地熱鉆井

高密度水基鉆井液流變性調(diào)控技術(shù)思路

       能夠反映高密度鉆井液黏度原理的表達式。根據(jù)懸浮液黏度理論[6]
 
  可知,懸浮液的黏度與能量消散的速度有關(guān),單位體積懸浮液中非有效流動相體積分數(shù)越大,能量消散的速度就越慢,懸浮液的黏度就越大。因此,懸浮液的黏度與體系中非有效流動相體積分率成正比 :
 
  ηs=f(1–φeff)=f(φs+φδ+φE+φc) (2)式中,φeff為有效流動相體積分率 ;φs為固相體積分率 ;φδ為溶劑化層體積分率 ;φE為束縛水體積分率 ;φc為沉積液體積分率。
 
  根據(jù)鉆井液流變參數(shù)的膠體化學(xué)意義,可令Binhanm 模型中的塑性黏度等于式(2)的黏度,則鉆井液懸浮體系的總黏度可以寫作 :
 
  η=ηs+ηG=f(φs+φδ+φE+φc)+ηG(3)式中,ηG為懸浮液結(jié)構(gòu)黏度。該式可以作為高密度水基鉆井液的黏度模型。公式(3)比較清楚地反映出高密度水基鉆井液黏度產(chǎn)生的原因。根據(jù)該匡韶華等:高密度鉆井液穩(wěn)定性和流變性控制技術(shù) 7表達式可以確定高密度水基鉆井液流變性調(diào)控的思路如下 :①降低膨潤土的含量,從而減小 φs、φδ、φE、φc和 ηG;②采用高密度的加重劑減少總固相含量,從而減小 φs、φδ、φE、φc和 ηG;③采用粒度級配技術(shù),從而減小 φc;④用鐵礦粉與重晶石復(fù)配加重,不但可減少加重劑的加量,又起到了顆粒級配的作用,從而減小 φs、φδ和 φc;⑤使用高效處理劑以減少處理劑的種類和加量,從而減小 φδ;⑥避免使用分子量很高的聚合物處理劑,從而減小 φE和 ηG;⑦增大顆粒的表面斥力,減小顆粒聚集程度,從而減小 φE、φc和 ηG。
 
  3 穩(wěn)定性、流變性控制室內(nèi)實驗優(yōu)選出了一種潤濕分散劑 GR。該處理劑可通過化學(xué)吸附和化學(xué)螯合作用吸附在加重劑顆粒表面上,改變顆粒表面性質(zhì),增大加重劑顆粒間的排斥力,從而改善高密度水基鉆井液的懸浮穩(wěn)定性和流變性。