Salt dissolution in drilling muds — a generalized correlation for mass transfer in non-newtonian fluids

Authors


Abstract

The rate of dissolution of rock salt in drilling mud was measured as a function of flow rate and temperature under conditions simulating those in a well. A water based drilling mud, containing about 10% solids and additives was used, as well as a polymer “mud” composed of a Xanthan gum polymer solution and 5% salt, but no solids. The non-Newtonian muds were pumped through a “slit” flow cell, with a slab of rock salt flush with one side of the cell wall. The data (including water over the same range of conditions) were described by a mass transfer coefficient, and were correlated in dimensionless form based on the theoretical solution of the analogous heat transfer problem, adapted to non-Newtonian fluids. The non-Newtonian properties were described by an effective viscosity, which is consistent with either the power law or Bingham plastic viscosity model.

Abstract

On a mesuré la vitesse de dissolution de sel de roche dans des boues de forage en fonction du débit et de la température dans des conditions simulant celles d'un puits. Une boue de forage à base d'eau contenant environ 10% de solides et d'additifs a été utilisée ainsi qu'une «boue» de polymères composée d'une solution de polymères de gomme de xanthane et de 5% de sel sans solides. Les boues non newtoniennes ont été pompées dans une cellule d'éoulement à «fente», avec un panneau de sel de roche tangent à une paroi de la capteur. Les données (incluant l'eau dans la même gamme de conditions) sont décrites par un coefficient de transfert de matière et corrélées sous une forme adimensionnelle basée sur la solution théorique du problème analogue de transfert de chaleur, adaptée aux fluides non newtoniens. Les propriétés non newtoniennes sont décrites par une viscosité effective, qui concorde avec la loi de puissance ou le modèle de viscosité plastique de Bingham.

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