Theoretical and Experimental Approach for Understanding the Interactions Among SiO<sub>2</sub>Nanoparticles, CaCO<sub>3</sub>, and Xanthan Gum Components of Water-Based Mud
Notice bibliographique
Résumé
This study aims to understand the interactions among SiO2 nanoparticles (NPs) and the main chemical constituents of bentonite-free water-based mud, including CaCO3 and xanthan gum. To this end, both theoretical and experimental protocols are developed coupling molecular dynamics simulations with filtration and rheological property measurements of mud systems having different NP contents. The resultant filter cakes are inspected to capture the role of interactions among the deposited components. Static filtration tests at high pressure–temperature are carried out on a standard filter paper as well as an in-house prepared sandstone disk. The filtrate volume and filter cake thickness and permeability were reduced by 56, 36, and 72%, respectively, at an optimum NP content of 0.1 wt %. Using the sandstone disk, the mud with the optimum NP content showed a 72 and 59% reduction in spurt loss and total filtrate volume, respectively. Scanning electron microscopy images showed that the NPs improved the morphology of the filter cake. The higher NP–sandstone interaction was successfully described by molecular dynamics simulations, which showed the highest interaction between sandstone and NPs followed by CaCO3 and then the system xanthan gum and water polymer solution. Moreover, the theoretical analysis showed that SiO2 NPs reduced the repulsion energy among the CaCO3 surfaces, promoting a tighter filter cake and subsequently less mud filtrate, as evident experimentally.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».