應用的首要考慮因素。水分子和聚合物的極性側基之間形成氫鍵。聚丙烯酰胺能以不同的比例溶解在水中。與其他聚合物一樣,它只能溶解在溶解度參數相近的溶劑中。


3、流變性

流變學是指材料在外力作用下的流動變形特性。從表觀粘度與剪切速率的關系來看,聚丙烯酰胺水溶液在中等剪切速率條件下往往表現出假塑性,即表觀粘度隨剪切速率的增大而減??;從表觀粘度與時間的關系來看,聚丙烯酰胺水溶液的另一個流變特性是高觸變性,即在剪切力作用下表觀粘度降低。當剪切力消失時,表觀粘度隨時間的延長而逐漸恢復。


4、分散性

聚丙烯酰胺和其他水溶性聚合物一樣,含有親水基團。它還具有骨架,因此具有一定的表面活性,可以在一定程度上降低水的表面張力,有助于水潤濕固體。另外,通過聚丙烯酰胺的親水性,水膠體絡合物可以吸附在膠體顆粒上形成殼,從而起到屏蔽電解質的作用,起到絮凝作用,保持分散體系的穩定,保護膠體。


5、懸浮性

懸浮性是指懸浮離子在外力場作用下相對于介質運動時的阻力。聚丙烯酰胺本身或與其它物質形成的水基流體的懸浮性在油氣開發及鉆井液攜屑、完井液加重、壓裂液攜持支撐劑等行業具有重要意義。


6、絮凝作用

聚丙烯酰胺的極性基團吸附在水中的固體顆粒上,形成大團聚體。高分子量聚丙烯酰胺是污水處理中常用的絮凝劑。這對聚合物低固相不分散泥漿體系的流變學研究具有重要意義。


7、減阻作用

減阻是指在流體中加入少量的化學物質,可以大大降低流體通過固體表面的湍流摩擦阻力的現象,指出減阻效率與聚合物分子結構密切相關,聚合物在溶液中的分子形態和聚合物濃度。


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