Question

泥浆基本材料

Answer 1

泥浆是黏土和水共同组成的悬浮液和胶体溶液的混合物。其中黏土是分散相,水是分散介质,它们组成了固-液分散体系。不同黏土在水中分散时,其分散程度是不相同的。如钠基蒙脱石矿物(钠基膨润土)颗粒较细,分散度高,其中有较多颗粒可分散成胶体颗粒,对造浆有利。而一些非蒙脱石矿物(如高岭石、伊利石黏土矿物)颗粒较粗,分散度较低,大部分颗粒分散成悬浮体,对造浆不利。

为了使黏土颗粒能在水中更好地分散和稳定,以及根据孔内情况对泥浆性能进行调节,需要往泥浆中加入无机或有机化学处理剂,以及惰性材料,这些化学处理剂及惰性材料也是泥浆的组成部分。因此,泥浆的基本原料主要由黏土、水、有机和无机化学处理剂及惰性物质等组成。其中黏土和水是配制泥浆的基础材料,它们的品种优劣直接影响泥浆的质量。

(一)造浆材料——黏土

黏土是岩浆岩或变质岩中的硅酸盐(如长石等)风化沉积形成的。制造泥浆所用的黏土包含下列组成部分:

1.黏土矿物

黏土矿物有蒙脱石、高岭石、伊利石和海泡石等几种,它们是黏土的主要成分。黏土中的黏土矿物一般是几种黏土的混合物,常常以一种为主,其余次之。如黑山膨润土中,蒙脱石约占80%,高岭石和伊利石黏土矿物仅占15%左右,其余为非黏土矿物(称为杂质)。对造浆而言,黏土矿物占的比例越高越好。

2.非黏土矿物

非黏土矿物有石英、长石、云母、方解石、氧化铁等。这些矿物在泥浆中构成沙子,其含量随黏土的种类不同而多少不一。造浆用的黏土,其非黏土矿物含量越少越好。

3.有机质

包括木屑、树叶及腐殖质,它的含量较少,但起染色作用。

4.溶解性盐类

包括碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐和氯化物等,其含量的大小对泥浆性能有着不同程度的影响。

泥浆标准规定,把含蒙脱石黏土矿物为主要成分的黏土称为膨润土。它是我国目前配制泥浆的最好黏土。

(二)水

水是泥浆的主要组成部分,也可单独做冲洗液或配制乳化液。水质的优劣对泥浆性能和成孔过程有着十分重要的影响。

在地质钻探施工中,一般就地取水配制泥浆,如河水、池塘水、地下水等,河水与池塘水是地表水,一般属于淡水,而地下水与岩层有关,含有不同的可溶性盐。无论是地表水还是地下水,均含有不同程度的碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐、氯化物和氢氧化物等盐碱物质。它们能溶于水,呈离子状态。高价离子对泥浆性能影响很大,其中以钙、镁离子影响最大。

一般在配制泥浆前都应对水质进行分析和处理,以免影响泥浆质量。

配制泥浆一般用淡水,最好是软水,也有用盐水配制饱和盐水泥浆,用于钻进盐卤地层。