鹽對水基鉆井液的影響

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鹽對搬土顆粒的影響[

鉆井液中的粘土礦物由于晶格取代其顆粒表面帶有負電荷,吸附陽離子形成擴散雙電層。隨著進入鉆井液的無機鹽陽離子濃度不斷增大,必然會增加粘土顆粒擴散雙電層中陽離子的數目,從而壓縮雙電層,使擴散層厚度減小,顆粒表面的電動電位下降。在這種情況下,粘土顆粒間的靜電斥力減小,水化膜變薄,顆粒分散度降低,顆粒之間端-面和端-端連接的趨勢增強。由于絮凝結構的產生,導致鉆井液的粘度、切力和濾失量均逐漸上升。當無機鹽陽離子濃度增大到一定程度后,壓縮雙電層的現象更為嚴重,粘土顆粒的水化膜變得更薄,致使粘土顆粒發生面-面聚結,分散度明顯降低,因而鉆井液的粘度和切力在分別達到其最大值后又轉為下降,濾失量則繼續上升。

鹽對處理劑的影響

聚合物分子通過在粘土表面的吸附,調節泥漿性能并對泥漿起穩定作用。聚合物水化性、溶解性和分子構象決定了其在粘土顆粒表面的吸附特點及規律,鹽正是通過上述三方面的影響,大大降低了聚合物處理劑的效能。

鹽對處理劑水化性和溶解性的影響

隨著進入鉆井液的無機鹽離子濃度不斷增大,無機鹽反離子可以和處理劑分子上離解的基團發生“鍵合”作用,把處理劑分子周圍水化層中的水分子釋放出來,從而降低處理劑的水化能力和溶解性,嚴重者分子鏈從溶液中析出或沉淀,導致處理劑在泥漿中處理效能下降甚至失效。

鹽對處理劑在粘土上吸附性能的影響

鹽的存在會提高處理劑在粘土顆粒上的吸附量。其主要原因:一是金屬正離子通過降低粘土顆粒表面和處理劑聚合物分子鏈的負點性,減小了兩者間的斥力;二是鹽使處理劑水化性和溶解性下降,鹽析效應使處理劑在溶液中的化學位提高,向溶液逃逸的傾向增大。

鹽對處理劑分子線團尺寸的影響

溶液在水中的處理劑聚合物,因靜電斥力和溶劑化作用使高分子鏈擴張、充分伸展。而鹽可中和分子鏈上的電荷使得靜電斥力減弱,也使高聚物分子的溶劑化作用減弱,使聚合物分子鏈形態發生卷曲、變形,線團尺寸急劇收縮,進而影響聚合物對泥漿性能的調控。

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