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文檔簡(jiǎn)介
1、會(huì)計(jì)學(xué)1鉆井液膠體化學(xué)基礎(chǔ)鉆井液膠體化學(xué)基礎(chǔ)主要組成:粘土、水溶性處理劑、電解質(zhì)等。主要組成:粘土、水溶性處理劑、電解質(zhì)等。水基鉆井液膠體粘土水處理劑鉆井液第1頁(yè)/共12頁(yè)粘土膠體化學(xué):粘土膠體化學(xué):在一般膠體化學(xué)規(guī)律在一般膠體化學(xué)規(guī)律指導(dǎo)下,專門研究粘土膠體的生成、指導(dǎo)下,專門研究粘土膠體的生成、破壞和物理化學(xué)性質(zhì)的科學(xué)。破壞和物理化學(xué)性質(zhì)的科學(xué)。膠體:膠體:1-100nm1-100nm(1010-9-9mm)之間的微)之間的微粒分散在另外一種連續(xù)介質(zhì)中所形成粒分散在另外一種連續(xù)介質(zhì)中所形成的分散體系。的分散體系。一、基本概念一、基本概念第2頁(yè)/共12頁(yè)(1) 吸附:物質(zhì)在兩相界面上自動(dòng)濃集
2、(界面濃度大于內(nèi)部 濃度)的現(xiàn)象。 吸附質(zhì):被吸附的物質(zhì)(鉆井液處理劑) 吸附劑:吸附吸附質(zhì)的物質(zhì)(粘土)1、吸附作用二、膠體的基本性質(zhì)二、膠體的基本性質(zhì)第3頁(yè)/共12頁(yè)物理吸附:物理吸附:范德華引力引起,一般無(wú)選擇性,范德華引力引起,一般無(wú)選擇性, 吸附熱較小,吸附熱較小,容易脫附。例:泥漿中陰離子和非離子處理劑在粘土上的吸附。容易脫附。例:泥漿中陰離子和非離子處理劑在粘土上的吸附。(2)分類)分類化學(xué)吸附:化學(xué)吸附:化學(xué)鍵力引起,具有選擇性,吸附熱較大,化學(xué)鍵力引起,具有選擇性,吸附熱較大,不易脫附。例:泥漿中陽(yáng)離子處理劑在粘土上的吸附。不易脫附。例:泥漿中陽(yáng)離子處理劑在粘土上的吸附。1、
3、吸附作用二、膠體的基本性質(zhì)二、膠體的基本性質(zhì)第4頁(yè)/共12頁(yè)定義:指粘土礦物在與水接觸時(shí)的帶電符號(hào)和帶電量粘土帶電性驗(yàn)證:電泳實(shí)驗(yàn)(粘土在水中移向正極,帶負(fù)粘土帶電性驗(yàn)證:電泳實(shí)驗(yàn)(粘土在水中移向正極,帶負(fù)電荷)電荷) 2 2、帶電性、帶電性第5頁(yè)/共12頁(yè) 1809年,俄國(guó)年,俄國(guó)物理學(xué)家物理學(xué)家將將兩支玻璃管插在潮兩支玻璃管插在潮濕的粘土塊中,加濕的粘土塊中,加水至兩管液面相平。水至兩管液面相平。各放一電極,接通各放一電極,接通電源電源。 發(fā)現(xiàn)如下現(xiàn)象:發(fā)現(xiàn)如下現(xiàn)象:正極粘土粒子不斷富集,水變渾濁,且水面略下降,負(fù)正極粘土粒子不斷富集,水變渾濁,且水面略下降,負(fù)極管內(nèi)水慢慢上升極管內(nèi)水慢慢
4、上升結(jié)論:結(jié)論: 濕粘土:濕粘土: 粘土粒子粘土粒子電泳,帶負(fù)電電泳,帶負(fù)電 介質(zhì)水介質(zhì)水電滲,帶正電電滲,帶正電 2 2、帶電性、帶電性第6頁(yè)/共12頁(yè)3 3、膠體顆粒擴(kuò)散雙電層、膠體顆粒擴(kuò)散雙電層 粘土表面吸附的帶相反電荷的正離子(即反離子)與水接觸時(shí),在靜電吸引和熱運(yùn)動(dòng)兩種效應(yīng)的作用下,只有一部分緊密地排在固體表面附近,相距約一、二個(gè)離子厚度稱為吸附層; 另一部分離子按一定的濃度梯度擴(kuò)散到溶液中,稱為擴(kuò)散層。第7頁(yè)/共12頁(yè) 雙電層由吸附層和擴(kuò)散層構(gòu)成。 固體和液體相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),固體帶動(dòng)部分反離子一起滑動(dòng),滑動(dòng)面上的電位即為電位。 電位是指由粘土顆粒所具有的負(fù)電荷與緊密層(吸附層)中的陽(yáng)離
5、子相抵消后的剩余電位,通常為負(fù)值。 第8頁(yè)/共12頁(yè)4 4、粘土、粘土- -水膠體分散體系的穩(wěn)定性水膠體分散體系的穩(wěn)定性 膠體是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系,膠膠體是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系,膠體的穩(wěn)定性是相對(duì)的、暫時(shí)的、體的穩(wěn)定性是相對(duì)的、暫時(shí)的、有條件的,不穩(wěn)定是絕對(duì)的。有條件的,不穩(wěn)定是絕對(duì)的。 鉆井液作為一種復(fù)雜的膠體體鉆井液作為一種復(fù)雜的膠體體系,其中加入的很多處理劑都是系,其中加入的很多處理劑都是調(diào)節(jié)鉆井液性能,維護(hù)其穩(wěn)定性。調(diào)節(jié)鉆井液性能,維護(hù)其穩(wěn)定性。第9頁(yè)/共12頁(yè)膠體穩(wěn)定性包括動(dòng)力穩(wěn)定性和膠體穩(wěn)定性包括動(dòng)力穩(wěn)定性和聚結(jié)穩(wěn)定性。聚結(jié)穩(wěn)定性。動(dòng)力穩(wěn)定性動(dòng)力穩(wěn)定性:在重力作用下,分散相粒:在重力作用下,分散相粒子是否容易下沉的性質(zhì)。子是否容易下沉的性質(zhì)。 例如:在玻璃容器中注滿鉆井液,靜例如:在玻璃容器中注滿鉆井液,靜止止24h24h后,分別測(cè)定上部與下部鉆井液后,分別測(cè)定上部與下部鉆井液的密度,其差值越小,則動(dòng)力穩(wěn)定性越的密度,其差值越小,則動(dòng)力穩(wěn)定性越強(qiáng),說(shuō)明粒子沉降速度很慢。強(qiáng)
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