Кристаллическая решетка гидрослюды подобна монтмориллониту, но имеет большее число изоморфных замещений.

Так, у гидромусковита октаэдрические позиции в основном заполнены Al³⁺, а у гидробиотита могут быть замещены Fe²⁺ или Mg²⁺. Кроме того, у того и другого минералов в тетраэдрическом слое до 1/6 всех атомов Si⁴⁺ изоморфно замещены Al³⁺.

Возникающий при этом отрицательный заряд компенсируется катионами К⁺, входящими в межпакетное пространство гидрослюд.

Близкое расположение заряда, который локализован в тетраэдрическом слое, к поверхности пакета приводит к прочному ионному взаимодействию смежных пакетов с катионами К⁺ и молекулы воды уже не могут проникать в межпакетное пространство.

Для гидрослюд обменными являются лишь катионы, расположенные на механически разорванных ребрах (гранях) кристаллической решетки, в связи с чем обменная емкость (емкость поглощения) гидрослюд составляет всего 10·10^-3… 40·10^-3 моль / 100 г.

Гидратация слюд и некоторое увеличение их объема, которое значительно меньше, чем у монтмориллонита, происходит в результате ионообменных реакций на внешних механически разорванных гранях.

Удельная поверхность гидрослюд составляет 400…500 м²/г.

Каолинит имеет двухслойную кристаллическую решетку без зарядов на базальных поверхностях, что объясняется отсутствием изоморфных замещений.

В алюмокислородном слое значительная часть атомов кислорода замещена группами ОН^-.

Атомы кислорода и гидроксил ионы смежных соприкасающихся пакетов находятся друг против друга и по всей площади довольно прочно связаны водородной связью типа О – Н, которая препятствует внутрикристаллическому разбуханию решетки.

В связи с тем, что молекулы воды и катионы не могут проникать в межпакетное пространство, каолинит трудно диспергируется, имеет малую емкость обмена 3·10^-3…15·10^-3 моль / 100 г, приходящуюся на внешние механически разорванные грани (разрыв связей Si–O–Si, OH–Al–OH), и очень слабо набухает.

По форме частицы каолинита представляют собой несколько вытянутые шестиугольные пластинки.

Удельная поверхность каолинита оставляет всего 10…20 м²/г.

39 Технические средства и технология приготовления БР.

Для приготовления БР применяют два вида мешалок:

ü механические; гидравлические.

Механические мешалки:

ü лопастные; фрезерно-струйные мельницы (ФСМ).

Гидравлические мешалки:

ü эжекторные; гидромониторные; вихревые.

Механические мешалки лопастного типа представляют собой металлическую емкость цилиндрического или овального сечения, внутри которой находятся один или два вала с лопастями

Принцип действия мешалки эжекторного типа: в результате истечения воды (раствора химических реагентов) из сопла с высокой скоростью в приемной камере создается разряжение, благодаря чему в неё из воронки (из бункера БПР) засасывается глинопорошок (утяжелитель).

 

 

32Показатели электрохимических свойств БР и способы их определения.

К общепринятым показателям электрохимических свойств буровых растворов на водной основе относятся:

ü водородный показатель (pH);

ü удельное электрическое сопротивление (УЭС, Ом·м).

Водородный показатель характеризует концентрацию в буровом растворе ионов водорода [Н⁺] (степень кислотности или щелочности буровых растворов на водной основе):

pH = 7 – нейтральная среда;

7 < pH £ 14 – щелочная среда;

1 £ рН < 7 – кислая среда.

Степень кислотности или щелочности буровых растворов оказывает существенное влияние на проявление ими других свойств. Так, изменяя величину рН, можно изменять реологические и фильтрационные свойства, ингибирующую способность буровых растворов, их седиментационную устойчивость и др.

Величина рН также влияет на растворимость неорганических реагентов (солей) и эффективность действия (форму молекул) полимерных реагентов. При этом оптимальные значения рН находятся, как правило, в диапазоне от 9 до 11.

Однако для щелочных сред с ростом рН увеличивается вероятность:

ü нарушений устойчивости стенок скважин, сложенных глинистыми породами, за счет их дополнительного увлажнения в результате интенсификации электроосмотических процессов;

ü химического диспергирования (пептизации) глинистых пород, что затрудняет их удаление из бурового раствора, вызывая тем самым рост его плотности, вязкости и статического напряжения сдвига;

ü снижения естественной проницаемости продуктивных песчано - глинистых коллекторов из-за уменьшения размеров поровых каналов, обусловленного набуханием глинистой составляющей продуктивных пластов, а также из-за закупорки этих каналов мигрирующими в них глинистыми частицами.