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1、钻井液中膨润土的含量一、膨润土1、含义：以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产2、特点：加水后能膨胀成糊状3、分类：因其所吸附的阳离子不同而分为钠土和钙土两种n 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n 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4、钠膨润土的用途用作配浆材料（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，从而降低滤失量用来提高钻井液的粘度和切力在淡水中分散的粘土片带负电荷，其端边带有正电荷所
2、以粘土片可互相形成所谓“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5、注意事项n 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n 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(methylene blue) 亚甲基蓝是一种常见染料 分子式：C16H18N3SCl3H2O 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
3、三、粘土矿物的离子交换 在粘土形成过程中，粘土晶体产生电荷，一般来说是带负电荷。 由于电中性的原理，即有等当量的反号离子(阳离子)吸附在粘土表面上 吸附的阳离子可以和溶液中的阳离子发生交换作用，这种交换作用称为离子交换吸附最常见的交换性阳离子为钠、钙、镁等交换性阳离子以钠为主称为钠土，以钙为主称为钙土硬水软化就是利用了这一性质加一些化学处理剂（无机、有机)与水中的钙、镁离子交换吸附以后放出钠离子，使硬度下降，这时钙、镁离子沉淀粘土的离子交换吸附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交换的原因 离子的晶格取代作用 粘土矿物裸露在外面的OH-与H+发生解离，使粘土颗粒带
4、负电四、阳离子交换容量(cation exchange capacity)含义：分散介质pH=7时，100g粘土所能交换下来的阳离子毫摩尔数钻井液的阳离子交换容量（亚甲基蓝容量） (CMC)m含义：每100ml钻井液所能吸附亚甲基蓝的量（以mmol为单位）五、工作原理1、测定方法使用亚甲基蓝法测出钻井液的阳离子交换容量通过计算确定钻井液中膨润土的含量2、实验和计算步骤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，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10 moll的稀硫酸0.5 mL 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
5、释至50 mL用质量浓度3.74g/l（相当于0.01mmol/l）的亚甲基蓝标准溶液滴定每滴入0.5ml亚甲基蓝溶液后，旋摇30 s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 若无绿-蓝色圈，则继续滴定 一旦发现，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 n 此时所消耗的亚甲基蓝溶液的量（以ml为单位）即为钻井液的阳离子交换容量，记作 (CEC)m注意：由于1ml标准溶液中含有0.01mmol亚甲基蓝，因此实验中所消耗的标准溶液的量（以ml为单位）在数值上恰好等于钻井液的亚甲基容量n 按式计算钻井液中的膨润土含量（g/l）： fc=14.3(CEC)m （fc钻井液中的膨润土含量）为便于计算，一般情况下假定膨润土的阳离子交换容量等于70（mmol/100g膨润土）