鉆井液試驗配漿用膨潤土檢測項目詳解

一、膨潤土的核心性能與檢測依據

1. • 懸浮性能：攜帶巖屑，防止沉降
   • 流變性能：優化黏度與剪切力，保障泵送效率
   • 濾失控制：降低濾液侵入地層，穩定井壁
   • 化學穩定性：抗鹽、抗鈣污染能力
2. • 國內標準：GB/T 5005-2010《鉆井液材料規范》
   • 國際標準：API 13A-2020《鉆井液材料測試規范》

二、關鍵檢測項目及方法

1. 造漿率（Yield Point）

• 測試目的：1噸膨潤土配制成表觀黏度為15mPa·s的懸浮液體積（m³）。
• 方法：
  1. 按比例（如6%土粉）配制懸浮液，高速攪拌20分鐘；
  2. 靜置24小時，使用旋轉黏度計（如六速儀）測定600r/min讀值，計算表觀黏度；
  3. 調整土粉比例至黏度達標，計算理論造漿率。
• 標準：
  • 一級土：≥16m³/t
  • 二級土：≥12m³/t

2. 流變性能測試

• • 測量工具：馬氏漏斗（946mL水流出的時間標準為26±0.5秒）；
  • 合格范圍：配漿后黏度≥28秒（淡水基漿）。
• • 使用六速旋轉黏度計測量300r/min與600r/min讀值；
  • 計算公式：

• 典型值：PV 10-25mPa·s，YP 5-15Pa（淡水基漿）。

3. API濾失量（Fluid Loss）

• 測試設備：API濾失儀（加壓7bar，過濾面積45.8cm²）；
• 步驟：
  1. 將基漿裝入測試杯，加壓30分鐘內收集濾液體積；
  2. 標準要求：淡水基漿濾失量≤15mL/30min。

4. 濕篩分析（粒度控制）

• 目的：檢測膨潤土中粗顆粒（>75μm）含量，影響分散性；
• 方法：將土漿過200目篩（孔徑75μm），篩余量應≤4%。

5. 陽離子交換容量（CEC）

• 意義：反映膨潤土吸附能力，決定造漿率和抗污染性；
• 亞甲基藍法：
  1. 用亞甲基藍溶液滴定至試紙出現藍暈；
  2. CEC = 滴定液體積(mL) × 0.01 / 樣品質量(g)
  • 優質鈉基膨潤土CEC≥70mmol/100g。

6. 抗鹽/鈣污染測試

• 步驟：
  1. 向基漿中加入4% NaCl或1% CaCl?，攪拌老化16小時；
  2. 測定老化后黏度與濾失量變化率；
  • 要求：黏度下降≤30%，濾失量增幅≤50%。

三、質量控制要點

1. 原料篩選：優先選擇鈉基膨潤土（蒙脫石含量≥85%）；
2. 檢測頻率：每批次進料需抽樣檢測，生產過程中每8小時復測；
3. 數據校準：定期校驗黏度計、濾失儀等設備；
4. 異常處理：若造漿率不達標，需排查蒙脫石含量或雜質（如石英、方解石）影響。

四、常見問題與解決方案

• • 調整土水比（如從6%增至8%）；
  • 添加增黏劑（如CMC或聚陰離子纖維素）。
• • 摻入膠體保護劑（如SMP或褐煤樹脂）；
  • 優化粒徑分布，減少大顆粒占比。

五、結語