鉆井液習(xí)題參考答案

1、一、概念1.粘土晶格取代：在粘土礦物晶體中，一部分陽離子被另外陽離子所置換，而晶體結(jié)構(gòu)保持不變的現(xiàn)象。2.鉆井液剪切稀釋性：鉆井液中塑性流體和假塑性流體的表觀粘度隨著剪切速率的增加而降低的特性稱為剪切稀釋性。3.堿度：指溶液或懸浮液對(duì)酸的中和能力。API選用酚酞和甲基橙兩種指示劑來評(píng)價(jià)鉆井液及其濾液堿性的強(qiáng)弱。4.聚結(jié)穩(wěn)定性：分散相粒子是否容易自動(dòng)聚結(jié)變大的性質(zhì)。5.粘土水化作用：粘土礦物表面容易吸附較多水分子的特性。6.流變模式：鉆井

2、液流變性的核心問題是研究各種鉆井液的剪切應(yīng)力與剪切速率之間的關(guān)系。用數(shù)學(xué)關(guān)系式表示稱為流變方程，又稱為流變模式。8.粘土陽離子交換容量：是指在分散介質(zhì)pH=7時(shí)，粘土所能交換下來的陽離子總量，包括交換性鹽基和交換性氫。陽離子交換容量以100克粘土所能交換下來的陽離子毫摩爾數(shù)來表示符號(hào)為CEC。9.造漿率：一噸干粘土所能配制粘度（表觀粘度）為15mPa.s鉆井液的體積數(shù)，m3T。10.頁(yè)巖抑制劑：凡是能有效地抑制頁(yè)巖水化膨脹和分散，主要起

3、穩(wěn)定井壁作用的處理劑均可稱做頁(yè)巖抑制劑，又稱防塌劑。11剪切稀釋性：塑性流體和假塑性流體的表觀粘度隨著剪切速率的增加而降低的特性稱為剪切稀釋性。12動(dòng)切力：塑性流體流變曲線中的直線段延長(zhǎng)線與切應(yīng)力軸的交點(diǎn)為動(dòng)切力，又叫屈服值。13靜切力：使流體開始流動(dòng)的最低剪切應(yīng)力稱為靜切力。14流變性：是指在外力作用下，物質(zhì)發(fā)生流動(dòng)和變形的特征；對(duì)于鉆井液而言，其流動(dòng)性是主要的方面。15濾失造壁性：在壓力差作用下，鉆井液中的自由水向井壁巖石的裂隙或孔

4、隙中滲透，稱為鉆井液的濾失作用。在濾失過程中，隨著鉆井液中的自由水進(jìn)入巖層，鉆井液中的固相顆粒便附著在井壁上形成泥餅(細(xì)小顆粒也可能滲入巖層至一定深度)，這便是鉆井液的造壁性。16粘土高溫分散作用：在高溫作用下，鉆井液中的粘土顆粒分散程度增加，顆粒濃度增加、比表面增大的現(xiàn)象。17鉆井液高溫增稠作用：高溫分散作用使鉆井液中粘土顆粒濃度增加，鉆井液的粘度和切力也均比相同溫度下理想懸浮體的對(duì)應(yīng)值高的現(xiàn)象，稱為高溫增稠作用。18鉆井液高溫膠凝作

5、用：高溫分散引起的鉆井液高溫增稠與鉆井液中粘土含些Mg2被Al3取代而帶正電荷，這些電荷與三層型晶片中的負(fù)電荷平衡（硅氧四面體中的部分硅被鋁取代產(chǎn)生負(fù)電荷），因而整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的電荷很低。7、為什么蒙脫石屬膨脹型粘土礦物？答◆蒙脫石上下相臨的層面皆為O面，晶層間引力以分子間力為主，層間引力較弱，水分子易進(jìn)入晶層。◆蒙脫石由于晶格取代產(chǎn)生較多的負(fù)電荷，在它周圍必然會(huì)吸附等電量的陽離子，水化陽離子給粘土帶來厚的水化膜，使蒙脫石膨脹。8、為什么高嶺

6、石、伊利石和綠泥石屬非膨脹型粘土礦物？答：(1)由于高嶺石單元晶層，一面為OH層，另一面為O層，而OH鍵具有極強(qiáng)的極性，晶層與晶層容易形成氫鍵。因而，晶層之間連接緊密，故高嶺石的分散度低且性能比較穩(wěn)定，幾乎無晶格取代現(xiàn)象，因此高嶺石陽離子交換容量小，水分不易進(jìn)入晶層中間，為非膨脹型粘土礦物；（2）由于伊利石取代位置主要在SiO四面體中，產(chǎn)生的負(fù)電荷離晶層表面近，與吸附的K產(chǎn)生很強(qiáng)的靜電力，層間引力比氫鍵強(qiáng)，水分子不易進(jìn)入晶層。另外，K的

7、大小剛好嵌入相鄰晶層間的氧原子網(wǎng)格形成的空穴中，起到連接作用，周圍有12個(gè)氧與它配伍，因此，K連接通常非常牢固，是不能交換的，故水分子不易進(jìn)入晶層，為非膨脹型粘土礦物；(3)綠泥石晶層間存在氫鍵，加上水鎂石對(duì)晶層的靜電引力，使綠泥石的晶層結(jié)合緊密，水不易進(jìn)入其中。因此綠泥石也屬于非膨脹型黏土礦物。9、什么叫陽離子交換容量？陽離子交換容量與晶格取代數(shù)量由什么關(guān)系？答：粘土的陽離子交換容量是指在分散介質(zhì)的pH值為7的條件下，粘土所能交換下來

8、的陽離子總量，包括交換性鹽基和交換性氫。陽離子交換容量以100克粘土所能交換下來的陽離子毫摩爾數(shù)來表示符號(hào)為CEC；晶格取代數(shù)量愈多的粘土礦物，其陽離子交換容量也愈大。10、粘土礦物表面的帶電性有哪些來源？答：粘土晶體因?yàn)榄h(huán)境的不同或環(huán)境的變化，可能帶有不同的電性，或者說帶有不同的電荷，可分為永久負(fù)電荷、可變負(fù)電荷、正電荷三種，它們產(chǎn)生的原因如下：（1）永久負(fù)電荷：主要由晶格取代作用造成。由于晶格取代是低價(jià)陽離子取代了高價(jià)陽離子，產(chǎn)生了