活化一些土耳其膨润土去改善钻井液性能
1 引言 膨润土是全球范围内使用的钻井液添加物。他们的主要作用是增加泥 浆粘度,降低其滤失量( Bol , 1986 )。一种优质的膨润土应主要包含蒙脱石。 在实践中,膨润土通常包含其他的粘土矿物,如伊利石、高岭石、绿泥石和非粘 土成分,例如少量的石英和长石。由于蒙脱石粘土具有很强的膨胀能力(它主要 是为增大粘度和形成低渗滤饼),而其它物质的存在对膨润土的质量则有不利影 响。不同的可交换离子对蒙脱石的溶胀能力有很大的影响。到目前为止,以钠作 为可交换离子的钠基蒙脱石的性能最佳。含有这些矿物组成的膨润土其增粘效果 不佳,可通过添加各种添加剂。该添加剂可以是盐类或聚合物,通过轻微凝聚来 增强膨润土悬浮液的粘度( Van Olphen , 1977 )。
Rollins ( 1968 )已经表明,需要有足够的钠才能得到良好分散性的膨润土悬 浮液。 Wayland ( 1971 )发现 Na/ Ca 比会影响膨润土的物理性质, Bleyfuss ( 1973 )表明,通过加入少量的氢氧化钙可提高膨润土溶胀率。在实践中,氧化 镁常被用于提高凝胶强度。 Williams 等人( 1953 )更是强调了 Na/ Ca 比的重要 性,发现粘度和凝胶强度最大时钠 / 钙比以 60/40 为最优。而 Alther ( 1986 )建 议,膨润土中钠 / 钙 / 镁以 60/20/20 为最优。
对高岭土和膨润土的分散体流动原理作了广泛调查( Lagaly , 1989 ),发现 高岭土和膨润土分散体的流动性在酸性介质界面和碱性介质表面很容易区分。不 同的网状结构形成依赖于 pH 值和钙 / 钠比。钙离子促进界面接触并形成稳定的带 状结构( Brandenburg 和 Lagaly , 1988 年)。混晶或非晶材料影响粘土分散体与粘 土矿物作用时的流动性,比如氧化铁的影响。有机化合物,特别是聚合物,是比 无机盐更为有效的添加剂( Bol , 1986 )。在土耳其开采膨润土主要依赖于它们 的泥浆质量。钠含量低,主要是钙、镁等阳离子交换需要激活,以满足钻井泥浆 和土木工程的规格( Lebedenko 和 plee , 1988 )。
本研究旨在探讨一些重要的土耳其膨润土(那些来自 Samas , Canbensan and Ceylan )将他们潜在的活化作用用于钻井液。研究发现膨润土热液蚀变形成的 火山凝灰岩,及其相关的岩石类型为安山质凝灰岩,其地质时代为中新世。