早在2000年初，当我第一次开始研究混合金属氢氧化物时，很少有钻井人员听说过这种液体，更少人见过它的使用。
尽管自1992年以来，MMH在油田中使用较少，但由于存在一系列问题，MMH无法广泛应用于浅水作业。其中最重要的是，混合金属流体看起来相当奇怪，而且过于厚。不止一次，一个好心的泥工在美丽的MMH液体中添加了分散剂，从而破坏了它。
多年来，我们见证了人们对混合金属流体的理解和接受程度不断提高。今天，所有主要的流体公司都在他们的生产线上提供混合金属添加剂。这些都是相似的，尽管有些声称比竞争版本更有好处(真实的或想象的)。许多真正的好处在于一家公司提供的技术支持的质量，或者是他们提供的混合金属系统的添加剂。
尽管多年来该技术一直在进步，但对于所有混合金属系统来说，我们仍然面临着另一个基本问题:它们很难在现场进行测试。你不能使用Marsh漏斗，因为优秀的MMO流体会一直停留在锥体中，而不会填满杯子。六速范恩粘度计的用途值得怀疑(当然，双速版本也毫无用处，原因我将在下个月解释)。那么，我们还剩下什么?我将在这里和下个月的专栏中讨论大量的定性评估和技巧。
首先，对于不熟悉的人，我将简要解释什么是混合金属型流体以及它是如何工作的。混合金属流体使用胶体粘土(膨润土或凹凸棒土)与弱阳离子、微观结晶添加剂(混合金属部分)的组合。混合金属流体具有惊人的剪切减薄能力，可以悬浮高尔夫球大小的岩石，同时在剪切作用下仍可泵送且保持稀薄。它们可能是在砾石或河流下运行的唯一最好的流体。混合金属流体不耐阴离子添加剂，需要长时间的混合才能获得最佳性能。每批粘土的混合时间长达1小时并不罕见，理想的基础粘土都是未经API第10节规定的。
混合金属添加剂一般分为三种商业级:
- 嗯(mixed-metal氢氧根):最古老的形式。它是最贵的，也是最挑剔的。主要由镁、铝和相关的氢氧化物组成。它极不耐阴离子添加剂、潮湿和空气暴露，而且保质期很短。纯的，新鲜的MMH可以做令人惊奇的事情，但我已经很多年没有看到它的纯形式了。
- MMO (mixed-metal氧化物):类似于MMH，但生产成本更低。它比MMH更常用，而且通常使用起来更容易。可由MMH加热制成。大多数类型的切割与其他添加剂，以帮助延长货架寿命或帮助处理添加的阴离子。
- MMS (mixed-metal硅酸盐):不同的晶体结构和元素组成。制造这种材料是为了避开其他两种材料的专利。它通常以混合的形式出售，表现类似于各种MMO类型。
不管别人怎么说，所有的混合金属流体都最好与未经处理的不添加聚合物的膨润土(API 13A第10节或类似)。虽然使用处理过的粘土可以制成良好的混合金属流体，但通常需要更多的混合金属添加剂，更多的粘土，更长的混合时间，因此，比使用未经处理的粘土成本更高。
最后，混合金属系统可以在非常低的压力(一半或更低)和较低的泵送速率下进行泵送，因为不必担心携带岩屑的湍流。
伟大的真理
在我们进一步讨论之前，让我们先讨论一下混合金属体系的伟大真理:
有真正的混合金属系统，也有伪装成混合金属系统的东西，因为它们含有混合金属成分。并非所有含有混合金属材料的材料都显示出真正的混合金属流变性。
掺有混合金属的泥浆很容易被破坏，从而转化成几乎没有我们希望通过这项技术实现的真正效益的东西。最好的混合金属体系可以悬浮高尔夫球大小的岩石，但在剪切下看起来像水一样。如果流体不能做到这一点，那么流体的混合金属流变性就会低于理想状态。由于对混合金属流体的不完全了解、激进的销售做法(即虚假广告)和钻井端的不耐烦，混合金属流体在一些圈子里名声不佳。然而，如果你设计得好，这些系统可以便宜且容易运行。
下面是一个理想的混合配方:
- 淡水
- 0.5磅/桶纯碱(混合2分钟)
- 8 - 10磅/桶符合API 13A Section 10要求的膨润土(30分钟高剪切混合)
- 1磅/桶混合金属添加剂(20分钟高剪切混合)
然后，用纯碱或苛性钠保持pH值在10.0或以上即可。就是这样。
现在你有了下一个用于过河或钻砾石的流体，你如何评估它?让我们开始看看一些方法。
简单的外观
在混合槽中，高质量的MMO或MMS流体的表面会有凹坑，带有弹坑和波纹。它会像水一样从循环线流动，但当液体飞溅时，它会结冰，并显示出每一滴和飞溅。如果你的罐的表面是平坦的或在波浪中轻轻晃动，那么你就没有理想的混合金属流变性。火星表面不应该有大量的水。脱水或渗水意味着你有一个过度絮凝的系统，没有产出，需要更多的混合时间。如果你在20分钟的混合后没有看到陨石坑，添加额外的0.5%的膨润土和几磅的混合金属添加剂和剪切额外的20分钟。
筛分试验
一个简单的测试是将液体轻轻地倒入滤网中，如图所示。经过一些初始流动后，流体应该停止，部分充满筛网。当你摇动筛时，这种液体会像雨一样再次流过，留下任何悬浮的岩屑。有些岩屑直径可达一英寸。混合金属型流体非常适合回收系统。
滤液损失
我们一直被告知，在所有钻井条件下，低滤失都是可取的，特别是在砂砾、砾石和鹅卵石地质条件下。混合金属系统不需要传统API程序测试的良好滤失。这对你们中的许多人来说是异端邪说，但现实世界的经验已经证明了这一点。任何添加到混合金属系统中的东西，无论它的电荷有多低，都可以降低系统的悬浮性，而悬浮性是使用混合金属流体的主要原因。
这个世界上很少有东西是真正的非离子型的。如果我们幸运的话，在加入一些“非离子”淀粉后，我们可能能够保持80%的初始悬浮能力，但即使是这些添加剂也有一些阴离子的特性，干扰了混合金属添加剂和粘土之间的神奇联系。我曾测试过所谓的mmo安全滤失添加剂，在某些情况下，发现我的悬浮液下降到与标准膨润土泥浆无异的水平。真是浪费钱和潜力。
现在，这并不是说没有添加剂可以用来改善滤失。许多矿物或塑料防渗材料都可以起作用。膨胀型的LCM和木材纤维不是很好的选择(两者都是令人惊讶的阴离子)。最好避免PAC。
话虽如此，我还想说，滤失对于混合金属添加剂流体并不是那么重要。混合金属流体的损失低得惊人。首先，我们在非常低的泵压和相对较低的泵速下使用这些流体。其次，这些液体只会流入地层几英寸左右，然后就完全停止了。
这给我带来了另一个很好的测试来判断混合金属添加剂液体的质量。把泥土倒入一个玻璃壁的罐子里，里面装满了深深的豌豆砂砾，把罐子放在一个安静的地方半小时左右。优秀的MMO流体应该位于顶部，不会陷进豌豆砂砾中超过一两英寸。劣质的MMO流体最终会像传统钻井泥浆一样流向底部。添加CMC或PAC不会帮助液体停留在砾石上，尽管这些材料肯定能减缓液体流动。只有优质的混合金属流体才会在岩石顶部完全停止，甚至可能悬浮一些。
本文介绍了混合金属流体的基本内容，包括混合金属流体是什么以及如何在钻井作业中使用混合金属流体。下个月，我们将更深入地了解评估它们的方法，包括使用剪切仪和——我最喜欢的——球琴。
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