




膨润土也叫斑脱岩,皂土或膨土岩。我国开发使用膨润土的历史悠久,原来只是做为一种洗涤剂。(四川仁寿地区数百年前就有露天矿,当地人称膨润土为土粉)。真正被广泛使用却只有百来年历史。美国***早发现是在怀俄明州的古地层中,呈黄绿色的粘土,加水后能膨胀成糊状,后来人们就把凡是有这种性质的粘土,统称为膨润土。其实膨润土的主要矿物成分是蒙脱石,含量在85-90%,膨润土的一些性质也都是由蒙脱石所决定的。蒙脱石可呈各种颜色如黄绿、黄白、灰、白色等等。可以成致密块状,也可为松散的土状,用手指搓磨时有滑感,小块体加水后体积胀大数倍至20-30倍,在水中呈悬浮状,水少时呈糊状。蒙脱石的性质和它的化学成分和内部结构有关。
钠质膨润土晶层吸附水的厚度是三层,钙质膨润土晶层吸附水的厚度是四层。在极性水分子的作用下,由于静电引力较小,钠质膨润土晶层之间可以产生较大的晶层间距,而钙质膨润土由于晶层间的朴电引力较大,极性水分子不易进入晶层之间,因此,钙质膨润土晶层间产生的距离明显比钠质膨润土小,表现在钙质膨润土比钠质膨润土难于在水中分散、膨胀倍数低。实质上,蒙脱石的膨胀性受其化学成分控制,含钠离子多的蒙脱石可以待续不断地膨胀,直至成为一种凝胶状态。含钙离子多的蒙脱石只能从干操状态到含水状态膨胀是有限度的。我们在了解了影响膨润上膨胀性的深层次的原因后,可以人为有效地控制膨润土矿物的膨胀性能,使之达到佳使用效果。
酸活化法是利用***、盐酸、草酸等对膨润土进行活化。膨润土经酸活化后,层间的Na 、Mg2 等转化为可溶性盐类溶出,同时,膨润土结构通道中的杂质也被溶解,从而增大了膨润土层间距、孔道容积,进而增强了其吸附性能。B. Benguella 等〔1〕用***对天然膨润土进行活化,并利用改性后的膨润土吸附两种酸性染料,数据显示,经酸活化后,膨润土比表面积由23 m2/g 增大到56 m2/g。
钻井膨润土具有良好的悬浮性、触变性,滤失量小、造浆性能好,配制方便、易调整钻井液比重等特点,是深井及海洋钻井工程必不可少的理想基础材料。钻井膨润土基本上采用钠基膨润:造浆率15-18立方米每吨。
一、钻井膨润土作用及用途
1、堵漏:黄土层漏失、基岩裂隙漏失都需要用来配浆堵漏。
2、护壁:在井壁上形成泥饼,减少钻井液内的水份向井壁渗透,起到保护井壁稳定的作用。
3、携砂:配制一定数量的高比重大粘度的钻井膨润土泥浆定期打入井内,将井内掉块、岩屑顺利携带出井外,保持井内干净。
4、配治塌泥浆:井壁长时间浸泡发生垮塌,常规泥浆仍不能维护井壁时,就要加钻井膨润土以提高比重、切力、粘度达到稳定井壁之目的。