用作分散剂的聚***钾的分子量一般控制在3000-5000。它是一种水溶性高分子聚电解质,当聚***钾溶于水时在水中发生电离,电离程度大,形成高分子阴离子和许多小分子离子。高分子阴离子和小分子离子牢固地吸附在分散的粒子表面,使离子带相同的电荷,带相反电荷的离子自由扩散到周围的液体介质中,形成带电离子的稳定扩散层,即双电层。
一般认为,包被剂的聚合物大分子吸附在钻屑表面和井壁上的粘土矿物上,形成一层涂层(粘土颗粒),阻止和削弱自由水分子与钻屑和井壁周围粘土矿物的接触。
包被剂的涂层膜在一定程度上削弱了粘土的水化膨胀,减缓了钻屑在机械碰撞作用下的破碎,使粘土颗粒不再分散成更细的颗粒。从微观上看,聚合物包被剂的作用是聚合物水解后,溶液扩散到钻屑表面形成“包裹体”,在钻屑表面形成一层薄膜。
除饱和盐和欠饱和盐水井钻液体系外,常用的盐+化合物井钻液具有较强的***作用。高含盐量有利于***泥岩的水化膨胀,但也阻碍了化合物链的延伸和水孔下的高速剪切。同样,所有井钻液添加剂都在碱性条件下工作,但在制备化合物胶层剂时,pH值为7-10。井钻液体系不应强调***作用,不应强调包被能力。
井钻液是由许多相互矛盾的单体组成的复杂平衡。如果任何一个平衡点被打破,将影响整体应用效果。对化合物包被剂有两个常见的误解:化合物包被剂的分子量越大越好;化合物包被剂的实验室评价和现场应用效果越好。化合物的分子量不应超过800万。结果表明,化合物包封剂粉末和乳液的使用效果优于一次性使用。