阳离子聚合物的作用机理

常用的阳离子高分子聚丙烯酰胺主要是有机聚季铵盐类，如聚胺甲基丙烯酰胺（CPAM阳离子聚丙烯酰胺）、阳离子淀粉等，它不仅对高价阳离子具有很强的聚结作用，而且具有吸附和成膜作用。高聚物在膨胀粘土表面的成型作用，是一种理想的抑制剂。阳离子聚合物处理剂的作用机理如下。

1、阳离子聚合物的架桥和包覆作用

聚合物对钻井液中颗粒的吸附是其发挥作用的前提。当一个大分子同时吸附在几个粒子上，一个粒子可以同时吸附几个大分子时，就会形成网络结构，阳离子聚合物的这种作用称为架桥。当聚合物链吸附在颗粒上并覆盖在颗粒上时，称为涂层。架桥和包覆是聚合物在钻井液中的两种不同吸附状态。在实际体系中，这两种吸附状态不能严格区分，一般同时存在，但只有其中一种占主导地位。不同的吸附状态有不同的作用。例如，架桥作用很容易导致絮凝和增粘作用，

2、阳离子聚合物的絮凝作用

当阳离子聚合物在钻井液中主要发生架桥吸附时，一些细小的颗粒会团聚在一起形成颗粒簇，这种现象称为絮凝，相应的聚合物称为絮凝剂。形成的絮凝物易于通过重力沉降或固控设备去除，有利于保持钻井液的低固相。因此，絮凝是实现钻井液低固相、不分散的关键。

根据絮凝效果和对钻井液性能的影响，絮凝剂可分为两大类：一类是全絮凝剂，可同时絮凝钻屑、劣质土和蒙脱石。例如非离子聚合物PAM就属于这一类；二是选择性絮凝剂，只絮凝钻屑和劣质土，不絮凝蒙脱石，如离子聚合物PHPA和VAMA。当絮凝剂能提高钻井液黏度时，称为协同选择性絮凝剂，当对黏度影响不大时，称为非协同选择性絮凝剂。

3、阳离子聚合物的增粘作用

增粘剂多用于低固相和无固相水基钻井液中，以提高悬浮性和承载能力。阳离子聚合物增粘作用的机理：一是游离（未吸附）的聚合物分子可以增加水相的粘度，二是聚合物的架桥作用形成的网络结构可以提高水相的结构粘度。钻井液。常用的增粘剂有分子量较高的PHPA和高粘度的羧甲基纤维素（CMC）。