粘土顆粒懸浮液的粘度分析圖像顯微鏡廠商
膨潤土懸浮液的粘度性質是水化作用,從懸浮液中奪走自由水,以
負電荷為主的電作用力,使顆粒相斥和機械分散作用所產生的。水
化作用,電作用力和機械作用共同產生粘性的膨潤土懸浮液作用。
在此基礎上進一‘步研究化學基本知識是說明這些機理和美國石油
學會鉆井液性能測試數據的關系。
膨潤土漿可當作賓漢塑性流體,其流變性可用塑性粘度和屈服
值作為流變參數來表示,較初,塑性粘度被定義為“鉆井液中固體
顆粒相互作用產生液體流動的內部阻力的量度”這意味著塑性粘度
是測量顆粒間相互摩擦造成的阻力:但是,電場和水化程度也影響
液體流動阻力。帶負電荷膨潤土顆粒上所受凈斥力的大小和與顆粒
相締合的水造成形狀不規則的結構和拖曳力或流動阻力。所以,塑
性粘度既取決于顆粒摩擦,也取決于離子化程度和水化程度。
屈服值或屈服點被定義為“液體開始流動的內部阻力的量度”
。當膨潤土懸浮液受機械剪切時,粘土結構的邊邊角角被斷裂,暴
露出正離子或負離子(或二者)未飽和的價鍵,決定于斷鍵發生的位
置。雖然圍繞單獨粘土顆粒的離子霧可能是負的,并施加一種斥力
,但在斷裂邊緣的正電荷與負電荷的存在形成顆粒重新取向的趨勢
,產生結構不規則的構型。屈服值大小(開始流動的阻力)由斥力和
吸力的結合所決定,這種力的結合趨于將單獨粘土顆粒抓住使之形
成松散的不規則結構,當施加外力(剪切力),將粘土結構拉在一起
形成網絡的各種力被克服,顆粒排列成流線型流動構型。破壞粘土
網絡所需的剪切力就是屈服值。
切力是靜止條件下膠體懸液內的靜電吸引力的量度。在靜置lO
s和lOmin后的測定。當水化膨潤土處于靜止狀態時,由于平面表面
上的負電荷與其它顆粒上相同負電荷相斥,顆粒重新排列。在粘土
結構斷裂邊緣上的正電荷和負電荷產生附加的斥力或吸力。根據斷
裂發生的位置,粘土顆粒邊緣相互問可能吸引也可能排斥,造成顆粒重
新定向,以致達到平衡并形成較終的膠體結構。時問和溫度,同時
在布朗運動作用下影響顆粒定向排列到f衡位置。其值為l~3的低
的10s切力和其值為10-18的中等的10rain切力,意味著離子活度較
小和顆粒定向較緩慢的狀況。