正电性钻井液与抑制性等关系.ppt

正电性钻井液与抑制性等关系
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目录
一、前言
二、粘土矿物和地层岩心的电性研究
1. 几个概念
2. 电位滴定法测定零电荷点（ZPC）
3. 阳离子交换容量的测定
4. 电动电位（）的的测定
5. 0H-的吸附
三、粘土矿物或岩心吸水膨胀与电性的关系
1. 吸水量
2. 水化膨胀性
四、稳定井壁措施探讨
1. 绘制地区地层电性剖面图
2. 降低负电位的作用
3. 正电胶和聚合醇的应用
五、油层保护作用的探讨
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一、前言 ◆ 21世纪钻井液科研工作新理念 ☆ 钻井效率与保护油气层同等重要；经济技术效益与环境效益同等重要。 ☆ 动用最先进的仪器设备，采用科学的研究方法，从理论到实践得出科学的结论 ◆当前钻井液研究的热门话题：对页岩的抑制作用 ☆ 页岩抑制——井壁稳定 ☆ 页岩抑制——钻井效率 ☆ 页岩抑制——保护油气层 ☆ 页岩抑制——环境友好R．L．Reid:改善抑制作用是近期发展钻井液的主要目标（1993） ◆抑制性——抑制粘土矿物与水的相互作用—— 氢键作用，静电极化作用，离子水化作用（渗透压）——电性质是本质
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二、粘土矿物和地层岩心的电性研究 ◆基本概念
☆永久电荷：指矿物晶体结构缺陷所造成的
剩余电荷。
☆可变电荷：受环境pH值大小或电解质种类
与浓度影响而产生的电荷。
☆零电荷点（ZPC）：通过pH值变化时，粒
子吸附H+或OH-使粒子电荷为零时的pH值。
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☆颗粒电荷密度（σp）：单位表面积所带 电荷，可用mmol/cm2表示，在测出颗粒 平均大小之后，可换算成mmol/100g，以 使与离子交换容量相对应。计算方法按 下式： σp = F(ΓOH-－ΓH+)zpc/s 式中F是法拉弟常数，ΓOH-和ΓH+分别是 OH—和H+的吸附量，S是表面积。当颗粒 带负电时，ΓOH-－ΓH+小于零，当颗粒带 正荷时，ΓOH-－ΓH+为正值。
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☆阳离子交换容量（CEC）：应与负电 荷密度相对应，测定方法不同，数 值有差别，本文采用亚甲蓝吸附， 并用BaSO4-MgSO4滴定法测定。☆电动电位：也称Zeta电位，是指颗 粒在一定环境下的实际电位，是永 久电荷减去紧密吸附层中反离子的 电荷后，产生的电场的电位。
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◆电位滴定法测定零电荷点（ZPC）
图1 氢质高岭土的电位
滴定曲线
图2 钠质蒙脱土的电位
滴定曲线
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表1 高岭土和蒙脱土的零静电荷点和永久电荷密度
土 样 pHZPNC σP（mmol/100g）
氢质高岭土
钠质高岭土
氢质蒙脱土
钠质蒙脱土
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◆阳离子交换容量的测定
表2 几种岩样的阳离子交换容量
岩 样 CEC（mmol/100g）
钠质高岭土
钠质蒙脱土
馆陶
东营
沙一段
沙二段
沙三段
沙四段
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◆电动电位的测定
图3 pH对岩样电位的影响
斜日平原；  馆陶； △ 东营； □ 沙一段；⊕ 沙二段；
▲ 沙三段（郝科井）；* 沙四段（郝科井）；○ 沙四段（丰8井）；
◇ 钠质蒙脱土
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