國內使用的降濾失劑主要有兩大類:天然物質的衍生物;以廢棄腈綸纖維為原料的改性產品。前者原料廣泛,但產品在鉆井液中功能單一,添加劑用量大,質量受原料影響,波動較大。后者原料來源受到一定限制,產品耐鹽性和耐鈣性較差。JST501是丙烯酰胺、丙烯酸鈉、丙烯酸鉀、丙烯酸鈣在一定條件下共聚而成的產品。聚合物是使用很多的降濾失劑,發展速度很快。這類聚合物主要是丙烯酸和丙烯酰胺的共聚物。丙烯酸廢料的水解產物是一種中等分子量、價格低廉的丙烯酸共聚物,其成本僅為純合成聚合物的1/3。
因此,其用量在鉆井液中一直占主導地位。此類產品包括水解聚丙烯腈鈣(CPAN)、水解聚丙烯腈鈉鹽、銨鹽和鉀鹽等。磺化淀粉、褐煤、羧甲基纖維素是早期的鉆井液用降濾失劑。鉆井液用降濾失劑在鉆井液工作中有四個功能:
一、護膠保護:為了形成低滲透率的泥餅,要求鉆井液中粘土顆粒的粒徑分布要合適,細顆粒要多。
降濾失劑的護膠功能是:
1.吸附在粘土表面形成吸附層,防止粘土顆粒絮凝變大。
2.它可以通過吸附作用穩定泥漿循環系統分散的細顆粒,不再粘結成大顆粒。這樣增加了細顆粒的比例,有利于細泥餅的形成。
二、增加濾液的粘度可以降低濾失量。
濾失量與鉆井液濾液粘度的0.5次方成反比。加入有機降濾失劑鉆井液后,濾液粘度增加,濾失量降低。
三、增加鉆井液中土壤運動顆粒的水化程度。
這可以減少液體流失。降濾失劑吸附在鉆井液中的運土顆粒上,使顆粒水化程度增加,顆粒水化膜增厚。形成的濾餅在高壓下容易變形,濾餅的滲透性降低。
四,降濾失劑分子本身的堵孔作用。
有機聚合物降濾失劑的分子大小在膠粒范圍內。加入這些外處理劑后,一方面分子長鏈楔入濾餅空隙,另一方面長鏈卷曲成球,堵塞濾餅微孔,使濾餅變薄變細,從而降低濾失量。