Høy-borevæsker (vanligvis refererer til de med en tetthet større enn 1,80 g/cm³, eller til og med opptil 2,50–2,80 g/cm³) er uunnværlige for boring av dype brønner, ultra-dype brønner og høy-olje- og gassformasjoner. På grunn av det ekstremt høye fastfaseinnholdet (f.eks. barytt) og den relativt lave væskefasen (fritt vann), oppstår imidlertid intense partikkelinteraksjoner, noe som gjør reologiske egenskaper (viskositet og skjærspenning) utsatt for ustabilitet eller til og med utviser fortyknings- eller størkningsadferd.
How can flow characteristics be effectively controlled? There are four ways to go>
1. Optimalisering av partikkelstørrelsesfordeling:
Dette er den mest effektive måten å redusere kontaktfriksjonsviskositeten til fastfasepartikler.-
Ved å bruke barytt av varierende partikkelstørrelse eller en blanding av jernmalmpulver for å fylle hullene mellom større partikler, kan "optimal pakkingstetthet" oppnås.
Tett pakking reduserer direkte kollisjoner og friksjon mellom partikler under strømning, samtidig som den reduserer hulromsvolumet mellom partikler betydelig, og frigjør dermed betydelige mengder "fritt vann" tidligere fanget i disse hulrommene og sikrer utmerket fluiditet til borevæsken selv ved ekstremt høye faststoffinnhold.
2. Tilsett fortynningsmidler/dispergeringsmidler (som lignosulfonater, garvesyrederivater, akrylpolymerviskositetsreduserende midler, etc.).
Disse midlene adsorberer på partikkeloverflater, øker den negative ladningstettheten på overflaten og øker den elektrostatiske frastøtningen av det doble elektriske laget, som effektivt desintegrerer leirens "papphus"-struktur og flokkuleringsnettverk, frigjør fanget vann til "fritt vann" og reduserer både de dynamiske og statiske skjærekreftene til borevæsken betydelig.
3. Bruk høymolekylære polymerer (f.eks. polyanionisk cellulose PAC, PHPA):
For å danne et polymeradsorpsjonslag med definert tykkelse på partikkeloverflater i fast fase-; overlappende lag genererer steriske frastøtende krefter som forhindrer agglomerasjon og sedimentering av barytt.
I høy-tetthetsvann-baserte borevæsker gjennomgår formasjonskaks (som slamstein) hydrering og dispergering, og genererer et stort antall submikron kolloidale partikler som betydelig øker det spesifikke overflatearealet, forbruker betydelig fritt vann og får viskositeten til å øke eksponentielt.
4. Tilsetning av kaliumioner (K⁺), kalsiumioner (Ca²⁺) eller organiske aminhemmere:
Hydratiseringsutvidelsen og spredningen av leire og fjellskjæringer er sterkt undertrykt, og dermed er det viktig å kontrollere økningstendensen til kolloidal partikkelkonsentrasjon i systemet.
