低品位膨润土提质改性制备钻井泥浆助剂研究

摘要

河南信阳上天梯地区蕴藏大量低品位钙基膨润土,该膨润土Φ600为2 mPa·s,滤失量为89 mL,无法满足钻井用膨润土的技术要求(GB/T 5005—2010,Φ600≥30 mPa·s,滤失量≤16 mL)。采用半干法改性工艺通过置换层间可交换阳离子制备钠基膨润土,当NaCO用量2.5%、钠化1.5 h时,滤失量降至31 mL。然后,通过单因素试验考察增效剂对钠基膨润土泥浆性能的影响,并结合X射线衍射、红外光谱和扫描电镜等测试手段考察各种增效剂的作用机理,最后通过正交试验优选和调控增效剂。结果显示,增效剂通过絮凝、桥联和交错吸附等方式形成立体网络结构,改善膨润土的泥浆性能。当添加质量分数1%的MgO和1%的APAM组成的复合增效剂时,膨润土Φ600为34 mPa·s,滤失量为12 mL,达到钻井级膨润土的技术要求。