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盐对水基钻井液的影响

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盐对搬土颗粒的影响[

钻井液中的粘土矿物由于晶格取代其颗粒表面带有负电荷,吸附阳离子形成扩散双电层。随着进入钻井液的无机盐阳离子浓度不断增大,必然会增加粘土颗粒扩散双电层中阳离子的数目,从而压缩双电层,使扩散层厚度减小,颗粒表面的电动电位下降。在这种情况下,粘土颗粒间的静电斥力减小,水化膜变薄,颗粒分散度降低,颗粒之间端-面和端-端连接的趋势增强。由于絮凝结构的产生,导致钻井液的粘度、切力和滤失量均逐渐上升。当无机盐阳离子浓度增大到一定程度后,压缩双电层的现象更为严重,粘土颗粒的水化膜变得更薄,致使粘土颗粒发生面-面聚结,分散度明显降低,因而钻井液的粘度和切力在分别达到其最大值后又转为下降,滤失量则继续上升。

盐对处理剂的影响

聚合物分子通过在粘土表面的吸附,调节泥浆性能并对泥浆起稳定作用。聚合物水化性、溶解性和分子构象决定了其在粘土颗粒表面的吸附特点及规律,盐正是通过上述三方面的影响,大大降低了聚合物处理剂的效能。

盐对处理剂水化性和溶解性的影响

随着进入钻井液的无机盐离子浓度不断增大,无机盐反离子可以和处理剂分子上离解的基团发生“键合”作用,把处理剂分子周围水化层中的水分子释放出来,从而降低处理剂的水化能力和溶解性,严重者分子链从溶液中析出或沉淀,导致处理剂在泥浆中处理效能下降甚至失效。

盐对处理剂在粘土上吸附性能的影响

盐的存在会提高处理剂在粘土颗粒上的吸附量。其主要原因:一是金属正离子通过降低粘土颗粒表面和处理剂聚合物分子链的负点性,减小了两者间的斥力;二是盐使处理剂水化性和溶解性下降,盐析效应使处理剂在溶液中的化学位提高,向溶液逃逸的倾向增大。

盐对处理剂分子线团尺寸的影响

溶液在水中的处理剂聚合物,因静电斥力和溶剂化作用使高分子链扩张、充分伸展。而盐可中和分子链上的电荷使得静电斥力减弱,也使高聚物分子的溶剂化作用减弱,使聚合物分子链形态发生卷曲、变形,线团尺寸急剧收缩,进而影响聚合物对泥浆性能的调控。

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