Als natürliche organische makromolekulare schwache Säure hat Huminsäure eine Molekülstruktur, die auf aromatischen Kernen zentriert ist und mit aliphatischen zyklischen Strukturen mit mehreren Gruppen wie phenolischen Hydroxylgruppen, alkoholischen Hydroxylgruppen, Carboxylgruppen, Enolgruppen und Methoxygruppen verbunden ist. Diese Molekülstruktur bestimmt die kolloidale Eigenschaft, den schwachen Säuregehalt, die Adsorptionseigenschaft und die Komplexierungseigenschaft der modifizierten organischen Braunkohle und ermöglicht ihr die Wechselwirkung mit organischen und anorganischen Substanzen.
In der Anfangsphase des Filtrationsverlusts ölbasierter Bohrflüssigkeiten überbrücken und verstopfen feine Partikel das Bohrloch und bilden einen dünnen Schlammkuchen. Anschließend verformen sich die Emulsionströpfchen unter dem Druckunterschied und verschließen die Poren zwischen den Feststoffpartikeln. Schließlich füllen in den ölbasierten Bohrflüssigkeiten gelöste Kolloide wie Filterverlustreduzierer die Bereiche zwischen Feststoffen und Emulsionströpfchen. Die Kombination dieser drei Aspekte führt zu einer Reduzierung des Filtrationsverlusts. Daher bildet es als öllöslicher Huminsäure-Filtrationsverlustreduzierer durch Adsorption und Vernetzungswechselwirkung mit Tonpartikeln während des sofortigen Filtrationsverlusts der Bohrflüssigkeit einen Brückenstopfen. Währenddessen bildet das lipophile Huminsäurekolloid einen Ölfilm auf der Oberfläche des Schlammkuchens. Der Ölfilm bildet einen Flüssigkeitswiderstandseffekt auf der Oberfläche des Schlammkuchens und verhindert so den Filterverlust von Öl. Bei modifizierten Huminsäurepartikeln mit der gleichen lipophilen Fähigkeit gilt: Je kleiner die Partikelgröße, desto größer der Anteil des vom gebildeten Ölfilm eingenommenen Raums, desto enger ist der tatsächliche Durchgang des Filtrats, desto größer ist der Widerstand und desto geringer ist die Permeabilität des gebildeten Schlammkuchens. Tests haben gezeigt, dass die minimale Durchlässigkeit des ölbasierten Bohrschlammkuchens nur erreicht werden kann, wenn in einem bestimmten Verhältnis eine übermäßige Menge an breiten und schmalen Partikelgrößen vorhanden ist, und dass sie nicht erreicht werden kann, wenn die Größen in einem linearen Verhältnis zueinander stehen. Daher ist die gleichmäßige Abstufung der Partikelgröße der modifizierten Huminsäure besonders wichtig für die Reduzierung des Filtrationsverlusts von Bohrflüssigkeiten auf Erdölbasis.
Organische Braunkohle hat außerdem die Wirkung, dass sie die Emulgierung unterstützt und den Filtrationsverlust verringert.
Die lockere, schwammartige Struktur der Huminsäure spielt eine gute inklusive Rolle bei der Adsorption kleiner Moleküle, freier Gruppen und elektrisch geladener Partikel in der Lösung. In Verbindung mit dem sterischen Hinderungseffekt großer polarer Gruppen wird der Adsorptionseffekt im eingeschlossenen Zustand weiter verstärkt, was die Stabilität des Bohrspülsystems fördert. Testergebnisse zeigen, dass der modifizierte Huminsäure-Filtrationsverlustreduzierer die Funktion hat, die Emulgierung zu unterstützen und das ölbasierte Bohrspülsystem zu stabilisieren.
Durch die Bestimmung der Partikelgröße wurde bewiesen, dass sich die langkettigen Alkylketten der modifizierten Huminsäurepartikel vollständig in Weißöl ausdehnen können, um eine sterische Hinderungsschicht zu bilden, wodurch der innere Zusammenhalt zwischen den Partikeln stark verringert und die Agglomerationsneigung geschwächt wird, wodurch sich die Partikelgröße verbessert Dispergierbarkeit der modifizierten Huminsäure in der Ölphase. Rasterelektronenmikroskopie zeigt außerdem, dass die mehrstufig dispergierten modifizierten Huminsäurepartikel dazu beitragen, die Kompaktheit des Schlammkuchens zu verbessern. Unterdessen zeigt der Demulgierungsspannungstest, dass die modifizierte Huminsäure die Funktion hat, die Emulgierung zu unterstützen und die Stabilität des ölbasierten Bohrspülsystems zu verbessern. Durch die oben genannten Maßnahmen spielt der modifizierte Huminsäure-Filtrationsverlustreduzierer eine gute Rolle bei der Reduzierung des Filtrationsverlusts in ölbasierten Bohrflüssigkeiten.
