高温高压条件下聚合物流变特性(Polymer Rheology)的影响因素研究及其在深井钻探中的应用

为解决深井钻探中岩屑携带难题，研究人员通过Fann 50SL流变仪系统研究了聚合物类型、浓度、剪切时间、电解质及黏土在高温高压(HTHP)条件下的协同作用机制。研究发现190℃为黏度突变临界点，甲酸盐体系较氯化物具有更优的热循环黏度保持率，黏土可显著增强聚合物分子网状结构。该研究为开发耐高温钻井液体系提供了重要理论支撑。

　　

在深井钻探工程领域，聚合物材料凭借其卓越的增黏效应(viscosity enhancement)正成为解决井底岩屑(rock cuttings)携带难题的关键材料。这项创新性研究采用Fann 50SL流变仪精准解析了多重环境变量对聚合物溶液流变行为的影响规律。实验数据揭示：当温度突破190℃临界值(critical temperature)时，聚合物溶液黏度呈现断崖式下降；有趣的是，含甲酸盐(formate)的体系在加热-冷却循环过程中展现出比氯化物(chlorides)更优异的黏度保持能力(viscosity retention)。更值得关注的是，黏土(clay)的引入能有效促进聚合物分子形成三维网状结构(reticulation)，这种特殊结构在高温环境下对岩屑运输至关重要。回归分析(regression analyses)进一步证实，温度升高会加速聚合物溶液从假塑性(pseudoplastic)向牛顿型(Newtonian)流体的转变趋势。这些发现为优化高温钻井液(drilling fluid)配方提供了宝贵的分子设计思路和工艺参数指导。