膨潤土作為鉆井泥漿護(hù)壁的作用與原理

在中國傳統(tǒng)的水基鉆井中，在進(jìn)行鉆進(jìn)施工時(shí)遇到井下松散的土質(zhì)層，砂層較厚和巖石較多的情況下極易出現(xiàn)塌孔和埋鉆的嚴(yán)重事故。為了避免井下出現(xiàn)塌孔事故和導(dǎo)致不必要的損失，施工人員首先想到了用膨潤土作為造漿護(hù)壁材料來解決這種問題。 鉆井泥漿膨潤土鉆井用膨潤土泥漿進(jìn)行護(hù)壁 那么膨潤土作為鉆井泥漿護(hù)壁的作用和原理是怎樣的？讓我們一探究竟！ （1）泥漿護(hù)壁：膨潤土在遇水?dāng)嚢杈鶆蛉芙夂蟪誓z體狀的泥漿，這種泥漿具備較好的造漿性、粘結(jié)性、潤滑性、懸浮性和觸變性。在鉆井作業(yè)中膨潤土泥漿有效對井壁的周圍砂石縫隙中進(jìn)行滲透粘合，從而起到加固井壁和保護(hù)井壁，并可以防止井眼擴(kuò)大的現(xiàn)象。 （2）冷卻鉆具：膨潤土泥漿隨著鉆桿的中心孔道注入通至鉆頭頂端，有效降低鉆具在切削過程中產(chǎn)生的熱量，防止鉆具的燒毀，延長使用壽命。 （3）上返巖屑：膨潤土泥漿具有較好的粘附性作用，隨著鉆桿的旋轉(zhuǎn)，泥漿可以將井底的掉塊、砂石以及巖屑進(jìn)行攜帶至井外，從而保持井底的清潔。 （4）穩(wěn)定井壁：膨潤土泥漿可以長期穩(wěn)定井壁井壁。是否穩(wěn)定和規(guī)則是鉆井成功的決定性因素，它是高速，高質(zhì)量鉆井的重要基礎(chǔ)條件。 （5）防止涌水：膨潤土在井壁形成一層薄薄的泥餅，形成保護(hù)隔水層，可以有效防止井底涌水現(xiàn)象。 （6）了解地層：膨潤土可以將井底的各類砂石以及巖屑上返至井外，我們可以根據(jù)這些了解地層結(jié)構(gòu)的具體信息，方便我們鉆井工人適時(shí)調(diào)整鉆井液比重。 （7）提高鉆井率：使用膨潤土進(jìn)行鉆井，可以有效加快鉆井效率，提高鉆井企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

膨潤土的主要化學(xué)成分

膨潤土的形成歷史： 膨潤土礦物形成歷史 早可追溯于白堊紀(jì)恐龍時(shí)代，由陸地、海洋和河流中單細(xì)胞植物以及各類動(dòng)物的尸體殘留物，經(jīng)過數(shù)千萬年的沉淀和礦化作用后形成的一種礦物材料。因此，它具有密度高，比表面積大，低導(dǎo)熱，強(qiáng)吸附，孔隙率大，分量輕，微孔結(jié)構(gòu)有序，活性好等優(yōu)點(diǎn)，并且產(chǎn)量更高，分布式范圍非常廣泛，價(jià)格低廉。尤其是膨潤土礦體當(dāng)中蒙脫石的特殊結(jié)構(gòu)是多孔且有序的，因此可以用作飼料添加劑、化工催化劑，表面活性劑，干燥吸附劑，色譜固定相或載體，造紙助濾劑，聚合物填充材料等。 膨潤土的性能特征： 膨潤土遇水后具有強(qiáng)烈的吸水性、粘結(jié)性、潤滑性、觸變性、膨脹性以及本身附帶有較好的陽離子交換性等多種性能。研究表明， 的鈣基膨潤土遇水后可以吸收自身體積數(shù)十倍的水，并且吸水后體積能達(dá)到10~15倍左右，而人工處理后的鈉基膨潤土可以膨脹至20~32倍左右。 膨潤土的主要成分： 膨潤土的主要成分為蒙脫石，我國大陸地區(qū)膨潤土礦中的蒙脫石含量普遍均為65~75%左右，其中部分純度高的白色膨潤土蒙脫石含量 可達(dá)75~80%。經(jīng)人工提純后獲得的高純膨潤土蒙脫石含量可達(dá)到99%。據(jù)東莞地礦部門探明發(fā)現(xiàn)與蒙脫石有關(guān)伴生的粘土礦物為伊利石，高嶺石，埃洛石，綠泥石，水硬石和一些夾層粘土礦物，和膨潤土相關(guān)的非粘土礦物是石英，長石，沸石，石膏，方解石，黃鐵礦等。 膨潤土的外觀顏色： 我們?nèi)庋塾^察到的膨潤土原礦為致密的塊狀結(jié)構(gòu)，用手掰開原礦具有油脂和蠟狀光澤，有的膨潤土原礦呈松散的土狀。膨潤土的顏色常分為：白色、綠色、紅色、黃色、褐色等，這是由于膨潤土原礦中的化學(xué)成分、含鐵量大小以及雜質(zhì)不同導(dǎo)致的。膨潤土的顏色一般是灰白色，由于其化學(xué)成分和雜質(zhì)不等量，也有的膨潤土呈淡紅色、淺灰色、黑色、褐紅色、斑雜色等，我們購買使用的膨潤土一般都是加工好的膨潤土粉狀產(chǎn)品，一般規(guī)格為200目、325目、400目、1250目等多種不同的規(guī)格。 膨潤土的化學(xué)成分： 研究發(fā)現(xiàn)膨潤土的主要化學(xué)成分是氧化鋁，二氧化硅，鎂，鉀，鈣，鐵，鈉和水等多種元素。