1. Пояснить действие электролитов на глинистые растворы

• Название: 1. Пояснить действие электролитов на глинистые растворы
• Дата: 19.09.2022
• Размер: 90.55 Kb.
• Имя файла: Lektsia_6.docx
• Тип: Документы; #683998

1.Пояснить действие электролитов на глинистые растворы.

Действие электролитов связано с их воздействием на двойной электрический слой и гидратную оболочку, находящуюся вокруг гидратированной глинистой частицы. При низких концентрациях электролита (до порога коагуляции) происходит увеличение заряда частицы за счет попадания в диффузный и адсорбционный слои катионов и анионов диссоциированного электролита. Это приводит к увеличению заряда поверхности глинистых частиц при этом силы взаимодействия ослабевают, меняются структурные свойства раствор. Поэтому при низких концентрациях электролит способствует усилению структурообразования. При увеличении концентрации электролита (выше порога коагуляции) происходит компенсация зарядов на поверхности глинистой частицы, диффузный слой сжимается, что приводит к коагуляции.

При высоких концентрациях:












коагуляция






2.Охарактеризовать состояние глинистых частиц в трех областях по величине концентрации кальцинированной соды в растворе.

1- область стабилизации - при концентрации Na₂CO₃до 2-3% - область стабилизации в которой показатель фильтрации, условная вязкость и статическое напряжение сдвига заметно снижаются:

Ф₃₀↓; Т↓; θ↓

Связано с тем, что диссоциируемые катионыNa⁺и анионыCO₃^-- насыщают поверхность глинистой частицы, заряд частицы возрастает, и силы взаимодействия ослабевают. Раствор разжижается с закономерным снижением структурных свойств и условной вязкости. При этом хорошо диспергированные частицы глины как твердой фазы в растворе образуют плотную мало проницаемую корочку ,обеспечивающую заметное снижение показателя фильтрации.

2 -область структурообразования- при концентрации Na₂CO₃ до 1315% – область структурообразования: в этой области показатель фильтрации еще продолжает снижаться, но условная вязкость и статическое напряжение сдвига возрастают Ф₃₀↓; Т↑; θ↑

Увеличение концентрации бикарбоната натрия в растворе до 13-15% приводит к компенсации зарядов диффузного и адсорбционного (частично) слоев и усилению сил взаимодействия между частицами глины т к большая часть молекул воды вступает во взаимодействие с увеличенным количеством диссоциированных катионов и анионов. Это приводит к тому, что подвижность раствора уменьшается и вязкость его растет.

Усиление структурных свойств происходит за счет того, что попадая в диффузные слои Na⁺ и СО₃^-- приводит к компенсации заряда глинистых частиц. Силы взаимодействия возрастают, то есть возрастают структурные свойства. В этом случае глинистые частицы соединяются между собой краевыми частями и поверхностями чешуек. Однако при этом происходит дальнейшее снижение показателя фильтрации поскольку частицы глины еще сохраняют защитную гидратную оболочку, образуя достаточно плотную малопроницаемую корку.





3- область коагуляции -при концентрации Na₂CO₃ > 15% : в этой области концентрацииФ₃₀↑; Т↓; θ↓ - снижаются структурные свойства и условная вязкость при существенном увеличении показателя фильтрации.

Дальнейшее насыщение диффузного и адсорбционного слоев вокруг глинистых частиц приводит к практически полной компенсации зарядов на их поверхностях ,что приводит к агрегатированию таких электронейтральных частиц и существенному увеличению показателя фильтрации при снижении вязкости и статического напряжения сдвига.

3.Раскрыть назначение кальцинированной соды глинистом растворе.

Назначение:

- улучшение качества глин местного производства;

- повышения выхода раствора из глин смешанного состава (Na⁺ + Ca⁺⁺);

- связывание поликатионов;

- повышения рН растворов.

Кальцинированная сода необходима для связывания бивалентных катионов Са⁺², которые вызывают коагуляцию глинистых растворов при перебуривании гипсов, ангидритов, цементного камня в скважинах.

4.Назначение едкого натра и жидкого стекла в растворах.

Назначение едкого натра:

- повышение качества глин;

- связывание сероводорода;

- повышение рН среды.

При добавлении в раствор щелочи –едкого натра образуется слаборастворимый гидросульфид натрия и агрессивное действие сероводорода устраняется.

Ввод в раствор едкого натра увеличивает щелочность раствора.

Назначение жидкого стекла:

- структурообразователь при концентрации более 5%;

- разжижитель при концентрации до 2%-3%;

- силикатизация – закрепление глин.

5.Назначение хлористого кальция, хромпика и хлорида натрия в глинистых растворах.

Назначение хлористого кальция:

-Увеличивает содержание катионов ↑ Ca++ в фильтрате, что применяется для получения ингибированных растворов для бурения в глиносодержащих горных породах;

Поэтому хлористый кальций применяется для регулирования ингибирующего и крепящего действия глинистых буровых растворов и нашли широкое применение хлоркальциевые ингибированные растворы.

Назначение хромпика:

- ингибирующее действие 3-5% -ых растворов по отношению к глиносодержащим породам;

- повышение термостойкость при добавлении 5-7% в растворы с применением КМЦ.

Электролит носит вспомогательный характер: увеличение термостойкости, ингибирующее действие, растворение органических реагентов.

Назначение хлорида натрия:

- структурообразователь для растворов, получаемых из глин невысокого качества;

- получение солевых растворов (применяются при бурении в многолетних мерзлых породах, при бурении глинистых участков, для получения минерализованных растворов).