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1、主要组成：粘土、水溶性处理剂、电解质等。主要组成：粘土、水溶性处理剂、电解质等。水基钻井液胶体粘土水处理剂钻井液第1页/共12页粘土胶体化学：粘土胶体化学：在一般胶体化学规律在一般胶体化学规律指导下，专门研究粘土胶体的生成、指导下，专门研究粘土胶体的生成、破坏和物理化学性质的科学。破坏和物理化学性质的科学。胶体：胶体：1-100nm（10-9m）之间的微）之间的微粒分散在另外一种连续介质中所形成的粒分散在另外一种连续介质中所形成的分散体系。分散体系。一、基本概念一、基本概念第2页/共12页（1）吸附：物质在两相界面上自动浓集(界面浓度大于内部 浓度）的现象。吸附质：被吸附的物质（钻井液处理剂）
2、吸附剂：吸附吸附质的物质（粘土）1、吸附作用二、胶体的基本性质二、胶体的基本性质第3页/共12页物理吸附：物理吸附：范德华引力引起，一般无选择性，范德华引力引起，一般无选择性，吸附热较小，吸附热较小，容易脱附。例：泥浆中阴离子和非离子处理剂在粘土上的吸附。容易脱附。例：泥浆中阴离子和非离子处理剂在粘土上的吸附。（2）分类）分类化学吸附：化学吸附：化学键力引起，具有选择性，吸附热较大，不化学键力引起，具有选择性，吸附热较大，不易脱附。例：泥浆中阳离子处理剂在粘土上的吸附。易脱附。例：泥浆中阳离子处理剂在粘土上的吸附。1、吸附作用二、胶体的基本性质二、胶体的基本性质第4页/共12页定义：指粘土矿物
3、在与水接触时的带电符号和带电量粘土带电性验证：电泳实验（粘土在水中移向正极，带负电粘土带电性验证：电泳实验（粘土在水中移向正极，带负电荷）荷）2、带电性、带电性第5页/共12页 1809年，俄国年，俄国物理学家物理学家将两将两支玻璃管插在潮湿的支玻璃管插在潮湿的粘土块中，加水至两粘土块中，加水至两管液面相平。各放一管液面相平。各放一电极，接通电源电极，接通电源。发现如下现象：发现如下现象：正极粘土粒子不断富集，水变浑浊，且水面略下降，负正极粘土粒子不断富集，水变浑浊，且水面略下降，负极管内水慢慢上升极管内水慢慢上升结论：结论：湿粘土：湿粘土：粘土粒子粘土粒子电泳，带负电电泳，带负电 介质水介质
4、水电渗，带正电电渗，带正电 2、带电性、带电性第6页/共12页3、胶体颗粒扩散双电层、胶体颗粒扩散双电层 粘土表面吸附的带相反电荷的正离子（即反离子）与水接触时，在静电吸引和热运动两种效应的作用下，只有一部分紧密地排在固体表面附近，相距约一、二个离子厚度称为吸附层；另一部分离子按一定的浓度梯度扩散到溶液中，称为扩散层。第7页/共12页 双电层由吸附层和扩散层构成。固体和液体相对运动时，固体带动部分反离子一起滑动，滑动面上的电位即为电位。电位是指由粘土颗粒所具有的负电荷与紧密层（吸附层）中的阳离子相抵消后的剩余电位，通常为负值。第8页/共12页4、粘土、粘土-水胶体分散体系的稳定性水胶体分散体系
5、的稳定性 胶体是热力学不稳定体系，胶胶体是热力学不稳定体系，胶体的稳定性是相对的、暂时的、有体的稳定性是相对的、暂时的、有条件的，不稳定是绝对的。条件的，不稳定是绝对的。钻井液作为一种复杂的胶体体钻井液作为一种复杂的胶体体系，其中加入的很多处理剂都是调系，其中加入的很多处理剂都是调节钻井液性能，维护其稳定性。节钻井液性能，维护其稳定性。第9页/共12页胶体稳定性包括动力稳定性和胶体稳定性包括动力稳定性和聚结稳定性。聚结稳定性。动力稳定性动力稳定性：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质。子是否容易下沉的性质。例如：在玻璃容器中注满钻井液，静例如：在玻璃容器中注满钻井液，静止止24h后，分别测定上部与下部钻井液后，分别测定上部与下部钻井液的密度，其差值越小，则动力稳定性越的密度，其差值越小，则动力稳定性越强，说明粒子沉降速度很慢。强，说明粒子沉降速度很慢。聚结稳定性聚结稳定性：分散相粒子是否容易自动：分散相粒子是否容易自动聚结变大的性质。聚结变大的性质。第10页/共12页本章完本章完第11页/共12页感谢您的观看！第12页/共12页