黏土礦物抑制性和黏土膠體的熱穩(wěn)定性研究.pdf

1、該文通過(guò)膨脹儀和粒度分布儀對(duì)NH<,4><'+>尿素的抑制蒙脫石水化、分散和膨脹的作用進(jìn)行研究,同時(shí)研究了聚乙二醇、尿素與K<'+>和NH<,4><'+>的復(fù)合抑制作用.并應(yīng)用動(dòng)力學(xué)方法研究了黏土—水分散體系穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定性以及聚乙二醇與其它穩(wěn)定劑的協(xié)同效應(yīng)與耐溫性.這些機(jī)理研究在膠體化學(xué)理論研究中具有重要意義.通過(guò)NH<,4><'+>與K<'+>的對(duì)比實(shí)驗(yàn),表明其對(duì)黏土礦物具有相同的抑制性,而且呈分子當(dāng)量關(guān)系,證明只要離子直徑與黏土晶

2、面上的六角網(wǎng)孔徑相當(dāng),就可能卡入其中,形成密實(shí)結(jié)構(gòu),不易被其它陽(yáng)離子取代,阻止水分子的進(jìn)入,從而抑制黏土礦物水化分散的機(jī)理是合理的.聚乙二醇本身對(duì)黏土礦物的抑制性主要是由于在黏土表面產(chǎn)生的吸附,吸附導(dǎo)致黏土表面的疏水性,使水分子解吸.尿素與NH<,4><'+>存在相互作用,尿素在黏土表面的吸附導(dǎo)致了NH<,4><'+>吸附量的增加,提高了彼此的抑制效果,NH<,4><'+>同時(shí)使PEG在黏土表面的吸附構(gòu)型發(fā)生改變,提高了其疏水性和抑制作

3、用.通過(guò)粒度分布和電動(dòng)電位的研究發(fā)現(xiàn)無(wú)機(jī)電解質(zhì)的抑制作用與有機(jī)物PEG和尿素作用機(jī)制是不同的,無(wú)機(jī)電解質(zhì)可通過(guò)DLVO理論加以解釋,隨著無(wú)機(jī)電解質(zhì)濃度的增加,平均粒度增加,粒度分布變窄,PEG和尿素均使粒度分布曲線圖發(fā)生改變,表明了作用機(jī)制的復(fù)雜性.該文首次用化學(xué)動(dòng)力學(xué)方法研究了鉆井泥漿中常用的有代表性的六種降濾失劑受熱穩(wěn)定作用,結(jié)果表明由它們穩(wěn)定的黏土膠體高溫失穩(wěn)基本都是一級(jí)動(dòng)力學(xué)過(guò)程.并求出了失穩(wěn)過(guò)程的反應(yīng)速度常數(shù)、活化能及半衰期.