高温高压条件下聚合物溶液流变特性及其在深井钻探中的应用研究

为解决深井钻探中岩屑携带难题，研究人员系统探究了聚合物类型、浓度、剪切时间、电解质及黏土对高温高压(HTHP)条件下溶液流变性能的影响。通过Fann 50SL流变仪测试发现，甲酸盐体系较氯化物具有更优的黏温特性，黏土可促进聚合物分子网状结构形成。该研究为开发耐高温聚合物及钻井液体系提供了重要理论依据。

　　

在深井钻探工程领域，聚合物凭借其卓越的增黏效应成为解决井底岩屑携带难题的关键材料。最新研究采用Fann 50SL流变仪，系统考察了190°C临界温度条件下，聚合物添加剂用量、电解质类型(甲酸盐vs氯化物)、黏土含量及剪切时长等因素对溶液流变行为的影响规律。

实验数据揭示，当温度突破190°C阈值后，聚合物溶液黏度呈现断崖式下降。有趣的是，含甲酸盐的体系在经历"加热-冷却"循环后，展现出比氯化物体系更高的黏度保持率。扫描电镜分析显示，黏土颗粒能显著促进聚合物分子形成三维网状结构，这种特殊构象在高温环境下更有利于岩屑悬浮运输。

通过回归分析发现，温度升高会驱动流体类型从假塑性向牛顿型转变。该发现为优化钻井液配方提供了重要启示：在配方设计中引入甲酸盐电解质和适量黏土，可有效提升体系在高温高压(HTHP)条件下的工作性能。这项研究不仅阐明了聚合物溶液在极端环境下的流变学演变机制，更为开发新一代耐高温钻探流体奠定了理论基础。