بخش اول: مطالعه ای برای تصفیه سیال حفاری بر پایه آب از طریق انعقاد-لخته سازی انجام گردید. یک مجموعه از کوپلیمرهای آکریل آمید با روش پلیمری شدن رادیکال آزاد درجا در محیط آبی با استفاده از آمونیوم پرسولفات به عنوان آغازگر رادیکالی تهیه شد. ساختار شیمیایی کوپلیمرهای تهیه شده توسط طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه مشخص شد و شاخص‌های چند پراکندگی کوپلیمرها با استفاده از کروماتوگرافی ژل نفوذی تعیین گردید. تجزیه و تحلیل وزن سنجی حرارتی نشان داد که کوپلیمرها مقاومت گرمایی بسیار بالایی دارند، یعنی تا °C 390 پایدار هستند. در کار حاضر از کوپلیمرهای آکریل آمید به عنوان لخته ساز همراه با گروه های کاتیونی، آنیونی و یا هر دو گروه به صورت همزمان استفاده شده است. در نتیجه، به منظور روشن شدن رابطه بین خواص بازدارندگی، آنالیزهای اندازه‌گیری حجم رسوب، میکروسکوپ الکترونی روبشی، پراش اشعه ایکس و زاویه تماس انجام شدند. برخی از عوامل از جمله وزن مولکولی و اثر برهم کنش بین زنجیره مولکولی کوپلیمرها و ذرات خاک رس مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. براساس نتایج حاصل نمونه آنیونی پلیمرها با بالاترین وزن مولکولی می تواند فاصله بین لایه های رس هیدراته را به حداقل برساند. همچنین نمونه آمفوتریک بهترین عملکرد را به عنوان لخته ساز در مقایسه با سایر کوپلیمرها از خود نشان می دهد. بخش دوم: برای غلبه بر جذب آب و تورم توسط لایه های معدنی خاک رس، توسعه افزودنی های تثبیت کننده مورد استفاده در سیال حفاری بر پایه آب ضروری است. مواد کلیدی برای سیالات حفاری بر پایه آب، پلیمرهای آلی هستند. عوامل لخته ساز مانند کوپلیمرهای آکریل آمید، پتانسیل جداسازی مواد معدنی مانند مونت موریلونیت را دارند. در کار حاضر، سه کوپلیمر مختلف محلول در آب، شامل: آکریل آمید-آمفوتر، آکریل آمید-آمفوتر-آنیون، آکریل آمید-آمفوتر-کاتیون سنتز شدند. کوپلیمرهای سنتز شده با روش های تحلیلی مختلفی مانند روش های طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه، کروماتوگرافی ژل نفوذی، گرماسنجی روبشی تفاضلی، آنالیز حرارتی وزن سنجی و آنالیز مشتق حرارتی وزن سنجی مورد بررسی قرار گرفتند. این کوپلیمرها به عنوان لخته ساز برای تصفیه سوسپانسیون های آبی حاوی ذرات مونت موریلونیت استفاده شدند. مجموعه ای از روش های تحلیلی مانند اندازه گیری حجم رسوب، تجزیه و تحلیل میکروسکوپ الکترونی روبشی، تجزیه و تحلیل پراش اشعه ایکس و اندازه گیری زاویه تماس برای شناسایی رابطه بین عملکرد لخته ساز ها استفاده شدند. جاذبه های الکترواستاتیکی بین مونت موریلونیت و کوپلیمرهای سنتز شده باعث لخته شدن صفحه های مونت موریلونیت می شود. کوپلیمرهای با وزن مولکولی بالا پایداری حرارتی بالا و ویژگی های لخته سازی بهتر برای سیالات حفاری بر پایه آب را فراهم می کنند. نمونه آکریل آمید-آمفوتر-آنیون بالاترین وزن مولکولی را دارد و بهترین عملکرد را به عنوان لخته ساز در مقایسه با سایر کوپلیمرها نشان می دهد.
