Бурові рідини високої-щільності (зазвичай мають на увазі ті, що мають щільність понад 1,80 г/см³ або навіть до 2,50–2,80 г/см³) є незамінними для буріння глибоких свердловин, над-свердловин і нафтових і газових пластів під високим-тиском. Однак через надзвичайно високий вміст твердої фази (наприклад, бариту) і відносно низький вміст рідкої фази (вільна вода) відбувається інтенсивна взаємодія частинок, що робить реологічні властивості (в’язкість і напруга зсуву) схильними до нестабільності або навіть демонструє поведінку згущення або твердіння.
How can flow characteristics be effectively controlled? There are four ways to go>
1. Оптимізація розподілу розмірів частинок:
Це найефективніший спосіб зменшення контактної фрикційної в’язкості частинок твердої-фази.
Використовуючи барит із різними розмірами частинок або суміш порошків залізної руди для заповнення проміжків між більшими частинками, можна досягти «оптимальної щільності упаковки».
Щільне ущільнення зменшує прямі зіткнення та тертя між частинками під час потоку, одночасно значно зменшуючи об’єм міжчастинкових пустот, тим самим вивільняючи значну кількість «вільної води», яка раніше була захоплена в цих пустотах, і забезпечуючи чудову текучість бурового розчину навіть при надзвичайно високому вмісті твердих речовин.
2. Додайте розріджувачі/диспергатори (такі як лігносульфонати, похідні дубильної кислоти, акрилові полімерні знижувачі в’язкості тощо).
Ці агенти адсорбуються на поверхні частинок, збільшуючи щільність негативного заряду на поверхні та підсилюючи електростатичне відштовхування подвійного електричного шару, який ефективно руйнує структуру глиняного «картонного будинку» та мережу флокуляції, вивільняючи захоплену воду у «вільну воду» та значно зменшуючи як динамічні, так і статичні сили зсуву бурового розчину.
3. Використовуйте високомолекулярні полімери (наприклад, поліаніонну целюлозу PAC, PHPA):
Для формування полімерного адсорбційного шару певної товщини на поверхні частинок твердої-фази; шари, що перекриваються, створюють сили стеричного відштовхування, які перешкоджають агломерації та осіданню бариту.
У бурових рідинах-на основі води-високої щільності породи пласта (такі як аргілліт) піддаються гідратації та дисперсії, утворюючи велику кількість субмікронних колоїдних частинок, які значно збільшують питому площу поверхні, споживають значну кількість вільної води та викликають експоненціальне зростання в’язкості.
4. Додавання іонів калію (K⁺), іонів кальцію (Ca²⁺) або інгібіторів органічних амінів:
Гідратаційне розширення та дисперсія глини та кам’яних обрізків сильно пригнічується, таким чином контролюючи тенденцію до збільшення концентрації колоїдних частинок у системі є важливим способом.
