高温对粘土的作用PPT课件

1、2021/7/231高温对粘土的影响1 高温分散作用 高温使粘土颗粒分散变细2021/7/232高温对粘土的作用及对泥浆性能的影响 1）高温促进粘土水化分散的原因 高温增强了水分子渗入粘土晶层表面的能力 泥浆中的CO32-、OH-、Na + 进入表面进一步提高水化能力 高温促进了八面体片中Al3+的离解，使粘土负电荷增多，水化能力增强 粘土矿物微粒热运动加剧，增强了水化膨胀后片状粒子彼此分离的能力2021/7/233高温对粘土的作用及对泥浆性能的影响 2） 影响粘土高温分散的因素 粘土种类 决定性因素 钠膨润土钙膨润土高岭土 温度高低及作用时间 介质环境性 CO32-、OH-、Na + 有利于

2、分散（同时CO32-、OH-降低图2-2） 高价金属离子Al 3+ 、Ca 2+ 、Fe 2+不利于分散（抑制高温分散） 分散性添加剂如FCLS、NaC、NaT、SMT等有利于分散2021/7/234高温对粘土的作用及对泥浆性能的影响 3 ）高温分散对泥浆性能的影响 对高温下流变性的影响（图2-3）使泥浆粘度、切力增大理想悬浮体：水、油粘土悬浮体：存在高温分散 粘度的降温曲线比升温曲线高，高差程度由粘土含量及分散作用的强弱决定高温胶凝：泥浆中粘土含量大于一定值时，泥浆高温作用后伤失流动性形成凝胶用分散性降粘剂如FCLS、SMT、SMK不能解决因高温分散引起的增稠问题2021/7/235高温对粘

3、土的作用及对泥浆性能的影响 对热稳定性的影响 产生高温后增稠，甚至高温后胶凝，破坏泥浆热稳定性 表现：泥浆井口性能不稳定，粘、切上升很快； 处理频繁，处理剂用量大 起下钻后泥浆粘度切力明显增大 防止泥浆高温胶凝的途径 使用抗高温的添加剂有效抑制和减少粘土的高温分散-本质 把粘土含量控制在量限以下，该量限称为粘土的高温容量限 -关键2021/7/236 粘土的高温容量限：在一定温度下，泥浆体系发生高 温胶凝所须的最低土量 影响粘土的高温容量限的因素： 土的种类，温度高低，介质环境，添加剂性能 粘土的高温容量限只能由实验方法测得 磺化泥浆体系，180-200 膨润土量限约7%（体积） 粘土的高温容

4、量限是高温泥浆体系使用和控制的重要指标 国外用膨润土含量来衡量（MBT值） 2021/7/237粘土高温分散对失水量的影响 对高温下滤失量及热稳定性的影响： 高温分散使HTHP滤失量降低 热稳定性变好（高温老化后失水量降低）2021/7/2382 粘土粒子的高温聚结作用 粘土高温去水化：高温引起粘土表面的水化膜变薄， 可逆 处理剂的高温解吸：温度升高，处理剂在粘土表面的吸附量降低的现象 可逆 高温聚结作用：在高温作用下，由于粘土的高温去水化、处理剂的高温解吸以及粘土粒子热运动加剧（碰撞频率增加），使粘土粒子的聚结稳定性降低的现象 特点：随温度可逆； 引起体系聚结稳定性降低的局部降低（隐匿絮凝）

5、，一般不能引起整个体系絮凝（高盐度泥浆除外）2021/7/239 影响高温聚结的因素：n 粘土粒子的分散度和水化能力，n 温度高低n 电解质的浓度和种类n 添加剂种类及用量2021/7/2310高温聚结对泥浆流变性的影响 粘土高温聚结引起泥浆结构粘度和切力增加（发生面-边、边-边联结） 理想悬浮体： 有高温聚结作用的泥浆： 有高温分散和高温聚结作用的泥浆： 高矿化度条件下，高温聚结使泥浆粘度切力降低（发生面-面联结）2021/7/2311高温聚结对泥浆造壁性的影响 引起泥浆失水量增大，HTHP失水量大 泥饼变厚 使泥浆高温作用后失水量增大2021/7/2312高温对粘土的作用及对泥浆性能的影响

6、 3 粘土粒子的高温表面钝化 定义：经高温作用后粘土粒子表面活性降低的现象 样品 比表面 单位表面积吸附量 104cm-1 10-5 me/cm2 老化前 3.552 8.35 老化后 4.032 7.42 样品：6%土浆，吸附质：亚甲基兰 老化条件：190下老化24小时 2021/7/2313 高温钝化产生原因：不十分明确 高温下粘土中的Si、Al、O和泥浆中的Ca2+、OH- 、Fe 2+ 、Al 3+ 发生类似水泥硬化的反应，降低了粘土表面的剩于力场和表面活性 高温增强了泥浆中类似粘土-石灰的反应，生成类似玻特兰水泥的组份（雪硅钙石） 高温钝化影响因素： 温度：130以上明显 介质环境：

7、OH - 、Ca2+ Fe3+ 和Al3+ 有利于高温钝化 高温钝化使泥浆pH降低2021/7/2314粘土粒子的高温钝化对泥浆性能的影响 1 高温后减稠 高温钝化降低了粘土粒子形成面-边、边-边结构的能力，减弱所形成的结构强度，泥浆结构粘度降低 粘土粒子的高温分散和高温钝化可同时发生，泥浆性能是高温后增稠或高温后减稠，取决于两种作用的强弱和粘土含量。粘土含量越低，越易出现高温减稠 粘土容量下限：泥浆不出现高温减稠所须的最低粘土含量 影响因素：粘土种类；矿化度；温度等2021/7/2315粘土粒子的高温钝化对泥浆性能的影响 2 泥浆高温固化 泥浆高温后成型且有一定强度的现象 产生原因：泥浆中粘土粒子的高温分散、高温聚结以及高温钝化在粘土含量大于一定值（高温容量限）后的综合结果。 高温分散使体系中粘粒浓度剧增达到能形成凝胶的程度（当粘土含量足够高时） 高温聚结形成凝胶 高温钝化使凝胶的边-面、边-边联结点上发生类似水泥硬化的反应 高pH值和高Ca2+ 泥浆中易发生高温固化 现