Dung dịch khoan mật độ-cao (thường đề cập đến những dung dịch có mật độ lớn hơn 1,80 g/cm³ hoặc thậm chí lên tới 2,50–2,80 g/cm³) là không thể thiếu để khoan giếng sâu, giếng cực-sâu và các thành tạo dầu khí áp suất cao-. Tuy nhiên, do hàm lượng pha rắn cực cao (ví dụ, barit) và pha lỏng tương đối thấp (nước tự do), các tương tác hạt mạnh xảy ra, làm cho các đặc tính lưu biến (độ nhớt và ứng suất cắt) dễ bị mất ổn định hoặc thậm chí biểu hiện hành vi dày đặc hoặc hóa rắn.
How can flow characteristics be effectively controlled? There are four ways to go>
1. Tối ưu hóa phân bố kích thước hạt:
Đây là cách hiệu quả nhất để giảm độ nhớt ma sát tiếp xúc của các hạt pha rắn.
Sử dụng barit có kích thước hạt khác nhau hoặc hỗn hợp bột quặng sắt để lấp đầy khoảng trống giữa các hạt lớn hơn, có thể đạt được "mật độ đóng gói tối ưu".
Việc nén chặt làm giảm va chạm và ma sát trực tiếp giữa các hạt trong dòng chảy đồng thời giảm đáng kể thể tích khoảng trống giữa các hạt, do đó giải phóng một lượng đáng kể "nước tự do" bị mắc kẹt trước đó trong các khoảng trống này và đảm bảo tính lưu động tuyệt vời của dung dịch khoan ngay cả ở mức hàm lượng chất rắn cực cao.
2.Thêm chất pha loãng/chất phân tán (chẳng hạn như Lignosulfonates, dẫn xuất axit Tannic, chất giảm độ nhớt polyme acrylic, v.v.).
Các tác nhân này hấp phụ lên bề mặt hạt, làm tăng mật độ điện tích âm trên bề mặt và tăng cường lực đẩy tĩnh điện của lớp điện kép, giúp phân hủy hiệu quả cấu trúc "ngôi nhà bìa cứng" và mạng lưới keo tụ của đất sét, giải phóng nước bị mắc kẹt thành "nước tự do" và làm giảm đáng kể cả lực cắt động và lực cắt tĩnh của dung dịch khoan.
3. Sử dụng các polyme phân tử cao (ví dụ: Polyanionic cellulose PAC, PHPA):
Để hình thành lớp hấp phụ polyme có độ dày xác định trên bề mặt hạt pha rắn; các lớp chồng lên nhau tạo ra lực đẩy không gian ngăn chặn sự kết tụ và lắng đọng barit.
Trong dung dịch khoan gốc nước có mật độ-nước{1}}cao, các phần cắt thành tạo (chẳng hạn như đá bùn) trải qua quá trình hydrat hóa và phân tán, tạo ra một số lượng lớn các hạt keo dưới micromet làm tăng đáng kể diện tích bề mặt cụ thể, tiêu thụ lượng nước tự do đáng kể và làm cho độ nhớt tăng theo cấp số nhân.
4.Bổ sung ion kali (K⁺), ion canxi (Ca²⁺), hoặc chất ức chế amin hữu cơ:
Sự giãn nở và phân tán hydrat hóa của đất sét và đá cắt bị ức chế mạnh, do đó việc kiểm soát xu hướng tăng nồng độ hạt keo trong hệ thống là cách thiết yếu.
