Технология буровых растворов

-
степень влияния на свойства химических реагентов и материалов внеш-
них факторов; 
-
особенности управления свойствами буровых жидкостей различного 
состава. 
1.1
 
Исследование модификации поверхности глинистых пород и 
глинопорошков неорганическими электролитами 
Известно, что глинистые породы представляют собой тонкообломочные 
смеси минералов, в основном кристаллического строения, которые образова-
лись в результате физико-химического выветривания горных пород [1, 6, 7]. 
Основную часть при этом составляют глинистые минералы, которые играют 

---

8 
наиболее важную роль в буровых растворах за счёт высокой дисперсности, 
формы минералов и свойств базальных поверхностей микрокристаллов. 
Важной особенностью глинистых минералов (исключение – двухслойные 
минералы) в отличие от слюд является наличие электрического заряда на по-
верхности, возникающего в результате изоморфных замещений одних ионов в 
их структуре другими иной валентности [1, 6, 7, 17, 18]. Например, замещение 
катиона Al
3+
на Mg
2+
приведёт к дефициту заряда, что создаёт отрицательный 
заряд на поверхности кристалла. Этот заряд компенсируется адсорбцией катио-
нов, называемых обменными за их способность вступать в реакции обмена с 
катионами других видов, растворённых в воде. Свойства глинистой фазы зави-
сит от вида породообразующего минерала. 
Основой бентонитовых глинопорошков является 
монтмориллонит
, ко-
торый относится к наиболее активным компонентам. Характерной особенно-
стью структуры монтмориллонита является то, что кислородная поверхность 
одного слоя контактирует с аналогичной кислородной поверхностью соседнего 
слоя, что является предпосылкой для процессов набухания, так как молекулы 
воды и других полярных жидкостей могут проникать между структурными 
слоями монтмориллонита и ещё более снижать взаимодействие между ними. В 
зависимости от количества воды, находящейся в межслоевом пространстве, с-
расстояние может изменяться от 9,6·10
-8
до 140·10
-8
см (возможно до полного 
расслоения). В монтмориллоните преобладают замещения Al
3+
на Mg
2+ 
и Fe
2+
в 
октаэдрическом подслое, но Al
3+
может частично замещать Si
4+
и в тетраэдрах 
[6, 7]. Возникающий отрицательный заряд компенсируется обменоспособными 
гидратированными катионами (обычно ионами натрия, кальция или магния), 
которые располагаются между структурными слоями, составляют вместе с мо-
лекулами воды межслоевой комплекс монтмориллонита. 
К самым распространенным глинистым минералам относят