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粘土是海水钻井液与完井液的重要组成部分,海水钻井液与完井液要求所有粘土在海水中都有很好的分散性,起到增加粘度、切力,悬浮钻屑,稳定井壁的作用。
海水钻井液与完井液的主要粘土是海泡石族矿物,它包括海泡石、凹凸棒石、玻缕缟石(又名山软水)。它们是链状构造的硅酸盐。经过人工改造的蒙脱石也是海水钻井液与完井液的主要配浆材料。
粘土对阴离子的吸附有两种方式:一种是物理吸附,另一种是离子吸附。由于AI-O-H键是两性的,所以粘土颗粒有可能带负电荷,也有可能带正电荷。这里起关键作用的是pH值。在碱性条件下,粘土颗粒一般不吸附阴离子,或者对阴离子的吸附很弱,而在酸性条件下,则能够吸附阴离子,其吸附量随pH值的下降而增加。粘土矿物对阴离子的吸附与PH值的关系见表。
关于粘土颗粒对OH-和SiO3^2-的吸附:OH-是一种比较特殊的离子,它的半径较小(1.45A),同时又是一个极性离子(O2-H+)-,能够形成氢键,所以在pH值较高的钻井液与完井液中,OH-可以与粘土矿物晶格表面形成氢键而吸附,增加粘土表面的负电荷,从而增加水化能,增加粘土的分散性。
根据与胶核中离子相似的离子或原子团可以被选择吸附的法则,粘土颗粒也可以吸附SiO3^2-。
文章来源:洛克斯石油论坛 洛克斯石油网 |
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