首页 理论教育 泥浆基本材料介绍-工程钻探与取样技术

泥浆基本材料介绍-工程钻探与取样技术

时间:2023-10-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:泥浆由黏土、水和处理剂组成,黏土和水是必要组分,黏土与水的质量影响泥浆的基础性能。4)配浆用水水是泥浆的重要组成部分,水质对泥浆性能有很大影响。水中影响泥浆性能的主要因素是可溶盐的种类和含量;水中含有高价阳离子或过多低价阳离子都会使黏土水化减弱,泥浆稳定性下降。

泥浆基本材料介绍-工程钻探与取样技术

清水是一种流动性能、冷却润滑性能非常好的冲洗液。加入黏土后流动性能、冷却润滑性能变差了,钻具回转阻力也增大了。为什么还要加土?就因为加土后形成的泥浆携屑、护壁性能强,性能调节范围广,适用于不同的孔内条件。泥浆由黏土、水和处理剂组成,黏土和水是必要组分,黏土与水的质量影响泥浆的基础性能。

1)黏土

黏土是由母岩经分化、搬运、聚集而成,其主要造岩矿物为黏土矿物,还有少量非造岩矿物、有机质及可溶盐。

黏土矿物是含水的铝硅酸盐。SiO2及Al2 O3按不同比例组成不同的黏土矿物,造浆性能是不同的。具代表性的黏土矿物有4类:高岭石族、蒙脱石族、伊利石族和海泡石族。以高岭石族为主要组分的黏土叫高岭土,以蒙脱石为主要组分的黏土叫蒙脱土(膨润土、搬土)。

2)黏土矿物的造浆性能

(1)高岭石:鳞片状晶体,层间结合力强,间距小,水不易进入,故水化分散困难,造浆性能差。

(2)蒙脱石:片状晶体,层间联系力弱、间距大,表面带负电荷多,水易进入层间,故造浆性能最好,可分散成较小颗粒,是配制优质泥浆的原料。

(3)伊利石:晶体结构和蒙脱石类似,但因K+易嵌入其晶格内,增强了层间联系力,表面负电荷也因之减少,所以水化分散能力不强,不宜配制优质泥浆。

(4)海泡石:晶体为纤维状,晶格内空穴大而多,层间水含量达24.3%,有高的热稳定和抗盐性,多用于石油钻探及海上钻探。(www.xing528.com)

3)黏土的水化分散

黏土吸水膨胀,分散成颗粒并稳定在水中叫水化分散。黏土的水化分散过程就是造浆过程。黏土的水化性能与黏土中造浆组分——黏土矿物的种类和所占比例有很大关系。

蒙脱石表面吸附水的能力强,同时其层间结合力弱,距离大,水易进入层间使其膨胀,直至分离。故蒙脱土又叫膨润土,是很好的造浆黏土。

自然界中钙元素占很大比重。钙离子水化能力不强,自然界中的蒙脱土大多为钙土(吸附的阳离子为Ca2+),为提高其水化分散能力,一般都要用低价离子把钙离子交换出来,即使钙土转型为钠土,这一操作过程又叫作黏土的预处理。

4)配浆用水

水是泥浆的重要组成部分,水质对泥浆性能有很大影响。水中影响泥浆性能的主要因素是可溶盐的种类和含量;水中含有高价阳离子或过多低价阳离子都会使黏土水化减弱,泥浆稳定性下降。衡量水质常用总矿化度和硬度。

(1)总矿化度。衡量水中可溶性固体含量(含盐总量)的指标叫总矿化度,用每升水在105℃~110℃烘干所得干涸残渣总量来表示。干涸残渣<1g/L为淡水;1~50g/L为盐水(矿化水),按残渣含量可进一步分为弱、中、强矿化水;干涸残渣>50g/L叫卤水。

(2)硬度。水的高价阳离子主要为Ca2+、Mg2+,它们对造浆影响很大。衡量水中钙、镁离子含量的指标叫水的硬度,按1L水中所含钙、镁离子的毫克当量数可将水分为极软到极硬共7级。每升水中含钙、镁离子超过3.0mg当量即为硬水,硬水一般不适合于造浆。无软水来源时,可对硬水进行软化处理,然后再使用。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈