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钻井液膨润土含量的测定

钻井液膨润土含量的测定,因其所吸附的阳离子不同而分为钠土和钙土两种: 因为钠土水化能力较弱, 造浆能力较高, 所以适合钻井液使用。 钠土一般较少, 多为钙土。 现场使用时, 常把钙土改造成钠土(采用纯碱或烧碱改造) , 来满足钻井液用土的需要。 3、 钠膨润土的用途• ①用作配浆材料。 这是最基本的用途, 用它与淡水可配成各种原浆, 经过化学处理成为符合钻井要求的基浆, 即可用于钻井。• ②用来降低钻井液的滤失量。 钠土可在淡水中水化而分散成较细的颗粒, 形成渗透性较低的滤饼, 从而降低滤失量。• ③用来提高钻井液的粘度和切力。 因为在淡水中分散的粘土片带负电荷, 其端边带有正电荷,所以可互相形成所谓“卡片” 状结构, 产生一定的结构强度, 使钻井液粘切力上升。 • ④用作堵漏剂的组分。 用粘土、 柴油及乳化剂可配成柴油一膨润土堵漏剂, 特别适用于封堵含水漏层, 效果较好。•膨润土质量的好坏不但影响所配钻井液的性能, 而且与所配钻井液接受化学处理剂的能力有很大关系。 所以, 使用不合格的膨润土不但用量大, 而且处理时需用较多的药剂, 不经济。•膨润土在入井前或进库前必须经过严格检查, 不符合质量标准的要严禁入井。 二、 亚甲基蓝亚甲基蓝是一种常见染料, 在水溶液中电离出有机阳离子和氯离子, 其中的有机阳离子很容易与膨润土发生离子交换。 三、 阳离子交换容量(CEC、 亚甲基蓝容量) :每1 00ml钻井液所能吸附亚甲基蓝的毫摩尔数,称为亚甲基蓝容量。粘土一般带负电荷, 粘土的阳离子交换容量是指在分散介质的pH值为7的条件下, 粘土所能交换下来的阳离子总量, 包括交换性盐基和交换性氢。 阳离子交换容量以1 00g粘土所能交换下来的阳离子毫摩尔数来表示符号为CEC(Cation Exchange Capacity) 。 一、工作原理钻井液的阳离子交换容量通常又称为亚甲基蓝容量, 其含义是每100mL钻井液所能吸附亚甲基蓝的毫摩尔数。 由于1mL标准溶液中含有0. 01mmol亚甲基蓝, 因此试验中消耗标准溶液的毫升数在数值上恰好等于钻井液的亚甲基蓝容量。 为了便于计算, 一般情况下假定膨润土的阳离子交换容量等于70mmol/(100g) 。 实验仪器 操作步骤:(1) 用 不带针头的准确量取1 mL钻井液注入适当大小锥形瓶中。(2) 加入10 mL水稀释, 为消除某些有机处理剂干扰,再加入3% 的双氧水l5 mL和0. 5 mL稀硫酸(10 mol/ L) 。(3) 把锥形瓶放在电炉上, 缓慢煮沸l0min, 取下后水冷至室温, 加水稀释至50 mL。 (4) 用 0. 01摩尔/升的亚甲基蓝溶液滴定, 每滴入0. 5mL亚甲基蓝溶液后, 旋摇30 s。(5) 用 搅拌棒沾一滴液体滴到滤纸上, 观察在染色固体斑点周围是否出现绿-蓝色圈, 一旦发现绿-蓝色圈时悬摇锥形瓶2min, 再放一滴在滤纸上, 如色圈仍不消失表明已达滴定终点,若无此色圈, 则继续滴定。 (5) 用 搅拌棒沾一滴液体滴到滤纸上, 观察在染色固体斑点周围是否出现绿-蓝色圈。 若无此色圈, 则继续滴定。(6) 记录亚甲基蓝溶液消耗量。(7) 计算钻井液中膨润土含量:(8) 清洗仪器并摆放整齐。()()()/14.3g L =消耗亚甲基蓝溶液体积数mL钻井膨润土含量钻井液样品的体积数mL× 技术要求(1) 煮沸时切勿蒸干。(2每次加量0. 5 mL, 旋摇锥形瓶30 s, 当固体仍被悬浮时, 用搅拌棒取一滴液体滴在滤纸上, 当染色固体斑点周围出现绿蓝色圈时即达到滴定终点。(3) 若出现绿-蓝色圈, 但随即消失, 说明终点快到,应小心滴定, 直至旋摇2 min后再取一滴液体滴在滤纸上, 若出现蓝-绿色圈并不再消失, 则说明达到终点。 为什么粘土矿物会发生离子交换?钻井液中的粘土颗粒吸附的离子与溶液中的离子之间所进行的当量交换作用, 即为粘土的离子交换吸附。交换的原因有两条: 一是离子的晶格取代作用; 二是粘土矿物裸露在外面的OH-与H+发生解离, 使粘土颗粒带负电。粘土分散得越细, 比表面也越大, 吸附能力就越大, 消耗处理剂一般也越多, 阳离子交换容量也越大。吸附量的大小取决于比表面的大小: 比表面越大, 吸附的离子就越多; 比表面越小, 吸附的离子就越少。
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