Слайд 2
Глинистые твердые частицы
Курс «Буровые технологические жидкости»
Лекция 5
«Основы химии глин и глинопорошков»
»
Обеспечивают вязкость и регулируют фильтрацию
Термоустойчивы
Пластовые
глины являются загрязителями
При наличии избытка глинистой твердой фазы возрастает необходимость и стоимость химической обработки
Требуется разбавление раствора
Слайд 3
Классификация глин
Курс «Буровые технологические жидкости»
Лекция 5 «Основы
химии глин и глинопорошков»
»
Физические свойства
Размер частиц
Тип породы / Минералогия
Кристаллическая
структура
Химический состав
Слайд 4
Классификация глин
Курс «Буровые технологические жидкости»
Лекция 5 «Основы
химии глин и глинопорошков»
»
Классификация глин по кристалической структуре
Слоистые силикаты
Смектит
Вайомингский бентонит (монтмориллонит)
и буренная порода
Иллит Выбуренная порода
(до 1998 г относился к гидрослюдам)
Хлорит Выбуренная порода
Каолинит Выбуренная порода
Игольчатые
Аттапульгит Солестойкие растворы
Сепиолит Солестойкие и термостойкие растворы
Слайд 5
Слоистые силикатные глины
Курс «Буровые технологические жидкости»
Лекция 5
«Основы химии глин и глинопорошков»
»
Глины:
Двухслойные
Слой кремнезема
Слой глинозема
Трехслойные (например: натриевый
бентонит)
Слой кремнезема
Слой глинозема
Слой кремнезема
Слайд 6
Слоистые силикатные глины
Курс «Буровые технологические жидкости»
Лекция 5
«Основы химии глин и глинопорошков»
»
Четырехслойные (хлорит)
Слой кремнезема
Слой глинозема
Слой кремнезема
Слой
брусита
(гидроксид магния)
Слайд 7
Кристаллы слоистых силикатных глин
Курс «Буровые технологические жидкости»
Лекция
5 «Основы химии глин и глинопорошков»
»
Диаметр: ~1 микрон (1
миллионная метра)
Толщина: ~10 Å (10 миллиардных метра)
Диаметр : Толщина: 1,000 : 1
Площадь поверхности / Вес: ~ 800 м2 / г
Кристаллические пластинки расположены поверхность к поверхности в виде пачки
Расстояние между кристаллами от 7 дo 17 Å
Заряды на основной поверхности в большинстве отрицательные
Заряды на краях кристаллов в основном положительные
Слайд 8
Структура трехслойных алюмосиликатов
Курс «Буровые технологические жидкости»
Лекция 5
«Основы химии глин и глинопорошков»
»
Слайд 9
Пространственная Структура глин
Курс «Буровые технологические жидкости»
Лекция 5
«Основы химии глин и глинопорошков»
»
Слайд 10
Смектитовая Глина
Курс «Буровые технологические жидкости»
Лекция 5 «Основы
химии глин и глинопорошков»
»
Слайд 11
Смектиты
Курс «Буровые технологические жидкости»
Лекция 5 «Основы химии
глин и глинопорошков»
»
В данное семейство входят:
Монтмориллониты
Гекториты
Сапониты
Нонтрониты
Фемонтмориллониты
Слайд 12
Монтмориллониты
Курс «Буровые технологические жидкости»
Лекция 5 «Основы химии
глин и глинопорошков»
»
В октаэдрическом слое атомы алюминия частично замещены
на атомы магния
Поверхность имеет отрицательный заряд 0,3 – 0,6 единиц
В обменном комплексе присутствуют ионы Na+, K+, Ca+2, Mg+2, Fe+3
Между кристаллами прочносвязанная вода
Слайд 13
Монтмориллониты
Курс «Буровые технологические жидкости»
Лекция 5 «Основы химии
глин и глинопорошков»
»
Включает:
Монтмориллонит натрия (Вайомингский бентонит)
Кальциевый/магниевый монтмориллонит.
Для придания
раствору необходимой вязкости требуется в 4 (четыре) раза больше, чем натриевого
Монтмориллониты смешанного состава
Слайд 14
Монтмориллониты
Курс «Буровые технологические жидкости»
Лекция 5 «Основы химии
глин и глинопорошков»
»
Слайд 15
Монтмориллониты
Курс «Буровые технологические жидкости»
Лекция 5 «Основы химии
глин и глинопорошков»
»
Поверхностная
вода
Кристаллизационная вода
Слайд 16
Бентонит
Курс «Буровые технологические жидкости»
Лекция 5 «Основы химии
глин и глинопорошков»
»
Бентонит является в основном глиной монтмориллонитового вида
(не менее 70 %)
Обладает высокой способностью гидратироваться в пресной воде
Увеличивается в объеме от 4 до 10 раз после гидратации
Слайд 17
Аттапульгит (Палыгорскит)
Курс «Буровые технологические жидкости»
Лекция 5 «Основы
химии глин и глинопорошков»
»
Слайд 18
Глинистые пластинки
Курс «Буровые технологические жидкости»
Лекция 5 «Основы
химии глин и глинопорошков»
»
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Обмен катионов в растворе происходит на
поверхности глинистых частиц
Слайд 19
Курс «Буровые технологические жидкости»
Лекция 5 «Основы химии
глин и глинопорошков»
»
Факторы, влияющие на ионный обмен
Тип глин
Порядок замещения
катионов
Размер/Тип катионов
Разность зарядов
Концентрация катионов
Слайд 20
Курс «Буровые технологические жидкости»
Лекция 5 «Основы химии
глин и глинопорошков»
»
Факторы, влияющие на ионный обмен
Литий
Натрий
Калий
Mагний
Кальций
Алюминий
Водород
Легкий ионный обмен
Более
тяжелый
Слайд 21
Курс «Буровые технологические жидкости»
Лекция 5 «Основы химии
глин и глинопорошков»
»
Катионообменная емкость
Глины Катионообменная емкость
Мг-экв / 100 г
Монтмориллонит 70 – 130
Иллит 10 – 40
Каолинит 3 – 15
Аттапульгит 10 - 35
Слайд 22
Курс «Буровые технологические жидкости»
Лекция 5 «Основы химии
глин и глинопорошков»
»
Катионообменная емкость
Глины Катионообменная емкость
Мг-экв / 100 г
Монтмориллонит 70 – 130
Иллит 10 – 40
Каолинит 3 – 15
Аттапульгит 10 – 35
Катионообменная емкость глины – способность глины адсорбировать на своей поверхности катионы
Катионообменная емкость показывает, насколько данная глина реакционно-активна
Слайд 23
Курс «Буровые технологические жидкости»
Лекция 5 «Основы химии
глин и глинопорошков»
»
Гидратация бентонита
Глины Катионообменная емкость
Мг-экв / 100 г
Монтмориллонит 70 – 130
Иллит 10 – 40
Каолинит 3 – 15
Аттапульгит 10 – 35
Катионообменная емкость глины – способность глины адсорбировать на своей поверхности катионы
Катионообменная емкость показывает, насколько данная глина реакционно-активна
Слайд 24
Курс «Буровые технологические жидкости»
Лекция 5 «Основы химии
глин и глинопорошков»
»
Гидратация бентонита
Глины Катионообменная емкость
Мг-экв / 100 г
Монтмориллонит 70 – 130
Иллит 10 – 40
Каолинит 3 – 15
Аттапульгит 10 – 35
Катионообменная емкость глины – способность глины адсорбировать на своей поверхности катионы
Катионообменная емкость показывает, насколько данная глина реакционно-активна
Слайд 25
Курс «Буровые технологические жидкости»
Лекция 5 «Основы химии
глин и глинопорошков»
»
Типы связей глинистых частиц
АГГРЕГИРОВАННЫЕ
Поверхность к поверхности
ДИСПЕРГИРОВАННЫЕ
Хаотично расположены
ФЛОКУЛИРОВАННЫЕ
Поверхность к торцу
ДЕФЛОКУЛИРОВАННЫЕ
Слайд 26
Курс «Буровые технологические жидкости»
Лекция 5 «Основы химии
глин и глинопорошков»
»
Типы связей глинистых частиц
Агрегация: Снижение вязкости
Дисперсия: Возрастание
вязкости
Флокуляция: Возрастание вязкости
Дефлокуляция: Снижение вязкости
Коагуляция - уменьшение электростатического заряда твердых частиц, позволяющее частицам сближаться и образовывать агломераты
Флокуляция – физико-химические связи, формируемые между двумя или большим количеством частиц, заставляют частицы слипаться в крупные «флокулы»
