鉆井液膠體化學(xué)基礎(chǔ)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1鉆井液膠體化學(xué)基礎(chǔ)鉆井液膠體化學(xué)基礎(chǔ)主要組成：粘土、水溶性處理劑、電解質(zhì)等。主要組成：粘土、水溶性處理劑、電解質(zhì)等。水基鉆井液膠體粘土水處理劑鉆井液第1頁(yè)/共12頁(yè)粘土膠體化學(xué)：粘土膠體化學(xué)：在一般膠體化學(xué)規(guī)律在一般膠體化學(xué)規(guī)律指導(dǎo)下，專門研究粘土膠體的生成、指導(dǎo)下，專門研究粘土膠體的生成、破壞和物理化學(xué)性質(zhì)的科學(xué)。破壞和物理化學(xué)性質(zhì)的科學(xué)。膠體：膠體：1-100nm1-100nm（1010-9-9mm）之間的微）之間的微粒分散在另外一種連續(xù)介質(zhì)中所形成粒分散在另外一種連續(xù)介質(zhì)中所形成的分散體系。的分散體系。一、基本概念一、基本概念第2頁(yè)/共12頁(yè)（1） 吸附：物質(zhì)在兩相界面上自動(dòng)濃集

2、(界面濃度大于內(nèi)部 濃度）的現(xiàn)象。 吸附質(zhì)：被吸附的物質(zhì)（鉆井液處理劑） 吸附劑：吸附吸附質(zhì)的物質(zhì)（粘土）1、吸附作用二、膠體的基本性質(zhì)二、膠體的基本性質(zhì)第3頁(yè)/共12頁(yè)物理吸附：物理吸附：范德華引力引起，一般無(wú)選擇性，范德華引力引起，一般無(wú)選擇性， 吸附熱較小，吸附熱較小，容易脫附。例：泥漿中陰離子和非離子處理劑在粘土上的吸附。容易脫附。例：泥漿中陰離子和非離子處理劑在粘土上的吸附。（2）分類）分類化學(xué)吸附：化學(xué)吸附：化學(xué)鍵力引起，具有選擇性，吸附熱較大，化學(xué)鍵力引起，具有選擇性，吸附熱較大，不易脫附。例：泥漿中陽(yáng)離子處理劑在粘土上的吸附。不易脫附。例：泥漿中陽(yáng)離子處理劑在粘土上的吸附。1、

3、吸附作用二、膠體的基本性質(zhì)二、膠體的基本性質(zhì)第4頁(yè)/共12頁(yè)定義：指粘土礦物在與水接觸時(shí)的帶電符號(hào)和帶電量粘土帶電性驗(yàn)證：電泳實(shí)驗(yàn)（粘土在水中移向正極，帶負(fù)粘土帶電性驗(yàn)證：電泳實(shí)驗(yàn)（粘土在水中移向正極，帶負(fù)電荷）電荷） 2 2、帶電性、帶電性第5頁(yè)/共12頁(yè) 1809年，俄國(guó)年，俄國(guó)物理學(xué)家物理學(xué)家將將兩支玻璃管插在潮兩支玻璃管插在潮濕的粘土塊中，加濕的粘土塊中，加水至兩管液面相平。水至兩管液面相平。各放一電極，接通各放一電極，接通電源電源。 發(fā)現(xiàn)如下現(xiàn)象：發(fā)現(xiàn)如下現(xiàn)象：正極粘土粒子不斷富集，水變渾濁，且水面略下降，負(fù)正極粘土粒子不斷富集，水變渾濁，且水面略下降，負(fù)極管內(nèi)水慢慢上升極管內(nèi)水慢慢

4、上升結(jié)論：結(jié)論： 濕粘土：濕粘土： 粘土粒子粘土粒子電泳，帶負(fù)電電泳，帶負(fù)電 介質(zhì)水介質(zhì)水電滲，帶正電電滲，帶正電 2 2、帶電性、帶電性第6頁(yè)/共12頁(yè)3 3、膠體顆粒擴(kuò)散雙電層、膠體顆粒擴(kuò)散雙電層 粘土表面吸附的帶相反電荷的正離子（即反離子）與水接觸時(shí)，在靜電吸引和熱運(yùn)動(dòng)兩種效應(yīng)的作用下，只有一部分緊密地排在固體表面附近，相距約一、二個(gè)離子厚度稱為吸附層； 另一部分離子按一定的濃度梯度擴(kuò)散到溶液中，稱為擴(kuò)散層。第7頁(yè)/共12頁(yè) 雙電層由吸附層和擴(kuò)散層構(gòu)成。 固體和液體相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，固體帶動(dòng)部分反離子一起滑動(dòng)，滑動(dòng)面上的電位即為電位。 電位是指由粘土顆粒所具有的負(fù)電荷與緊密層（吸附層）中的陽(yáng)離

5、子相抵消后的剩余電位，通常為負(fù)值。 第8頁(yè)/共12頁(yè)4 4、粘土、粘土- -水膠體分散體系的穩(wěn)定性水膠體分散體系的穩(wěn)定性 膠體是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，膠膠體是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，膠體的穩(wěn)定性是相對(duì)的、暫時(shí)的、體的穩(wěn)定性是相對(duì)的、暫時(shí)的、有條件的，不穩(wěn)定是絕對(duì)的。有條件的，不穩(wěn)定是絕對(duì)的。 鉆井液作為一種復(fù)雜的膠體體鉆井液作為一種復(fù)雜的膠體體系，其中加入的很多處理劑都是系，其中加入的很多處理劑都是調(diào)節(jié)鉆井液性能，維護(hù)其穩(wěn)定性。調(diào)節(jié)鉆井液性能，維護(hù)其穩(wěn)定性。第9頁(yè)/共12頁(yè)膠體穩(wěn)定性包括動(dòng)力穩(wěn)定性和膠體穩(wěn)定性包括動(dòng)力穩(wěn)定性和聚結(jié)穩(wěn)定性。聚結(jié)穩(wěn)定性。動(dòng)力穩(wěn)定性動(dòng)力穩(wěn)定性：在重力作用下，分散相粒：在重力作用下，分散相粒子是否容易下沉的性質(zhì)。子是否容易下沉的性質(zhì)。 例如：在玻璃容器中注滿鉆井液，靜例如：在玻璃容器中注滿鉆井液，靜止止24h24h后，分別測(cè)定上部與下部鉆井液后，分別測(cè)定上部與下部鉆井液的密度，其差值越小，則動(dòng)力穩(wěn)定性越的密度，其差值越小，則動(dòng)力穩(wěn)定性越強(qiáng)，說(shuō)明粒子沉降速度很慢。強(qiáng)