Suuritiheyksiset porausnesteet (jotka viittaavat tyypillisesti niihin, joiden tiheys on yli 1,80 g/cm³ tai jopa 2,50–2,80 g/cm³) ovat välttämättömiä syvien kaivojen, ultra-syvien kaivojen sekä korkean-öljyn ja kaasun paineen poraamiseen. Kuitenkin erittäin korkean kiinteän faasin (esim. bariitti) ja suhteellisen alhaisen nestefaasin (vapaa vesi) vuoksi esiintyy intensiivisiä hiukkasten vuorovaikutuksia, mikä tekee reologisista ominaisuuksista (viskositeetti ja leikkausjännitys) alttiita epävakaudelle tai jopa paksuuntumis- tai jähmettymiskäyttäytymiselle.
How can flow characteristics be effectively controlled? There are four ways to go>
1. Hiukkaskokojakauman optimointi:
Tämä on tehokkain tapa vähentää kiinteiden{0}}faasihiukkasten kosketuskitkaviskositeettia.
Käyttämällä eri hiukkaskokoista bariittia tai rautamalmijauheiden seosta täyttämään suurempien hiukkasten välisiä rakoja, voidaan saavuttaa "optimaalinen pakkaustiheys".
Tiukka tiivistys vähentää suoria törmäyksiä ja kitkaa hiukkasten välillä virtauksen aikana samalla, kun se vähentää merkittävästi hiukkasten välistä tyhjätilaa, jolloin vapautuu huomattavia määriä "vapaata vettä", joka on aiemmin jäänyt näihin tyhjiin tiloihin ja varmistaa porausnesteen erinomaisen juoksevuuden jopa erittäin korkeilla kiintoainepitoisuuksilla.
2. Lisää laimennusaineita/dispergointiaineita (kuten lignosulfonaatteja, tanniinihappojohdannaisia, akryylipolymeerin viskositeetin alentamisaineita jne.).
Nämä aineet adsorboituvat hiukkasten pinnoille lisäämällä negatiivisen varauksen tiheyttä pinnalla ja tehostaen sähköstaattista kaksoiskerroksen hylkimistä, mikä hajottaa tehokkaasti saven "pahvitalon" rakenteen ja flokkulaatioverkoston vapauttaen loukkuun jääneen veden "vapaaksi vedeksi" ja vähentäen merkittävästi sekä porausnesteen dynaamisia että staattisia leikkausvoimia.
3. Käytä suurimolekyylisiä polymeerejä (esim. polyanioninen selluloosa PAC, PHPA):
Muodostaa määritellyn paksuisen polymeerin adsorptiokerroksen kiinteän -faasin hiukkasten pinnoille; päällekkäiset kerrokset synnyttävät steerisiä repulsiovoimia, jotka estävät bariitin agglomeroitumisen ja sedimentoitumisen.
Korkean -tiheyden vesi-pohjaisissa porausnesteissä muodostumat (kuten mutakivi) hydratoituvat ja hajoavat, jolloin muodostuu suuri määrä submikronisia kolloidisia hiukkasia, jotka lisäävät merkittävästi ominaispinta-alaa, kuluttavat huomattavasti vapaata vettä ja saavat viskositeetin nousemaan eksponentiaalisesti.
4. Kaliumionien (K⁺), kalsiumionien (Ca²⁺) tai orgaanisten amiini-inhibiittorien lisääminen:
Savi- ja kivihakkuiden hydratoituminen ja leviäminen estetään voimakkaasti, jolloin kolloidisten hiukkasten pitoisuuden kasvutaipumus systeemin sisällä on olennainen tapa hallita.
