深井高温高密度水基钻井液流变性控制原理

摘要

研究发现随着钻井液密度的增大,钻井液中重晶石颗粒浓度达到一定数值后,流动时重晶石颗粒直接接触的概率大幅度增加,颗粒间紧密接触的摩擦力随之急剧增加,成为除增加非结构黏度外新的不可忽视的流动阻力.因此,高密度钻井液的表观黏度不再只是现有理论认为的"结构黏度"和"非结构黏度"两部分构成,而应该由三部分构成:表观黏度=非结构黏度(液相黏度+固相粒子-液相界面间的摩擦……)+结构黏度(黏土粒子卡片房子结构,聚合物黏土粒子网状结构)+固相粒子(紧密)接触摩擦引起的黏度……根据颗粒密堆集原理,研究发现体系中含同样质量的颗粒,它们表面接触程度和状态,主要不取决于颗粒的分散度,而与颗粒分散度级数分配有很大关系,可由优选颗粒级配来使之达到最小.利用"小颗粒填缝降黏原理"可以大幅度降低这种高颗粒浓度流体体系流动阻力(黏度、切力).同时研究证实:一定尺寸的填缝小颗粒在高密度钻井液体系中存在"滚动减摩擦作用",也可以进一步降低原有高密度钻井液的流动阻力.