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钻井泥浆工考试：场地工、泥浆工必看题库知识点（题库版）1、问答题灌钻井液是如何规定的？正确答案：⑴每起3柱钻杆或1柱钻铤要往井内灌满钻井液一次。
⑵保证灌入钻井液体积等于起出钻具的体积，以满足井内泥浆液柱压力能够平衡地层（江南博哥）压力。
2、单选屈服值的定义是引起流体流动所需的（）。
A.剪切速率；B.粘度；C.剪切应力。
正确答案：C3、单选油包水乳化钻井液的破乳电压是衡量体系好坏的关键指标，一般要求不低于（）。
A.800V；B.400V；C.200V；D.1000V。
正确答案：B4、填空题负责在（）、（）、（测井）、（）、顶部驱动钻机（）坐岗，在出口管观察有无溢流（），并填写坐岗记录，发现异常情况及时向（）报告。
正确答案：起下钻；空井；固井；钻进时；井漏；司钻5、单选100磅等于（）公斤。
A.45.36；B.50；C.44.68；D.46.50。
正确答案：A6、单选不分散低固相泥浆体系一般适用于（）。
A.超深井B.高温高压井C.地应力较大的井D.正常压力，3500m左右的井正确答案：D7、问答题简述几种固相控制方法？正确答案：1）清水稀释法2）替换部分钻井液法3）大池子沉淀法4）化学絮凝法5）机械设备清除法8、单选小分子量阳离子聚合物对粘土的抑制作用是因为它（）。
A.在粘土片表面吸附；B.在粘土片晶层间吸附；C.在粘土片端面吸附。
正确答案：B9、问答题泥浆受水泥侵后的性能变化及一般处理方法是什么？正确答案：引起泥浆粘度和切力的上升。
主要是降低pH和控制钙离子的浓度，污染严重难于处理时，要及时把该部分泥浆废弃掉，加纯碱进行处理，清除掉钙离子。
10、单选当量循环压力是泥浆静液柱压力与（）之和。
A.泥浆泵压；B.环空压降；C.立管压力。
正确答案：B11、填空题关井时负责（）、（）的开、关。
正确答案：4#手动平板阀；节流阀下游平板阀12、单选钻井液密度比地层压力系数越大，机械钻速越（）。
A.高；B.低；C.不影响。
泥浆配比实用培训资料一、引言泥浆配比是钻井工程中的重要环节，它直接关系到钻井过程的顺利进行和井下工作的安全性。
本文将介绍泥浆配比的基本概念、配比原则、配比方法以及常见问题及解决方法，以便钻井工程师和相关人员能够准确、有效地进行泥浆配比工作。
二、泥浆配比的基本概念泥浆配比是指通过调整泥浆中各种成分的比例，使其符合钻井作业的要求和井下地层的性质，以达到稳定井壁、冷却钻头、输送钻屑等目的。
泥浆配比的基本概念包括泥浆密度、泥浆比重、固相含量、液相含量等。
1. 泥浆密度泥浆密度是指泥浆中固相和液相的比重，一般使用泥浆密度计进行测量。
泥浆密度的选择需要考虑地层压力、井深、井眼直径等因素，以确保井壁稳定和钻井安全。
2. 泥浆比重泥浆比重是指泥浆中固相和液相的比例，一般以固相的重量占总重量的百分比表示。
泥浆比重的选择需要根据井眼直径、井深、地层性质等因素进行调整，以满足井壁稳定和钻井液性能要求。
3. 固相含量固相含量是指泥浆中固相的重量占总重量的百分比。
固相含量的选择需要根据井壁稳定、钻井液性能要求等因素进行调整，以确保钻井过程中的正常运行。
4. 液相含量液相含量是指泥浆中液相的重量占总重量的百分比。
液相含量的选择需要根据井壁稳定、泥浆性能要求等因素进行调整，以确保钻井过程中的正常运行。
三、泥浆配比的原则泥浆配比的原则是根据井下地层性质、钻井液性能要求和钻井工艺要求，合理调整泥浆中各种成分的比例，以满足钻井过程中的需求。
1. 地层性质根据地层的性质，选择合适的泥浆密度、泥浆比重、固相含量和液相含量，以确保井壁稳定和钻井安全。
2. 钻井液性能要求根据钻井液的性能要求，如冷却钻头、输送钻屑、控制井壁稳定等，选择合适的泥浆成分和配比，以满足钻井过程中的需求。
3. 钻井工艺要求根据钻井工艺的要求，如钻井液循环、井下设备的工作状态等，选择合适的泥浆成分和配比，以确保钻井过程的顺利进行。
四、泥浆配比的方法泥浆配比的方法主要包括经验法、计算法和试验法。
钻井用泥浆钻井液旋转钻井初期，钻井液的主要作用是把岩屑从井底携带至地面。
目前，钻井液被公认为至少有以下十种作用：（1）清洁井底，携带岩屑。
保持井底清洁，避免钻头重复切削，减少磨损，提高效率。
（2）冷却和润滑钻头及钻柱。
降低钻头温度，减少钻具磨损，提高钻具的使用寿命。
（3）平衡井壁岩石侧压力，在井壁形成滤饼，封闭和稳定井壁。
防止对油气层的污染和井壁坍塌。
（4）平衡（控制）地层压力。
防止井喷，井漏，防止地层流体对钻井液的污染。
（5）悬浮岩屑和加重剂。
降低岩屑沉降速度，避免沉沙卡钻。
（6）在地面能沉除砂子和岩屑。
（7）有效传递水力功率。
传递井下动力钻具所需动力和钻头水力功率。
（8）承受钻杆和套管的部分重力。
钻井液对钻具和套管的浮力，可减小起下钻时起升系统的载荷。
（9）提供所钻地层的大量资料。
利用钻井液可进行电法测井，岩屑录井等获取井下资料。
（10）水力破碎岩石。
钻井液通过喷嘴所形成的高速射流能够直接破碎或辅助破碎岩石。
很久以前，人们钻井通常是为了寻找水源，而不是石油。
实际上，他们偶然间发现石油时很懊恼，因为它把水污染了！最初，钻井是为了获得淡水和海水，前者用于饮用、洗涤和灌溉；后者用作制盐的原料。
直到 19 世纪早期，由于工业化增加了对石油产品的需求，钻井采油才逐渐普及。
有记载的最早的钻井要追溯到公元前三世纪的中国。
他们使用一种叫做绳式顿钻钻井的技术，实现方式是先使巨大的金属钻具下落，然后用一种管状容器收集岩石的碎片。
中国人在这项技术上比较领先，中国也被公认为是第一个在钻探过程中有意使用流体的国家。
此处所讲的流体是指水。
它能软化岩石，从而使钻具更容易穿透岩石，同时有助于清除被称作钻屑的岩石碎片。
（从钻孔中清除钻屑这一点非常重要，因为只有这样，钻头才能没有阻碍地继续深钻。
）1833 年，一位名叫弗劳威勒 (Flauville) 的法国工程师有一次观察绳式顿钻钻井作业。
作业进行中，钻井设备钻出了水。
这时他意识到喷出的水对把钻屑从井中提出会非常有效。
泥浆基础知识集锦1、简述不分散聚合物钻井液体系的适用范围。
1）地层比较稳定、压力正常；2）井深小于3500m，井低温度低于150℃；3）非加重钻井液更有利；4）固控设备齐全，使用良好。
2、简述不分散聚合物钻井液体系的主要特点。
1）密度低，压差小，钻速快；2）亚微米颗粒的含量低于10%，而分散钻井液中亚微米颗粒可达70%；3）高剪切速率下的粘度低，钻速快；4）触变性好，剪切稀释性较强，具有较强的携砂能力；5）用高聚物作主处理剂，具有较强的包被作用，可保持井眼的稳定性；6）可实现近平衡钻井，且粘土含量低，滤液对产层所含粘土矿物有抑制膨胀作用，可保护油气层。
3、简述钾基钻井液体系的主要特点。
1）对水敏性页岩具有较好的防塌效果；2）钻井液细颗粒含量低，对油层粘土起稳定作用；3）抑制泥页岩造浆能力较强。
4、简述KCL的主要用途。
1）KCI主要提供K+来抑制泥页岩的水化膨胀，改变泥浆性能；2）K+具有低的水化能，稳定井壁，减少油层损害。
5、简述饱和盐水钻井液体系的特点。
1）具有较好的抑制性；2）具有较好的抗无机盐污染的能力；3）对含水敏性粘土的页岩有抑制水化剥落作用，因而有一定的防塌能力；4）可抑制岩盐溶解，避免造成大肚子井眼。
6、简述饱和盐水钻井液体系的适用范围。
主要用于厚岩盐层和复杂盐膏层钻井。
7、简述分散钻井液体系的特点。
1）可容纳较多的固相，适合配制高密度钻井液，密度可达2.0g/cm3以上；2）泥饼质量高，致密而坚韧，护壁性好，HTHP滤矢量及初滤矢量均较低；3）耐温能力较强，抗温达200℃；4）亚微米颗粒浓度达70%以上，对钻速有影响；5）分散性强，抑制性差，不适宜钻造浆地层；6）保护油气层能力差，钻油气层时必须加以改造。
8、简述分散钻井液体系的应用范围。
1）超过4500m的深井，井底温度达160~200℃；2）适宜各种密度的钻井液；3）可用于异常压力地层；4）不适宜打开油气层，纯盐膏层及井塌严重的地层。
油井泥浆知识点总结1. 泥浆的基本组成油井泥浆主要是由水、黏土、醚酮、增稠剂、碱性物质、润滑剂、杀菌剂等物质组成。
这些组分通过混合搅拌形成一种特殊的液体，用于在钻井中进行冲洗井孔、稳固井壁等作用。
2. 泥浆的功能油井泥浆具有多种功能，主要包括清洁井孔、输送岩屑、平衡地层压力、稳定井壁、保护油管和钻杆等。
此外，泥浆还可以提供散热和润滑作用，保证钻井工程的顺利进行。
3. 泥浆的种类根据组成和使用目的的不同，油井泥浆可以分为水基泥浆、油基泥浆和气基泥浆。
水基泥浆是最常用的一种类型，主要由水、黏土等组成，适用于多数的钻井地质条件。
油基泥浆和气基泥浆由相应的基础液体和添加剂组成，适用于特殊的地质环境和特殊的作业条件。
4. 泥浆的性能参数油井泥浆的性能参数主要包括密度、黏度、流变性能、滤失值、PH值、离子含量等多个方面。
这些参数是评价泥浆性能好坏的重要依据，也是进行钻井工程时的操作指标。
5. 泥浆的调配方法泥浆的调配和现场处理是钻井工程中重要的一环。
合理的泥浆设计和调配方案可以提高作业效率，减少成本和事故的发生。
泥浆调配的关键是根据地层条件、井眼尺寸、温度和压力等因素选择合适的成分和配比，并通过监测和调整来保证泥浆的性能。
6. 泥浆的污染和处理在钻井过程中，泥浆会受到各种污染，如岩屑、泥浆添加剂的破坏、气体和油污等。
这些污染会影响泥浆的性能和作业效率，甚至导致严重事故。
因此，泥浆污染和处理是钻井工程中应该重视的问题之一。
7. 泥浆的质量控制泥浆的质量控制是钻井工程中必不可少的一环。
通过对泥浆样品的分析和测试，可以了解到泥浆的各项性能参数，判断泥浆是否符合要求，及时调整和处理问题。
泥浆的质量控制也是防止事故和保障井眼质量的重要手段。
8. 泥浆的循环系统泥浆循环系统是钻井作业中的一个关键部分，主要包括泥浆搅拌、泵浦、分离和处理等设备。
合理的泥浆循环系统设计和运行可以提高钻井效率和保证钻井作业的安全。
总的来说，油井泥浆是钻井工程中不可或缺的一部分，它的选择、设计、调配、质量控制和循环系统运行都与作业效率和安全密切相关。
一．泥浆的流变参数：漏斗粘度，塑性粘度，动切力，表观粘度，剪切稀释性，切力，触变性，n值，k值。
1.漏斗粘度：一定体积的钻井液流经规定尺寸的小孔所需要的时间。
2.塑性粘度：泥浆在层流时，泥浆中固体颗粒之间，固体颗粒与液体分子之间，液体分子之间的各种内摩擦力之和称为泥浆的塑性粘度。
3.动切力：反映泥浆在层流时，粘土颗粒之间及高分子聚合物之间相互作用力的大小，即泥浆内部形成的网状结构能力的强弱。
4.表观粘度：称为有效粘度或者视粘度，是泥浆在某一速度梯度下，剪切应力与速度梯度的比值。
5.剪切稀释性：泥浆的表观粘度随速度梯度的增加而减小，随速度梯度的减小而增大的特性称为泥浆的剪切稀释性。
6.切力：称静切力，是泥浆的胶体化学实质，即表示泥浆在静止状态下形成的空间网状结构力的强弱。
7.触变性：泥浆在搅拌后变稀，静止后变稠的性质。
一般用终切和初切的差值来表示，差值越大，触变性越强，反之亦然。
8.n值和k值n值为泥浆的流性指数，是泥浆结构力和剪切稀释性的一种表示，小于1。
数值越小，非牛顿性，剪切稀释性和结构力越强，反之亦然。
K值是泥浆的稠度系数，表示泥浆的可泵性，反映稀稠程度。
二．流变参数的调整1.调整粘度的方法：当井壁出现垮塌或者沉砂过多，造成起钻遇卡，下钻不到底，井下有较多的堆积物时，要考虑适当的提高粘度，堵漏有时也要提粘。
钻进泥页岩，配加重泥浆，泥浆受到可溶性盐类污染会使泥浆粘度，切力上升，导致钻井液流动性变差，洗井效果差，钻头易泥包，影响钻速，需要降低粘度。
2.调整塑性粘度的方法：降塑性粘度：通过合理的使用固控设备，加水稀释或者化学絮凝的方法。
提塑性粘度：增加泥浆中高分子聚合物的用量，混入原油，加入低造浆率的膨润土，重晶石粉或者适当提高PH。
3.调整表观粘度的方法：降：加清水，混入稀泥浆和用稀释剂提：加膨润土，纯碱，烧碱。
4.调整动切力的方法：提：加预水化膨润土浆，增大高分子聚合物的加量，对于盐水泥浆和钙处理泥浆，可通过适当增加Ca+ 和Na+ 的浓度。
泥浆的规范泥浆是一种在油气钻井工程中广泛应用的流体，它在钻井过程中具有许多重要的功能，如冷却和润滑钻头，控制井压，固井和泥浆携带断层碎屑等。
为了确保钻井工作的顺利进行，泥浆的规范是非常重要的。
下面是一份1000字的泥浆规范。
一、泥浆的基本要求1. 泥浆的密度应根据井孔压力和井深计算得出，以确保泥浆在钻井过程中能够有效地控制井压。
2. 泥浆的黏度应根据井眼直径和钻头转速计算得出，以确保泥浆能够充分冷却和润滑钻头，同时减少钻井液的漏失。
3. 泥浆的过滤损失应控制在合理的范围内，以避免漏失导致地层稳定性的问题。
4. 泥浆的固相含量应控制在合理的范围内，以避免固相对设备的磨损和堵塞。
二、泥浆的配制和储存1. 泥浆的配制应严格按照技术规范和操作规程进行，以确保泥浆的质量稳定和性能可靠。
2. 泥浆的储存应采取严密的措施，防止泥浆中的固相沉淀和液相挥发。
3. 泥浆的配制和储存设备应定期检查和维护，确保其正常运行。
三、泥浆的循环和处理1. 泥浆的循环应保持稳定，流速应适当，避免出现液体剧烈波动和冲刷井壁的情况。
2. 泥浆中的固相应及时处理，避免固相对设备的磨损和堵塞。
3. 泥浆中的液相应进行适当的处理，以保持其性能和稳定性。
四、泥浆的化学药剂使用1. 泥浆的化学药剂应合理选择，且来源可靠。
2. 泥浆中的化学药剂使用应按照使用说明进行，避免过量使用或错用，以避免对环境和人体造成损害。
3. 泥浆中的化学药剂应定期检测和更新，以确保其性能和质量。
五、泥浆的检测和监测1. 泥浆的密度、黏度、过滤损失、固相含量和化学药剂应定期检测，确保其符合规范要求。
2. 泥浆的循环和泵送设备应定期监测，确保其正常工作。
3. 泥浆中的固相和液相应定期分析，以判断泥浆的性能和质量。
六、泥浆的废弃物处理1. 泥浆的废弃物应按照环保要求进行处理，以减少对环境的污染。
2. 泥浆的废弃物应集中存放，并配备合适的处理设备。
3. 泥浆的废弃物处理应按照相关法规和标准进行，确保其安全和环保。
泥浆入门基础知识一、简述用硬水配制钻井液时，对水的预处理措施。
答：硬水是指含有可溶性钙、镁盐的水，含钙、镁盐浓度越大，水的硬度就越大，当用硬水配制钻井液时，粘土很难水化分散，造浆率低，因此要对硬水进行软化处理，其处理措施主要有以下两种：（1）对中等硬度的水，只需在硬水中加入纯碱以形成碳酸钙沉淀而除去钙离子，加入烧碱使镁离子形成氢氧化镁沉淀而被除去，纯碱和烧碱加量要以水分析结果而定。
（2）对硬度特大的水，先加入定量的烧碱，把PH值提至9，然后再加入总钙量的纯碱及相当于镁含量的烧碱。
二、泥饼摩擦系数控制的意义答：泥饼摩擦系数是指钻井液在井壁上形成的泥饼表面有一定的粘滞性，钻具在其表面做相对运动时受到一定的摩擦阻力，此力与加在泥饼的正压力的关系系数就是泥饼摩擦系数。
摩擦系数的大小反映了摩擦力与所施加的正压力间的正比例关系的大小。
泥饼的摩擦系数过大时，钻具靠近井壁产生的阻力就很大，是钻具不易活动而发生粘附卡钻，摩擦系数过大，还使钻具早期疲劳。
如要将摩擦系数控制得过小，就要添加大量的润滑剂，不但使钻井液成本上升，还使性能受影响。
而且摩擦系数的控制是有限度的，油基钻井液的最低，而其他体系的钻井液则很难达到油基体系的要求。
控制合适的低摩阻系数，有利于减少井下事故使井壁稳定，对钻具摩阻小，钻具使用寿命延长。
三、简述盐水侵的钻井液处理方法答：当钻遇盐水层时，如果钻井液的液柱压力低于盐水层压力，就会发生盐水侵，轻微盐水侵使钻井液的粘、切升高，滤失量增大，滤饼变厚。
盐水侵严重时，粘切反而下降，甚至发生轻度井涌。
其处理方法也应分别对待。
（1）轻度盐水侵时，钻井液变稠，使用FCLS、NaOH进行稀释，加入CMC等降滤失剂，同时用重晶石加重至压死盐水层为止。
（2）严重盐水侵时钻井液变稀，应加入予水化板土浆和高粘CMC提高粘度，并加入FCLS、NaOH进行抗粘恢复处理，待钻井液的粘、切足以悬浮重晶石时进行加重处理，直至压死盐水层为止。
第一节钻井泥浆的分类与造浆粘土第一单元钻井泥浆的分类按适用条件，可以把泥浆分为：①用于沙层、砾卵石层、破碎带等机械性分散等地层的泥浆，简称松散层泥浆；②用于土层、泥岩、页岩等水敏性地层的抑制性泥浆，简称水敏抑制性泥浆；③用于岩盐、钾盐、天然碱等水溶性地层的泥浆，简称水溶抑制性泥浆；④用于较为稳定、漏失较小的硬岩钻进的泥浆，简称硬岩钻进泥浆；⑤用于异常低压或异常高压地层的低比重泥浆或加重泥浆；⑥用于超深井、地热井等高温条件下的抗高温泥浆。
配制泥浆用的基本液体是水或油。
若粘土在水中分散形成的泥浆即以水为连续相的泥浆称为水基泥浆；若粘土在油中分散形成的泥浆即以油为连续相的泥浆称为油基泥浆。
大部分钻井场合下，使用成本较低，配制方便的水基泥浆。
油基泥浆在一些特定情况下使用，它又分为油包水乳化泥浆和油基泥浆两种类型，前者油水比在50～80和50～20之间，后者含水量不超过5%。
从粘土在泥浆中的分散程度来看，又可将水基泥浆划分为细分散淡水泥浆、粗分散抑制性泥浆和不分散低固相泥浆。
细分散淡水泥浆是靠粘土在水中高度分散得到，是泥浆的早期类型。
泥浆中的含盐量小于1%，含钙量小于120PPM，不含抑制性高聚物。
其组成除粘土、碳酸钠和水外，为了满足钻井需要，往往还加有降失水剂和防絮凝剂（稀释剂）。
依所加处理剂的不同，可有铁铬盐泥浆、木质素磺酸盐泥浆和腐植酸泥浆等。
虽然这类泥浆在稳定性、流动性和对地层抑制性方面存在明显缺陷，但在一些以提高泥浆粘性为主的钻井场合还常使用。
粗分散抑制性泥浆是在细分散泥浆的基础上，加入无机聚结剂，使粘土颗粒适度变粗，同时加入有机护胶处理剂而形成。
它对井壁岩土的分散有抑制作用，自身抗侵能力强而且性能稳定、流动性好钻进效率高，在钻井工程中得到广泛的应用。
这类泥浆的含盐或含钙量较高，具体又分为钙处理泥浆（含钙量大于120MG/L，如石灰泥浆、石膏泥浆、氯化钙泥浆），盐水泥浆（含盐量大于1%，如盐水泥浆、海水泥浆、饱和盐水泥浆）和钾基泥浆（KCl含量大于1%）。
不分散低固相泥浆是较新型的泥浆体系。
低固相是指泥浆体系中的固相含量（造浆粘土和钻碴等所有固相）按体积计不超过4%，由此使得机械钻速提高，尤其是在硬岩钻进中效果更为明显；所谓不分散，有3层含义：①粘土颗粒因高聚物存在而变得较粗；②对进入泥浆体系的岩屑起絮凝作用，不使其分散，利于除碴净化泥浆；③对井壁不起分散作用而起抑制保护作用。
目前，这种泥浆已成为我国钻井部门使用的主要泥浆类型。
国内外也有直接用泥浆的主要处理剂成分、关键特性或特殊用途等来命名分类的，如：腐植酸类泥浆、聚合物泥浆、木质素磺酸盐泥浆、抑制性泥浆、充气泡沫泥浆、非水基泥浆、饱和盐水泥浆、混油润滑泥浆、地热井和深井泥浆、石油天然气完井泥浆、小口径金刚石钻进泥浆、基桩钻孔循环泥浆、地下墙槽壁稳定泥浆等第二单元土的组成土主要由粘土矿物组成，另外还可能含有非粘土矿物和其他杂质。
土中的非粘土矿物主要有长石、石英、方解石、方英石、蛋白石、黄铁矿、沸石等。
这些非粘土矿物的含量不一，它们是泥浆中含砂量的主要来源，对泥浆性能起负面影响，因此，这些物质的含量越少越好。
土中的杂质主要是有机物和可溶性盐。
有机物为植物的茎、根、叶及其他腐植质等。
可溶性盐为钙、镁、钠、钾的碳酸盐，硫酸盐，氯化物和硝酸盐等。
这些物质明显影响泥浆的纯度和性能。
粘土矿物分为4个族类，它们均属于含水铝硅酸盐，并有一定量的金属氧化物。
典型粘土矿物的化学组成含量如表4-1所示。
（1）高岭石族代表性矿物为高岭石，其他矿物包括埃洛石、地开石、珍珠陶土等，含高岭石矿物为主的粘土称为高岭土。
（2）蒙脱石族代表性矿物为蒙脱石，其他矿物包括绿脱石、拜来石、皂石等，含蒙脱石矿物为主的粘土称为膨润土或蒙脱土。
（3）水云母族代表性矿物为伊利石（伊利水云母），其他矿物包括绢云母、水白云母等，含伊利石矿物为主的粘土称为伊利土或水云母土。
（4）海泡石族代表性矿物为海泡石，其他矿物包括凹凸棒石、坡缕缟石等，相应的粘土分别称为海泡石粘土、凹凸棒粘土和坡缕缟石粘土。
典型粘土矿物的化学组成含量表表11-1从上表中可以大致看出4类粘土矿物在化学组分上的特点和差别：高岭石的三氧化铝（Al2O3）含量较高，蒙脱石的二氧化硅（SiO2）含量较高，伊利石的钾离子含量较高，而海泡石族的H2O含量较高。
另外，三氧化二铁（Fe2O3）、氧化镁（MgO）、氧化钙（CaO）等的含量也各有不同。
依据化学成分的含量，可以初步确定粘土的种类。
为什么4类粘土矿物在化学组分上有明显差别？不同粘土矿物在造浆性能上的差别又怎样？这就需要从粘土矿物本身的构造特点出发，进行深入分析。
第三单元粘土矿物的构造特点分析一个粘土颗粒是由许多层粘土矿物晶胞（片）堆叠形成，而粘土矿物晶胞又是由晶胞的最小构造单元组成。
不同种类的粘土矿物，它们的最小构造单元都是一样的。
但是，基本构造单元之间的连接方式和晶胞结合形式不同，因而形成不同粘土矿物各自的特点。
粘土矿物的基本构造单位是硅氧四面体和铝氧八面体。
硅氧四面体的结构如图11-1所示，每个四面体的中心是一个硅原子，它与四个氧原子以相等的距离相连，四个氧原子分别在四面体的四个顶角上。
从单独的四面体看，4个氧还有4个剩余的负电荷，因此各个氧还能和另一个邻近的硅离子相结合。
依此，四面体在平面上相互连接，形成四面体层。
铝氧八面体的结构如图11-2所示，每个八面体的中心是一个铝原子，它与三个氧原子和三个氢氧原子以等距离相连。
三个氧原子和三个氢氧原子分别在八面体的六个顶角上。
由于还有剩余电荷，氧原子还能和另一个临近的铝离子相结合。
依此，八面体在平面上相互联结，形成八面体层。
硅氧四面体层和铝氧八面体层是不同粘土矿物所共同具有的基本晶层。
但是，这两种基本晶层在不同粘土矿物中的结合方式是不同的，因而主要导致了不同粘土矿物在造浆等性能上的差异。
还有一个影响粘土矿物造浆等性能的重要因素是同晶置换，它是指在晶格构架不变的情况下，四面体中的硅（+4）被低价离子铝（+3）或铁（+3）置换，八面体中的铝（+3）被低价离子镁（+2）等置换。
同晶置换导致粘土颗粒带负电，而粘土颗粒的负电性是影响其性能的重要因素。
一般情况下，同晶置换是粘土原生条件所决定的，不同粘土矿物的同晶置换程度有着明显的差异。
图11-1 硅氧四面体及其晶层示意图a-硅氧四面体；b-硅氧四面体六角环片状结构的平面投影图11-2 铝氧八面体及其晶层示意a-硅氧四面体；b-硅氧四面体六角环片状结构的平面投影１．高岭石的结构特点高岭石的化学式是Al4[Si4O10][OH]8,晶体构造是由一层硅氧四面体和一层铝氧八面体组成，两层间由共同的氧原子联结在一起组成晶胞，如图11-3所示。
图11-3 高岭石的结构特点高岭石矿物，即高岭石粘土颗粒是由上述晶胞在C轴方向上一层一层重叠，而在A轴和B轴方向上延伸而形成的。
由于晶胞是由一层硅氧四面体和一层铝氧八面体组成，故称为1:1型粘土矿物。
其相邻两晶胞底面的距离为7.2?。
另外，其晶体构造单位中电荷是平衡的。
高岭石重叠的晶胞之间是氢氧层与氧层相对，形成结合力较强的氢键，因而晶胞间联结紧密，不易分散。
故高岭石粘土颗粒一般多为许多晶胞的集合体，与下面分析的蒙脱石相比颗粒较粗，小于2μm的颗粒含量仅占10～40%。
高岭石矿物晶体结构比较稳定，即晶格内部几乎不存在同晶置换现象，仅有表层OH－的电离和晶体侧面断键才造成少量的电荷不平衡，因而其负电性较小。
由于负电性很小，致使这种粘土矿物吸附阳离子的能力低，所以水化等"活性"效果差。
由上可知，高岭石矿物由于晶胞间连接紧密，可交换的阳离子少，故水分子不易进入晶胞之间，因而不易膨胀水化，造浆率低，每吨粘土造浆量低于3m3。
同时因可交换的阳离子量少，粘土接受处理的能力差，不易改性或用化学处理剂调节泥浆性能。
因此，高岭石不是好的造浆粘土。
从钻井的井壁稳定性看，如果钻进遇到高岭石类粘土或富含高岭石的泥质岩层时，一般井壁不易膨胀而缩径，但易产生剥落掉块。
２．蒙脱石的结构特点蒙脱石化学式是(Al1.67Mg0.33)[Si4O10][OH]2·nH2O。
其晶体构造是由两层硅氧四面体中间夹有一层铝氧八面体组成一个晶胞，四面体和八面体由共用的氧原子联结（图11-4）。
同样，在C方向重叠，沿A、B方向延伸。
形成蒙脱石粘土颗粒。
由于蒙脱石矿物晶胞是由两层硅氧四面体和一层铝氧八面体组成，故称为2:1型粘土矿物。
其晶胞底面距为9.6?，吸水后可达21.4?。
图4-4 蒙脱石的结构特点(图中右侧数值是叶蜡石结构中电荷的数值，不是蒙脱石的数值)蒙脱石矿物晶体构造的特点之一是，重叠的晶胞之间是氧层与氧层相对，其间的作用力是弱的分子间力。
因而晶胞间联结不紧密，易分散微小颗粒，甚至可以分离至一个晶胞的厚度，一般小于1μm的颗粒达50%以上。
从形状上看，晶胞片的长度往往为其厚度的几十倍，是薄片状的颗粒。
蒙脱石矿物晶体构造的另一特点是同晶置换现象很多，即铝氧八面体中的铝被镁、铁、锌等所置换，置换量可达20～35%。
硅氧四面体中的硅也可被铝所置换，置换量较小，一般小于5%。
因此，蒙脱石晶胞带较多的负电荷，其阳离子交换容量大，可达80～150meq/ml。
由上可以分析出，蒙脱石粘土由于晶胞间联系不紧密，可交换的阳离子数目多，故水分子易进入晶胞之间，粘土易水化膨胀，分散性好，造浆率高，每吨粘土可达12-16m3左右。
同时，因可以吸引较多的阳离子，故"活性"大，接受处理的能力强，易改性或用化学处理剂调节泥浆性能，是优质的造浆粘土矿物。
从钻井的井壁稳定性看，如果钻进中遇到蒙脱石类粘土或富含蒙脱石的泥质岩层时，易产生膨胀缩径甚至孔壁流散等孔内复杂情况。
３．伊利石的结构特点伊利石又称伊利水云母，其化学式是K<1(Al,Fe,Mg)2[(Si,Al)4O10][OH]2·nH2O。
伊利石的结构总体上与蒙脱石相似，即也是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体组成晶胞，故也是2:1型粘土矿物。
不同之处是伊利石两晶胞之间存在较多的钾离子（K+）图。
因而使其性能与蒙脱石有较大差别。
伊利石晶胞之间钾离子的直径为2.66?，与硅氧四面体六角环的空穴内径相当，故钾离子进入空穴后不易出来，它的嵌合作用使上下两层晶胞联结得很紧，水分子也难以进入其中。
因此这种粘土不易分散。
伊利石晶格内部也有同晶置换现象，如硅氧四面体中有1/6的硅（Si）可被铝（Al）置换，使晶胞呈现负电性，因而有一定的离子交换能力。
但它吸附钾离子后，由于钾离子不易电离出去，使其失去"活性"，交换能力降低。
上述结构特点的制约，使伊利石的造浆能力低，且难以改性和用化学处理剂调节泥浆性能。
