2-1 粘土矿物的晶体构造
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一、扫描电镜照片,粘土矿物的镜下特征及描述1、高岭石高岭石硅铝酸盐矿物,是长石的蚀变产物,呈书页状、蠕虫状、手风琴状,多以孔隙充填的形式存在于粒间孔隙。
其晶间结构比较松,在流体的冲刷下容易随流体移动,堵塞、分割孔隙和吼道,尤其在细小吼道中,影响很大,是重要的速敏矿物。
2、伊蒙混层伊蒙混层蒙脱石向伊利石过渡的矿物,呈蜂窝状、半蜂窝状、棉絮状等,随埋深加大和温压的升高而含量增多,有较强的水敏性。
3、绿泥石绿泥石铝硅酸盐矿物,常与自生石英共生。
在电镜扫描下,其单晶形态呈薄六角板状或叶片状,常见粒径为 2μ~ 3μ;聚集形态常常为 :由叶片组成的蜂窝状、玫瑰花朵状、绒球状、针叶状和叠片状,在孔隙中的产状有孔隙衬垫及孔隙充填,有时也可见其杂乱堆积状态。
一般针叶状绿泥石多为孔隙衬垫包于颗粒表面,绒球状和玫瑰花状的则充填在孔隙中。
绿泥石可由黑云母、角闪石、蒙脱石等矿物转化而来,自生绿泥石一般富含高价铁离子,与钻井液中的HCL等酸液作用容易产生沉淀,而造成储层伤害,是酸敏性矿物。
4、伊利石伊利石形态:鳞片状、羽毛状、丝缕状。
分布:多分布于颗粒表面,或以粘土桥形式分布于颗粒间伊利石铝硅酸盐矿物,伊利石晶体呈不规则的鳞片状,个别呈六边形,鳞片大小不等,一般在 0.15μ~ 0.5μ间。
在电镜扫描下常见的单体形态呈丝带状、条片状和羽毛状等贴附于颗粒表面或充填于粒间孔隙内,集合体形态呈蜂窝状、丝缕状和丝带状。
伊利石往往在孔隙中形成搭桥式生长或构成丝缕状、发丝状网络 (图 1,图 2)。
片状等微晶把孔隙分割成许多小孔隙,增加了迂回度;丝发状的容易被水冲移,堵塞孔隙和吼道,降低孔隙度和渗透率。
5、蒙脱石蒙脱石形态:鳞片状、蜂巢状、棉絮状。
分布:多分布于颗粒表面。
分子式:(AlMg)2[Si4O10](OH)24H2O分布于埋藏较浅、成岩作用较弱的地层中,随加埋藏深、成岩作用加强趋于消失,并伴随混层矿物的出现图1 片状、丝缕状伊利石分布于粒间孔中图2 丝缕状伊利石在孔隙内形成的网络状分布6、绿帘石绿帘石呈集合体或粒状产出,榍石呈集合体产出,部分与绿帘石伴生。
《泥浆工艺原理》复习资料第一章——钻井液概论1.钻井液:指油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。
钻井液功用:(1)携带和悬浮岩屑(2)稳定井壁和平衡地层压力(3)冷却和润滑钻头、钻具(4)传递水动力。
2.密度(1)低密度活性固相(粘土):2.2g cm-3 2.3g cm-3(2)低密度惰性固相(钻屑):2.5 g cm-3 2.7 g cm-3(平均:=2.6g cm-3)(3)钻井液密度低密度:g cm-3中高密度:1.8 g cm-3 2.5g cm-3高密度:2.5g cm-3 3.0 g cm-3超高密度: 3.0 g cm-3(4)加重材料API重晶石:=4.2 g cm-3石灰石粉:2.7g cm-3 2.9 g cm-3铁矿粉:4.9 g cm-3 5.3 g cm-3钛铁矿粉:4.5 g cm-3 5.1 g cm-3方铅矿:7.4 g cm-37.7 g cm-3(5)无机处理剂纯碱:2.5 g cm-3烧碱:2.0—2.2 g cm-33.钻井液密度作用(1)稳定井壁,防井塌。
(2)实现近平衡钻井技术,减少压持效应,提高机械钻速。
(3)平衡地层压力,防止井喷、井漏和钻井液受地层流体污染。
(4)钻开油气层,合理选择钻井液密度,减少钻井液对产层的伤害。
4.实际应用中,大多数钻井液pH控制在8—11之间,维持一个较弱的碱性环境。
酚酞变色点:pH=8.3左右;甲基橙变色点:pH=4.3左右。
常温下:10%Na2CO3(aq) pH=11.1;Ca(OH)2(饱和aq) pH=12.1 ;10%NaOH(aq) pH=12.9;5. 钻井液组成①分散介质+分散相+化学处理剂②连续相+不连续相③液相+固相+化学处理剂6.钻井液含砂量:钻井液中不能通过200目筛的砂粒体积占钻井液体积的百分数。
一般砂含.【即粒径74的砂粒占钻井液总体积的百分数】第二章——粘土矿物和粘土胶体化学基础1.相:物质物理化学性质完全相同的均匀部分。
粘土矿物和粘土胶体化学基础第一节粘土矿物的晶体构造与性质粘土作为钻井液的重要组成成分,其晶体构造与性质对钻井液性能有十分重要的影响。
钻井过程中井眼的稳定性、油气层的保护均与地层中粘土矿物类型和特性密切相关。
粘土主要是由粘土矿物(含水的铝硅酸盐)组成的。
某些粘土除粘土矿物外,还含有不定量的非粘土矿物,如石英、长石等。
许多粘土还含有非晶质的胶体矿物,如蛋白石、氢氧化铁、氢氧化铝等。
有人把任何细粒的、天然的、土状的物料都叫做粘土,这种提法并不确切。
大多数粘土颗粒的粒径小于2μm,它们在水中有分散性、带电性,离子交换以及水化性,这些性能都是在处理与配制钻井液时需要考虑的因素。
一、粘土矿物的分类和化学组成1.粘土矿物的分类粘土矿物的分类方法很多,现根据其单元晶层构造的特征进行分类,见表2-1。
表2-1的资料说明,粘土矿物按两种晶片的配合比例可分为1:1型(一层硅氧四面体晶片与一层铝氧八面体晶片相结合构成单元晶层)、2:1型(两层硅氧四面体晶片中间夹一层铝氧八面体晶片构成单元晶层)、2:2型(硅氧四面体晶片与铝(镁)氧八面体晶片交替排列的四层晶片构成单元晶层)以及层链状结构(硅氧四面体组成的六角环依上下相反方向对列)等几类。
*以前称为蒙脱石族,1975年国际粘土研究会命名委员会决定采用蒙皂石族来代替蒙脱石族的称呼。
2.粘土矿物的化学组成粘土中常见的粘土矿物有三种:高岭石、蒙脱石(也叫微晶高岭石、胶岭石等),伊利石(也称水云母)。
它们的化学组成见表2-2。
从表2-2可以看出,不同类型的粘土矿物其化学成分是不同的。
如高岭石,其氧化铝含量较高,氧化硅含量较低;而蒙脱石的氧化铝含量较低,氧化硅含量较高;伊利石的特点是含有较多的氧化钾。
上述各类粘土矿物化学成分的特点是用化学分析方法鉴别粘土矿物类型的依据。
二、几种主要粘土矿物的晶体构造 1.粘土矿物的两种基本构造单元 (1)硅氧四面体与硅氧四面体晶片硅氧四面体中有一个硅原子与四个氧原子,硅原子在四面体的中心,氧原子(或氢氧原子团)在四面体的顶点,硅原子与各氧原子之间的距离相等(见图2-1a)。