鉆井液原理第二章粘土礦物

粘土礦物和粘土膠體化學(xué)基礎(chǔ)鉆井液工藝原理電子教案第二章上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄返回鉆井液工藝原理電子教案—第二章鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!粘土粘土與鉆井的關(guān)系（1）粘土作為鉆井液的重要組成成分，配漿原材料。（2）鉆井過程中井眼的穩(wěn)定性，泥頁巖的主要組成部分，75%地層為泥頁巖，90%的井壁不穩(wěn)定發(fā)生在泥頁巖。（3）油氣層的保護(hù)，粘土礦物膨脹與鉆井液配漿粘土堵塞。上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄返回前言（2）粘土：疏松的尚未固結(jié)成巖的以粘土礦物為主的（≥50%）沉積物。

（3）粘土巖（俗稱：泥頁巖）：粘土礦物經(jīng)沉積、固結(jié)成巖作用后成為粘土巖。

（1）粘土礦物：細(xì)分散的（≤2um）含水的鋁硅酸鹽類礦物的總稱，可進(jìn)一步分為晶質(zhì)（具有晶體結(jié)構(gòu)的）和非晶質(zhì)，自然界中所見到的粘土礦物絕大多數(shù)是晶質(zhì)的。

鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!鉆井液工藝原理電子教案第二章節(jié)粘土礦物的晶體構(gòu)造上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄返回一、粘土礦物的兩種基本構(gòu)造單元1、硅氧四面體與硅氧四面體晶片

硅氧四面體：有一個硅原子與四個氧原子，硅原子在四面體的中心，氧原子在四面體的頂點，硅原子與各氧原子之間的距離相等，其結(jié)構(gòu)見右圖。頂氧

底氧

鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!硅氧面體晶片：指硅氧四面體網(wǎng)絡(luò)。硅氧四面體網(wǎng)絡(luò)由硅氧四面體通過相臨的氧原子連接而成，其立體結(jié)構(gòu)見右圖。鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!鋁氧八面體晶片：多個鋁氧八面體通過共用的OH連接而成的AL-O八面體網(wǎng)絡(luò)鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!（2）2：1型晶層：由兩個硅氧四面體晶片與一個鋁氧八面體晶片構(gòu)成。氧原子氧原子Si-O晶片Al-O晶片Si-O晶片節(jié)粘土礦物的晶體構(gòu)造鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!1、基本概念鉆井液工藝原理電子教案第二章上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄返回二、幾種常見粘土礦物的晶體構(gòu)造（1）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)不變，產(chǎn)生過剩電荷的現(xiàn)象。Si-O四面體：Al3+取代Si4+

Al-O八面體：Mg2+、Fe2+取代Al3+粘土帶負(fù)電荷鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!（2）陽離子交換容量（C.E.C)

定義：分散介質(zhì)PH=7時，100g粘土所能交換下來的陽離子的毫摩爾數(shù)（以一價陽離子毫摩爾數(shù)表示）。C.E.C可用來表示粘土在水中帶電性的多少，它與粘土的水化分散、吸附等性質(zhì)密切相關(guān)。（3）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)，m3/T。造漿率粘土的水化分散能力鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!②高嶺石特點Si-OAl-OOHOA、1：1型粘土礦物B、幾乎不存在晶格取代，負(fù)電量少C、晶層間引力以氫鍵為主，引力強，晶層間距C=7.2?問題：高嶺石屬非膨脹性粘土礦物，為什么？高嶺石上下相臨的層面，一面為OH面，另一面為O面，而O與OH很容易形成氫鍵，層間引力較強，晶層間連接緊密，水分子不易進(jìn)入晶層。鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!⑵蒙脫石Al-OSi-OSi-OSi-OSi-OAl-O①蒙脫石晶體結(jié)構(gòu)示意圖鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!D、C.E.C大（70-130mmol/100g土)

Ｅ、造漿率高◆蒙脫石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，引起蒙脫石水化膨脹?！裘擅撌?fù)電荷多，吸附陽離子數(shù)量，水化陽離子給粘土帶來厚的水化膜，使蒙脫石水化膨脹。因為蒙脫石具有很強的水化膨脹能力，造漿率高，所以它是鉆井泥漿的主要配漿材料。原因在于蒙脫石存在晶格取代，所以帶負(fù)電荷較多，周圍吸附的陽離子數(shù)目較多，可發(fā)生交換的陽離子數(shù)目多，所以C.E.C大。鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!②伊利石特點

Al-OSi-OSi-OK+A、2：1型粘土礦物B、存在晶格取代，取代位置主要在Si-O四面體中，且取代數(shù)目比蒙脫石多，產(chǎn)生的負(fù)電荷由等量的K+來平衡。C、晶層間引力以靜電力為主，引力強，晶層間距C=10?，屬非膨脹型粘土礦物。為什么？鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!D、C.E.C大介于高嶺石與蒙脫石之間（20-40mmol/100g土)

?蒙脫石由于晶格取代作用產(chǎn)生的負(fù)電荷由K+來平衡，由于蒙脫石取代位置主要在Si-O四面體中，產(chǎn)生的負(fù)電荷離晶層表面近，故與K+產(chǎn)生很強的靜電力，K+不易交換下來。?

K+的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個氧與它配伍，因此，K+連接通常非常牢固，不易交換下來。Ｅ、造漿率低鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!海泡石族

海泡石俗稱抗鹽土，屬鏈狀構(gòu)造的含水鋁鎂硅酸鹽礦物，主要包括：海泡石、凹凸棒石、坡縷縞石等。它的晶體構(gòu)造多為纖維狀，其特點是：硅氧四面體所組成的六角環(huán)都依上下相反方向?qū)α?，并且相互間被其它的八面體氧或氫氧群所連接，鋁或鎂位居八面體的中央，同時，構(gòu)造中還保留了一系列的晶道，具有極大的內(nèi)部表面，水分子可以進(jìn)入內(nèi)部孔道。實驗證明，海泡石和凹凸棒石不僅抗鹽性好，抗溫性亦比膨潤土好。目前鉆井中使用的海水鉆井液、鹽水（飽和鹽水）鉆井液一般使用海泡石配漿，而抗高溫鉆井液則一般使用凹凸棒石作為配漿粘土，性能要比普通造漿土好得多。

鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!鉆井液工藝原理電子教案第二章上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄返回第二節(jié)粘土的性質(zhì)一、帶電性前言?定義：指粘土礦物在與水接觸時的帶電符號和帶電量?粘土帶電性驗證：電泳實驗（粘土在水中移向正極，帶負(fù)電荷）

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2、表面羥基與H+與OH-的反應(yīng)（可變電荷）在酸性環(huán)境中：羥基與H+反應(yīng)，粘土帶正電性。﹥Al-OH+H+﹥Al++OH-在堿性或中性條件下：羥基與OH-反應(yīng)，粘土帶負(fù)電性。﹥Al-OH+OH-﹥Al-O-+H2O鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!粘土礦物帶電量粘土帶電量通常用C.E.C表示，C.E.C越大，說明粘土所帶負(fù)電荷越多，三種常見粘土礦物的C.E.C大致如下。礦物名稱C.E.C高嶺石3-15蒙脫石70-130伊利石20-40思考題：為什么伊利石單位晶胞所帶負(fù)電荷比蒙脫石多，而C.E.C卻比蒙脫石??？CEC：pH值等于7的水溶液中1千克粘土中可被交換出來的陽離子電荷總數(shù)。

鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!第三節(jié)粘土的水化膨脹作用一、定義水化：粘土礦物表面容易吸附較多水分子的特性。膨脹：粘土吸水后體積增大的性質(zhì)。膨脹性是衡量粘土親水性的指標(biāo)，親水性越強，吸水量越大，水化膨脹越厲害。鉆井液工藝原理電子教案第二章上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄返回二、粘土的水化膨脹性二、水化膨脹機理

各種粘土都會吸水膨脹，只是不同的粘土礦物水化膨脹的程度不同而已。粘土水化膨脹受三種力制約：表面水化力、滲透水化力和毛細(xì)管作用。鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!擴散雙電層的形成：+滑動面吸附的可交換陽離子解離,形成擴散雙電層,產(chǎn)生負(fù)電性,晶層間相互排斥,間距增大,表現(xiàn)出膨脹性水(3)粘土的膨脹膨脹后分散二、粘土的水化膨脹性上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄返回鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!膨脹量：單位重量粘土的膨脹體積（體積不受限制），另外一種表示方法水化應(yīng)力，即體積保持不變時，泥頁巖水化所產(chǎn)生的應(yīng)力效應(yīng)。

123傳感器二、粘土的水化膨脹性上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄返回鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!第三節(jié)粘土的水化膨脹作用鉆井液工藝原理電子教案第二章上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄返回三、粘土的吸附性1、吸附：物質(zhì)在兩相界面上自動濃集(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）物理吸附：范德華引力引起，一般無選擇性，吸附熱較小，容易脫附2、吸附分類化學(xué)吸附：化學(xué)鍵力引起，具有選擇性，吸附熱較大，不易脫附。例：陰離子和非離子處理劑在粘土上的吸附例：陽離子處理劑在粘土上的吸附鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!四、粘土的凝聚性（1）概念：粘土礦物（顆粒）在水分散體系狀態(tài)下，通過不同的聯(lián)結(jié)方式產(chǎn)生絮凝或聚結(jié)（集）的現(xiàn)象。粘土顆粒的聯(lián)結(jié)：絮凝和聚結(jié)（集）（2）粘土顆粒聯(lián)結(jié)方式

上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄返回鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!試驗：淡水泥漿鈣侵后，失水增大，產(chǎn)生絮凝，粘土顆粒逐漸增大，進(jìn)一步增加鈣離子濃度，最終破壞粘土顆粒的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，形成水土分離的現(xiàn)象。

四、粘土的凝聚性上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄返回鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!5.分散度和比表面

分散度D：分散程度的量度，通常用分散相顆粒平均直徑或長度a的倒數(shù)來表示。D=1／a比表面S比：物質(zhì)分散度的另一種量度，其數(shù)值等于全部分散相顆粒的總面積S與總質(zhì)量m(或總體積v)之比S比＝S／vm-1S比＝S／mm2／kg細(xì)分散體系：S比≥104m2／kg；a=1nm-1um分散體系粗分散體系。S比≤104m2／kg；a=1-40um上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄返回第三節(jié)粘土膠體化學(xué)基礎(chǔ)鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!Fick擴散定律指出濃度的存在是發(fā)生擴散作用的前提。Fick第二定律則是討論擴散方向上一定位置處的濃度隨時間的變化情況，表達(dá)式它可以在定律的基礎(chǔ)上，根據(jù)物料平衡（質(zhì)量守恒定律）推導(dǎo)出來，但對于大多數(shù)體系來說，擴散系數(shù)D，特別是線型大分子溶液的D是濃度的函數(shù)，因此，上式應(yīng)該寫成鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!

2、沉降與沉降平衡

膠體質(zhì)點在外力場（重力場）中的定向運動，稱為沉降運動。如鉆井液中的粘土顆粒在重力場的作用下，粒子沉降，下部粒子濃度增加，上部濃度降低，破壞了膠體體系的均勻性，又引起擴散作用，即下部較濃粒子向上運動，使體系濃度趨于均勻，因此，沉降作用和擴散作用是一對矛盾體的兩個方面。

質(zhì)點與介質(zhì)之間存在密度差時，懸浮在介質(zhì)中的質(zhì)點在重力場的作用下將受到一凈力（即介質(zhì)的浮力作用）V(ρ-ρ0)g的作用，其中，V質(zhì)點體積，ρ和ρ0分別表示質(zhì)點和介質(zhì)的密度，g為中力加速度。在該力的作用下，視質(zhì)點與介質(zhì)密度的相對大小，將作下沉或上浮加速運動，質(zhì)點在介質(zhì)中的運動又會受到介質(zhì)的阻力，當(dāng)其運動速度不太大時（膠體質(zhì)點的沉降屬于該情形），阻力與速度成正比，比例系數(shù)f稱為阻力系數(shù)。即：F阻力=fv

鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!沉降公式具有以下幾個規(guī)律a.v∝r2即沉降速度與質(zhì)點大小有顯著依賴關(guān)系b.v∝Δρ說明調(diào)節(jié)密度差可以控制沉降速度c.v∝1/η說明沉降速度與介質(zhì)粘度有關(guān)，因此可以改變介質(zhì)的粘度控制質(zhì)點的沉降速度。注：由于我們研究的對象主要針對鉆井液，且受力場也主要為重力場，所以氣溶膠的沉降和擴散現(xiàn)象，質(zhì)點在離心場中的沉降等內(nèi)容我們不再展開。鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!（2）擴散雙電層1924年，Stern提出了較為完善的擴散雙電層理論：從能量最低原則考慮，質(zhì)點表面的電荷不會聚在一起，而是分布在整個質(zhì)點表面，質(zhì)點和介質(zhì)作為一個整體是電中性的，因此質(zhì)點周圍的介質(zhì)中勢必分布著與質(zhì)點粒子電荷數(shù)相等的反離子，于是在質(zhì)點表面電荷與周圍介質(zhì)的反離子的固液界面之間就形成了雙電層。雙電層中的反離子一方面受到固體表面電荷的吸引，靠近固體邊面，另一方面，由于反離子的熱運動，又有擴散到液體內(nèi)部去的能力，這兩種相反作用的結(jié)果，使得反離子擴散地分布在質(zhì)點顆粒的周圍，形成擴散雙電層。在擴散雙電層中反離子的分布是不均勻的，靠近固體表面處密度高，形成緊密層（吸附層）。擴散雙電層的距離有多大：帶電質(zhì)點表面吸附的反離子，隨著與固體界面的距離增加分布逐漸減少，到了質(zhì)點電荷電力線所不能及的距離處，反離子電荷分布為零（此時，溶液是均勻的），從固體表面到反離子為零處的這一層稱為擴散雙電層。比如說，粘土顆粒表面帶負(fù)電，則周圍吸附的反離子為正離子，靠近粘土表面的這一層，成為吸附層，從粘土顆粒表面到正離子分布為零處，成為擴散雙電層。

鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!（3）粘土溶膠、懸浮體雙電層的特點由于粘土顆粒在水中成片狀，層面與端面的結(jié)構(gòu)不同，因此可以形成兩種不同的雙電層結(jié)構(gòu)，即粘土膠體雙電層的兩重性，也是與其他許多膠體的不同點。a.粘土層面上的雙電層結(jié)構(gòu)

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b.粘土端面上的雙電層結(jié)構(gòu)粘土礦物晶體端面上裸露的原子結(jié)構(gòu)和層面上不同，在端面上，粘土晶格中鋁氧八面體與硅氧四面體原來的鍵被斷開了。鋁氧八面體的端部表面相當(dāng)于鋁礬土[Al(OH)3]顆粒的表面。前面曾指出過，由于溶液pH的不同，它可以解離出不同的電荷，在堿性環(huán)境中，氫被解離，端面帶負(fù)電，形成的雙電層與層面上的相同；而在酸性環(huán)境中，氫氧根（OH-）被解離，端面帶正電，可以形成正溶膠形式的雙電層。硅氧四面體晶片的端面，通常由于H+離子解離而帶負(fù)電，但粘土懸浮體中往往又存在少量的Al3+離子，它可以吸附在硅氧四面體的斷鍵處，從而使之帶正電。粘土端面可以形成正溶膠形式的雙電層，與電泳試驗觀察到的粘土顆粒帶負(fù)電并不矛盾，因為顆粒端面所帶正電荷與層面上所帶負(fù)電荷相比，非常少，因此，就整個粘土顆粒而言，它所帶的凈電荷是負(fù)的，所以在電場作用下向正極移動。鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!

4、粘土-水膠體分散體系的穩(wěn)定性

膠體的穩(wěn)定與破壞是膠體化學(xué)的核心問題。膠體是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，這是因為膠體是高度分散的多相分散體系，具有很大的比表面和表面能，根據(jù)表面能自動下降原理，膠體質(zhì)點有自發(fā)聚結(jié)變大的趨勢，以降低表面能。所以膠體不同于溶液屬熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，膠體體系的穩(wěn)定是相對的、暫時的、有條件的，不穩(wěn)定是絕對的。鉆井液作為一種復(fù)雜的膠體體系，我們在其中加入的很多處理劑都是調(diào)整鉆井液性能，維護(hù)其穩(wěn)定性。

鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!（2）聚結(jié)穩(wěn)定性影響因素3、聚結(jié)穩(wěn)定性影響因素

（1）粒子間作用力引力：范德華引力斥力靜電斥力（擴散雙電層）水化膜斥力（水分子在粒子周圍定向排列）①電解質(zhì)濃度②反離子價數(shù)③反離子直徑壓縮擴散雙電層負(fù)電性斥力壓縮擴散雙電層負(fù)電性斥力水化半徑越容易靠近粒子壓縮擴散雙電層負(fù)電性斥力鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!

（4）兩個溶膠粒子間的吸力

溶膠粒子間的吸力實際上是范德華力，指的是以下三種涉及偶極子的長程相互作用：兩個永久偶極子之間的相互作用、永久偶極子與誘導(dǎo)偶極子間的相互作用以及誘導(dǎo)偶極子之間的色散相互作用。這三種相互作用全系負(fù)值，即相互吸引，其大小與分子間距離的6次方成反比。但是溶膠粒子與單個分子不同，它是許多分子的聚集體，因此，溶膠粒子間的引力是膠體粒子中所有分子引力的總和。溶膠粒子的引力與距離的3次方成反比，屬于“遠(yuǎn)程”范德華引力，它甚至在離開顆粒表面100nm或更遠(yuǎn)的距離上仍其作用。

兩個溶膠粒子間引力的數(shù)學(xué)表達(dá)式：對于同一物質(zhì)，半徑為a的兩個球形溶膠粒子之間的引力位能（相互作用能）其中：A—哈馬克（Hamaker）常數(shù)，10-19~10-20J；H—兩球之間的最短距離。

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（5）膠粒間的斥力膠粒間的斥力來源于兩方面：一是靜電斥力；一是溶劑化膜（水化膜）斥力。膠粒間的靜電斥力是由擴散雙電層引起的。布朗運動造成膠體粒子沿著滑動面錯開，使膠粒帶電，于是膠粒間產(chǎn)生靜電斥力。膠粒間靜電斥力的大小取決于電動電勢的大小，兩個膠粒之間的靜電斥力與電動電位的平方成正比。電動電位的大小與擴散雙電層中反粒子的多少、離子水化膜的厚薄密切相關(guān)。實驗證明，在膠粒周圍，會形成一個溶劑化膜（水化膜）。對于水化膜來說，膜中的水分子是定向排列的。當(dāng)膠體粒子相互接近時，水化膜被擠壓變形，但引起定向排列的引力力圖使水分子恢復(fù)原來的定向排列。因此水化膜表現(xiàn)為彈性，成為膠粒接近的機械阻力。另外水化膜中的水和體系中的自由水相比，有較高的粘度，從而增加了膠體粒子之間的機械阻力，這些阻力統(tǒng)稱為水化膜斥力?？傊さ暮穸扰c雙電層的厚度相當(dāng)。當(dāng)然，他還會受電解質(zhì)濃度的影響，當(dāng)電解質(zhì)濃度增大時，擴散雙電層厚度變小，水化膜的厚度也會隨之變薄。

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（6）膠粒間吸引能與排斥能的總和溶膠粒子間的位能是吸引能與排斥能之和。即：V=VA+VR該圖表示兩個帶有相同電荷的膠粒相互趨近時，系統(tǒng)的總位能隨距離的變化規(guī)律。橫坐標(biāo)表示兩個粒子之間的距離，縱坐標(biāo)表示斥力能（正值）與吸引能（負(fù)值），VR表示斥力能曲線，VA表示吸引能曲線，B表示總位能曲線。兩個膠體粒子由遠(yuǎn)及近，由于斥力能的作用稍遠(yuǎn)，而引力能的作用范圍較小，當(dāng)離子氛尚未重疊時，粒子間的“遠(yuǎn)程”引力能在起作用，即吸引能占優(yōu)勢，曲線在橫軸以下，總位能為負(fù)值，出現(xiàn)第二極小值，粒子之間開始絮凝；隨著距離逐漸縮小，離子氛（擴散雙電層）重疊，斥力能逐漸起作用，總位能逐漸上升為正值。當(dāng)兩個膠?？拷揭欢ň嚯x時，總位能達(dá)到最大，出現(xiàn)一個斥能峰（勢壘）E0，只有粒子的動能超過這一點時才能聚沉，因此該斥能峰往往是溶膠穩(wěn)定性的標(biāo)志。越過該點引力隨著距離的減小而迅速增加，總位能迅速減小，出現(xiàn)極小值，粒子發(fā)生聚結(jié)。

鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!（7）影響聚結(jié)穩(wěn)定性的因素膠體粒子之間的引力能是永恒存在的，當(dāng)膠體粒子處于穩(wěn)定狀態(tài)時，引力能被斥力能所抵消而已。一般說來，外界因素很難改變吸引力的大小，但要改變分散介質(zhì)中的電解質(zhì)濃度和價態(tài)勢比較簡單的，而這也是影響膠粒之間斥力能的主要因素。a.電解質(zhì)濃度的影響

電解質(zhì)濃度對電動電位的影響

鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!b.反粒子價數(shù)的影響電解質(zhì)對溶膠聚結(jié)穩(wěn)定性的影響通常用聚沉值和聚沉率兩個指標(biāo)進(jìn)行定量描述。聚沉值（臨界聚沉濃度）：能夠使溶膠發(fā)生聚沉的最低電解質(zhì)濃度。由于各種電解質(zhì)的正負(fù)離子不同、離子價數(shù)不同，所以各種電解質(zhì)的聚沉值不同。另外聚沉值還與溶膠的性質(zhì)、含量、介質(zhì)的性質(zhì)以及溫度、pH值等因素有關(guān)，因此它只是一個相對值。但是如果條件上述條件確定的話，電解質(zhì)對某一溶膠的聚沉值就是一定的。因此，聚沉值可以這樣描述，在指定條件下，能夠使膠體發(fā)生明顯聚沉現(xiàn)象的最低電解質(zhì)濃度，單位：mmol/l。聚沉值越小，電解質(zhì)的聚沉能力越強。

聚沉率：聚沉值的倒數(shù)。聚沉濾越大，電解質(zhì)的聚沉能力越強。鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!c.反離子大小的影響同價離子的聚沉率相近，但仍存在一定差別，特別是一價離子的差別比較明顯，按各離子聚沉能力進(jìn)行排序，一價陽離子的排列順序為：H+>Cs+>Rb+>NH4+>K+>Na+>Li+一價陰離子的排列順序為：F->IO3->H2PO4->BrO3->Cl->ClO3->Br->I->CNS-同價離子聚沉能力的次序稱為感膠離子序，與水化離子半徑從小到大的次序大致相同，主要原因可能是水化離子半徑越小，越容易靠近膠體離子。為什么沒有高價離子的感膠離子序呢？這主要是因為，對于高價離子而言，離子價數(shù)是影響電解質(zhì)聚沉能力的主要因素，而離子的大小則相對不太明顯。電解質(zhì)聚沉值與離子價數(shù)的6次方成正比。鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!e.相互聚沉現(xiàn)象一般情況下，帶相同電荷的兩種溶膠混合后不會發(fā)生變化（當(dāng)然也有例外），若將兩種相反電荷的溶膠混合，則會發(fā)生聚沉現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為相互聚沉或互沉。聚沉的程度與兩膠體的比例有關(guān)，在等電點附近聚沉最完全；兩膠體比例相差較大時，則沉淀不完全。一般解釋是兩種膠體上的電荷相互中和，但不夠完整，因為除了電性中和以外，兩種膠體上的穩(wěn)定劑也可能相互作用形成沉淀，從而破壞了膠體的穩(wěn)定性。穩(wěn)定劑一種穩(wěn)定正離子，一種穩(wěn)定負(fù)離子，本身的性質(zhì)是截然相反的，因此，穩(wěn)定劑也可能相互作用形成沉淀。例如：工業(yè)上污水處理，經(jīng)常就使用明礬（氫氧化鋁的結(jié)晶體），由于水中懸浮物一般帶負(fù)電，而明礬的水解產(chǎn)物Al(OH)3帶正電，兩種帶電相反的膠體就會相互吸引而聚沉，從而達(dá)到凈水的效果。鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!（2）高分子的絮凝作用高分子聚合物具有空間穩(wěn)定作用，我們知道了，但是他還有另外一方面作用，與穩(wěn)定作用相反的一方面作用，絮凝作用。既然說它有兩種作用，當(dāng)膠體體系中加入的高分子數(shù)量小于起保護(hù)作用所必需的量時，不但對對溶膠沒有保護(hù)作用，而且往往會造成溶膠對電解質(zhì)的敏感性大大增加，聚沉值減小，稱為高分子的敏化作用。而另外一些高分子能夠直接引起溶膠聚沉，稱為高分子的絮凝作用。（我們鉆井液中用到的處理劑就有選擇性絮凝劑和非選擇性絮凝劑等）。早期使用的高分子絮凝劑多是高分子電解質(zhì)，它們的作用被認(rèn)為是簡單的電性中和。如果高分子電解質(zhì)的大離子與膠體所帶電荷相反，則能發(fā)生互沉作用，至少也會由于電性中和促進(jìn)其它電解質(zhì)的聚沉作用。但電性中和不是高分子絮凝作用的唯一原因?，F(xiàn)在一般認(rèn)為，在高分子濃度較稀時，吸附在質(zhì)點表面的高分子長鏈可能同時吸附在另一質(zhì)點的表面上，通過“搭橋”的方式將兩個或更多的膠體粒子拉在一起，產(chǎn)生絮凝，稱為搭橋機理。它的必要條件是質(zhì)點上存在空白表面。當(dāng)溶液中高分子濃度很大，質(zhì)點表面已完全被吸附的高分子所覆蓋，質(zhì)點就不會再通過搭橋而絮凝，此時高分子起的作用也是保護(hù)作用。

鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!高分子的加入量對絮凝效果也有顯著的影響，存在一最佳加入量，超過此值時絮凝效果反而下降；超出很多，反而起到一定的保護(hù)作用。實驗證明，最佳加入量（產(chǎn)生最佳絮凝效果）大約相當(dāng)于質(zhì)點表面的一半為吸附高分子所覆蓋。高分子絮凝劑與無機凝集劑相比，優(yōu)點在于：a.

效率高。用量一般僅為無機凝集劑的1/200到1/30；b.

絮塊大、沉降快。由于質(zhì)點靠高分子拉在一起，所以絮塊強度大，容易分離；

c.在合適的條件下可以進(jìn)行選擇性絮凝。如在礦泥的回收中，鉆井液的配漿粘土和鉆屑之間進(jìn)行選擇絮凝，沉淀鉆屑，保留配漿粘土。

鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!

2、鋁氧八面體與鋁氧八面體晶片

鋁氧八面體：六個頂點為氫氧原子團，鋁、鐵或鎂原子居于八面體中央(如右圖所示)。鉆井液工藝原理電子教案第二章上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄返回節(jié)粘土礦物的晶體構(gòu)造氧或羥基鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!3、晶片的結(jié)合層面是O層面上是OHSi-O晶片Al-O晶片鉆井液工藝原理電子教案第二章上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄返回節(jié)粘土礦物的晶體構(gòu)造晶層：四面體晶片與八面體晶片以適當(dāng)?shù)姆绞浇Y(jié)合，構(gòu)成晶層（1）1：1型晶層：由一個硅氧四面體晶片與一個鋁氧八面體晶片構(gòu)成。鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!例1：蒙脫石在不發(fā)生晶格取代時，其理想結(jié)構(gòu)式為：Al4Si8O2(OH)4.nH2O蒙脫石的實際結(jié)構(gòu)式為：(1/2Ca,Na)x(MgxAl4-x)(Si8O20)(OH)4.nH2O例2：伊利石在不發(fā)生晶格取代時，其理想結(jié)構(gòu)式為：Al4（Si8O20）（OH）4

伊利石的實際結(jié)構(gòu)式為：(K)xAl4(Si8-xAlx)O20(OH)20鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁!2、幾種常見粘土礦物的晶體構(gòu)造（1）高嶺石①高嶺石晶體結(jié)構(gòu)示意圖鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁!D、C.E.C低（3-15mmol/100g)在三種常見的粘土礦物中，高嶺石的Ｃ.E.C最低。原因在于高嶺石幾乎不存在晶格取代，所以帶負(fù)電荷很少，周圍吸附的陽離子數(shù)目少，可發(fā)生交換的陽離子數(shù)目就更少了，所以C.E.C小。Ｅ、造漿率低高嶺石晶層間以氫鍵為主，引力較強，晶層間連接緊密，水分子不易進(jìn)入晶層間，水化作用僅限于外表面，故水化分散能力差，造漿率低。鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁!②蒙脫石特點A、2：1型粘土礦物B、存在晶格取代，取代位置主要在AL-O八面體中，即AL3+被Mg2+、Fe2+和Zn2+等取代，產(chǎn)生的負(fù)電荷由等量的Na+或Ca2+來平衡。C、晶層間引力以分子間力為主，引力弱，晶層間距C=9.6?-40?，屬膨脹型粘土礦物，為什么？◆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。鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁!（3）伊利石

①伊利石晶體結(jié)構(gòu)示意圖鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁!?由于伊利石取代位置主要在Si-O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)生很強的靜電力，層間引力較強，水分子不易進(jìn)入晶層.?K+的大小剛好嵌入相鄰晶層間的氧原子網(wǎng)格形成的空穴中，周圍有12個氧與它配伍，起到連接作用，水分子不易進(jìn)入晶層；鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第50頁!一般情況下，隨著地層深度的增加，伊利石含量增加蒙脫石含量減少，因此，下部地層縮徑現(xiàn)象少，以剝落掉塊、坍塌為主。

鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第51頁!鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第52頁!電荷產(chǎn)生原因電荷來源1、永久電荷

晶格取代：粘土礦物晶體結(jié)構(gòu)中一部分陽離子被另外一部分陽離子所取代（置換），但晶體結(jié)構(gòu)不變的現(xiàn)象。

由于晶格取代是低價陽離子取代了高價陽離子，產(chǎn)生了過剩的負(fù)電荷，因此，一般情況下粘土帶負(fù)電。

伊利石與蒙脫石相比雖晶層結(jié)構(gòu)相同但由于晶格取代位置不同，因此層面電荷密度不同，水化難易程度不同。

鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第53頁!3、吸附吸附負(fù)電性離子（OH-、SiO32-）：使粘土負(fù)電性增加吸附正電性離子（NW-1）：使粘土負(fù)電性減少分類鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第54頁!常見粘土礦物帶電性區(qū)別礦物名稱帶電原因（主）電荷分布C.E.Cmmol/100g土高嶺石解離邊緣3-15蒙脫石晶格取代AL-O八面體70-130伊利石晶格取代SI-O四面體20-40影響因素：粘土類型；分散程度；CEC；pH值等

鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第55頁!(1)表面水化

①定義：由粘土晶體表面直接吸附水分子和通過所吸附的可交換性陽離子間接吸附水分子而導(dǎo)致的水化。

②表面水化機理

直接水化：粘土表面上的H+和OH-通過氫鍵吸附水分子間接水化：通過所吸附的可交換性陽離子間接吸附水分子

(2)滲透水化

①定義：由于晶層間陽離子濃度大于溶液內(nèi)部的陽離子濃度，因而發(fā)生水的濃差擴散，使水進(jìn)入晶層.

②作用機理：濃差擴散二、粘土的水化膨脹性上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄返回鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第56頁!(4)評價方法：吸水量法和膨脹量法吸水量：總吸水量，單位重量土吸附水的總量（重量或質(zhì)量）；比親水量：單位表面積吸水量（相當(dāng)于表面水化膜厚度）。

泥頁巖比親水量界面物理化學(xué)含義示意圖

二、粘土的水化膨脹性上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄返回鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第57頁!（5）粘土礦物水化膨脹的影響因素a.

粘土的帶電量，增加，膨脹性增大b.

粘土礦物種類，蒙脫石>伊利石>高嶺石c.

粘土礦物補償（可交換）陽離子種類有關(guān)，如鈣土（Ca2+）晶層間距最大可達(dá)1.7nm，而鈉土（Na+）晶層間距可達(dá)4nm。d.

溶液中的離子濃度，離子濃度增加，嚴(yán)重壓縮雙電層結(jié)果：

e.

溫度、濕度等條件有關(guān)二、粘土的水化膨脹性上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄返回鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第58頁!（1）離子交換吸附粘土礦物表面上離子（通常為補償性陽離子）與溶液中同號離子間的交換作用。如自然界中的膨潤土（即蒙脫土）絕大多數(shù)為鈣蒙脫土，可轉(zhuǎn)化為鈉蒙脫土，Ca2+土+Na2CO32Na+土+CaCO3（2）特點同號、等電量、可逆（3）影響因素a.離子價數(shù)離子價數(shù)越大越容易發(fā)生離子交換b.離子半徑離子半徑越大離子水化半徑越小，離子的吸附性越強交換能力越大，通常離子的交換能力由弱到強的排列順序為Li+<Na+<K+(NH4+)<Mg2+<Ca2+<Ba2+<Al3+<Fe3+<H+c.離子濃度

離子濃度越大交換能力越強

三、粘土的吸附性上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄返回鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第59頁!（3）粘土顆粒在水分散體系中的存在狀態(tài)粘土顆粒的存在狀態(tài)決定了粘土懸浮體系的流變性和濾失造壁性（8種）四、粘土的凝聚性粘土顆粒的存在狀態(tài)上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄返回鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第60頁!第三節(jié)粘土的水化膨脹作用鉆井液工藝原理電子教案第二章上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄返回第三節(jié)粘土膠體化學(xué)基礎(chǔ)一、基本概念

1.相：物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)都完全相同的均勻部分。體系中有兩個或兩個以上的相，稱為多相體系.2.相界面：相與相之間的接觸面稱為相界面.3.分散相在多相分散體系中，被分散的物質(zhì).4.分散介質(zhì)：在多相分散體系中，包圍分散相的另一相.例如:水基鉆井液中，粘土分散在水中，粘土為分散相，水為分散介質(zhì).鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第61頁!二、膠體的基本性質(zhì)1、

擴散和布朗運動（1）擴散擴散是物質(zhì)由高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域自發(fā)運移的過程，它是熱力學(xué)第二定律的必然結(jié)果，即均勻分布時體系的熵值最大。擴散作用不僅存在于膠體體系中，在其他領(lǐng)域如工程、物理、生理等很多領(lǐng)域也具有很大的重要性。擴散定律：Fick定律和第二定律Fick定律：擴散與熱傳導(dǎo)相似，沿著某一方向（x方向）發(fā)生擴散時，在dt時間內(nèi)經(jīng)過截面積A的物質(zhì)量dm可以表達(dá)為上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄返回第三節(jié)粘土膠體化學(xué)基礎(chǔ)其中：D稱為擴散系數(shù)，其物理意義是：單位濃度梯度下，在單位時間內(nèi)流經(jīng)單位截面積的溶質(zhì)量，表示物質(zhì)的擴散能力，單位m2s-1，式中右方符號為負(fù)，表示物質(zhì)自高濃度向低濃度移動。

鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第62頁!（2）布朗運動膠體粒子在溶液中的不規(guī)則運動，1826年英國植物學(xué)家Brown將花粉懸浮于水中，并在顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)的。膠體顆粒的運動看似不規(guī)則，實際上與擴散存在著內(nèi)在的聯(lián)系，可以通過著名的愛因斯坦（Einstein）布朗運動公式看出或

可以看出，布朗運動的平均位移與時間1/2次方（t1/2）成正比，還和擴散系數(shù)D1/2成正比，該式說明擴散是布朗運動的宏觀表現(xiàn)，而布朗運動是擴散的微觀基礎(chǔ)。根據(jù)上式，我們可以求出質(zhì)點在某一位置向另一位置移動的平均速率（）：擴散的應(yīng)用，例如可以計算球形質(zhì)點的半徑、非球形質(zhì)點的軸比值（橢球體長短軸之比）等，在此不再詳細(xì)展開。

鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第63頁!隨著質(zhì)點運動速度增加，受到的阻力增大，由于沉降的驅(qū)動力一定（重力與浮力的差值），故在某一速度值二者達(dá)到平衡。V(ρ-ρ0)g=fv此時，質(zhì)點受到的凈力為零，因此保持恒速運動，即沉降速度。事實上，質(zhì)點達(dá)到恒定運動狀態(tài)的時間非常短，一般只需要幾個us到幾個ms之間。對于球形質(zhì)點，下沉的重力為F1=(4/3)πr3(ρ-ρ0)g

由Stokes定律知,球形質(zhì)點下沉?xí)r受的阻力為F2=6πηrv當(dāng)F1=F2，粒子勻速下沉所以v=(2r2/9η)(ρ-ρ0)g球形質(zhì)點在重力場作用下介質(zhì)中的沉降速度公式。

鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第64頁!3、

膠體質(zhì)點周圍的雙電層和電動電位（1）電泳、電滲、電動電位和沉降電位質(zhì)點表面帶電是膠體的重要性質(zhì)，電動現(xiàn)象則是膠體質(zhì)點表面帶電的直接表現(xiàn)。粘土顆粒表面帶負(fù)電。膠體表面帶電是憎液膠體，它是特別是以水為分散介質(zhì)的憎液膠體得以穩(wěn)定的重要原因之一。膠體穩(wěn)定性的實驗規(guī)律主要基于雙電層相互作用的DLVO理論和大分子保護(hù)層的空間穩(wěn)定理論。膠體的電動現(xiàn)象包括電泳、電滲、電動電位與沉降電位的產(chǎn)生。

電泳是在外加電場的作用下，帶電的膠體粒子在分散介質(zhì)中，向與其本身電性相反的電極移動的現(xiàn)象。電滲是在外加電場的作用下，液體對固定的帶電粒子的固體表面作相對運動的現(xiàn)象。電泳觀察到的是質(zhì)點的運動，而電滲則是固體不動液體運動。由此，在外力作用下使固液兩相發(fā)生相對移動時，由于正負(fù)電荷的分布不均，兩相間就會產(chǎn)生電位，稱之為電動電位（電勢）。而膠體顆粒由于重力作用而在介質(zhì)中下沉所產(chǎn)生的電位，稱為沉降電位（電勢）。鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第65頁!因為反離子在溶劑中被溶劑化（如離子的水化），固體表面緊密連接著的部分反離子構(gòu)成的緊密層也叫吸附溶劑化層，其與反離子連同其溶劑化殼擴散的分布在介質(zhì)中，構(gòu)成擴散層。當(dāng)膠粒運動時，界面上的吸附溶劑化層隨著一起運動，與外層分開。吸附溶劑化層與外層錯開的界面稱為滑動面。從吸附溶劑化層界面（滑動面）到均勻液相內(nèi)的電位，稱為電動電位（或ζ電位）；從固體表面到均勻液相內(nèi)的電位，稱為熱力學(xué)電位（表面電位）。熱力學(xué)電位取決于固體表面所帶的總電荷，而ζ電位則取決于固體表面電荷與吸附溶劑化層內(nèi)反離子電荷之差。

鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第66頁!在蒙脫石和伊利石的晶格里，硅氧四面體晶片中部分Si4+可被Al3+取代，鋁氧八面體晶片中部分Al3+可被Mg2+或Fe2+等取代，這種晶格取代的結(jié)果造成粘土晶格表面帶永久負(fù)電荷，于是它們就吸附等電量的陽離子（鈉、鈣、鎂等）。將粘土放入水中，吸附陽離子便會解離，向外擴散，結(jié)果形成了膠粒帶負(fù)電的擴散雙電層。粘土表面緊密的連接著一部分水分子（氫鍵連接）和部分帶水化殼的陽離子，構(gòu)成吸附溶劑化層，其余的陽離子帶著它們的溶劑化水?dāng)U散的分布在液相中，構(gòu)成擴散層。

鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第67頁!

c.

擴散層電位粘土顆粒的電動電位前面講了，它取決于吸附溶劑化層滑動面上的凈電荷數(shù)。擴散層電位：距離固體表面x（x≤擴散雙電層厚度）處的電位φ，是比較微弱的，隨著x的增大，φ成指數(shù)關(guān)系下降：其中：φ—擴散層中任一點的電位；φ0—熱力學(xué)電位（表面電位）；K—德拜參數(shù)；定義：擴散雙電層（離子氛）厚度的倒數(shù)，擴散雙電層厚度=1/K；x—距離固體表面的距離。上式可以看出，x=1/K，φ=φ0/e；x→∞，φ→0；x=0，φ=φ0。鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第68頁!(1)名詞(2)動力穩(wěn)定性影響因素動力穩(wěn)定性：在重力作用下，分散相粒子是否容易下沉的性質(zhì)聚結(jié)穩(wěn)定性：分散相粒子是否容易自動聚結(jié)變大的性質(zhì)失去聚結(jié)穩(wěn)定性失去動力穩(wěn)定性a.重力影響b.布朗運動：當(dāng)顆粒直徑>5um時，就沒有布朗運動顆粒在液體介質(zhì)中受到的凈重力為：F1=（4/3）πr3(ρ-ρ0)gc.介質(zhì)粘度固體顆粒在液體介質(zhì)中的下沉速度為：v=2r2(ρ-ρ0)g/9?鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第69頁!（3）靜電穩(wěn)定理論：膠體質(zhì)點之間存在著VanderWaals（范德華引力、范氏力）吸引作用，而質(zhì)點在相互接近時，又因為雙電層的重疊而產(chǎn)生靜電排斥作用，膠體的穩(wěn)定性就取決于質(zhì)點之間吸引力與排斥力作用的相對大小。20世紀(jì)40年代，由前蘇聯(lián)科學(xué)家Derjaguin、Landau和荷蘭科學(xué)家Verwey、Overbeek提出了關(guān)于各種形狀質(zhì)點之間的相互吸引能與雙電層排斥能的計算方法，并據(jù)此對憎液膠體的穩(wěn)定性進(jìn)行了定量處理，此即為膠體穩(wěn)定性的DLVO理論。它是目前對膠體穩(wěn)定性，以及電解質(zhì)對膠體穩(wěn)定性的影響解釋得比較完善的理論。如果膠體顆粒在布朗運動中相互碰撞時，吸力大于斥力，則膠粒聚結(jié)變大，失去聚結(jié)穩(wěn)定性，從而失去體系穩(wěn)定；反之，當(dāng)斥力大于吸力時，粒子碰撞后馬上分開，保持分散狀態(tài)，體系保持其穩(wěn)定性。

鉆井液原理第二章粘土礦物共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第70頁!對于兩彼此平行板膠體粒子（如粘土膠體）之間的引力位能：

其中：D—兩平行板間的距離。

以上兩式是指在真空中物質(zhì)