钻井膨润土：知识与用途详解

一、基本特性

钻井膨润土主要采用钠基膨润土，具备良好悬浮性、触变性，滤失量小，造浆性能好，配制方便，易于调整钻井液比重。其造浆率为16 - 22立方米每吨，是深井及海洋钻井工程的关键基础材料。

二、成分与外观

膨润土以蒙脱石为主要成分，化学代表式为（Si8-yAly）. (Al4-xMgx) O20. (OH) 4. nH2O ，现场俗称白土粉。外观是适当粒度的粉末，因杂质不同，呈现白色、灰色、灰黄色和紫红色等，易吸潮结块。

三、质量鉴定标准

（一）室内测定

将膨润土和蒸馏水配成6%浓度泥浆（100克蒸馏水加6克膨润土），以1200转/分速度搅拌15分钟，不添加处理剂，性能需达到：

塑性粘度大于15毫帕秒；

有效粘度大于18毫帕秒；

动切力大于1.9帕；

静切力0 - 15帕；

滤失量小于15毫升；

含砂量小于0.5%；

pH值7左右；

细度通过200目筛；

粘土密度小于2.70克/厘米³。

（二）现场测定

若现场无实验设备，将膨润土与清水配制成密度1.05克/厘米³的钻井液，加入0.5%左右的Na₂CO₃ ，钻井液漏斗粘度大于20秒，滤失量小于10毫升，可作为配浆原材料。

四、等级划分

我国水基钻井液所用粘土分三个等级：

一级是符合API标准的钠膨润土；

二级是改性土，符合OCMA标准；

三级是较次配浆土，用于性能要求不高的钻井液，如堵漏钻井液。

五、在钻井泥浆中的作用

（一）泥浆配制

钻井泥浆是粘土小颗粒分散在水中形成的溶胶悬浮体，通过化学处理剂配置而成。膨润土是主要配浆材料，适用于淡水和矿化度小于2000毫克/升的咸水钻井液，也可作降滤失剂、增粘剂和堵漏剂。

（二）具体用途

堵漏：在钻井过程中，遇到地层孔隙或裂缝导致漏失时，膨润土可填充孔隙，形成泥饼封堵漏失通道。

护壁：膨润土在井壁形成一层致密泥饼，防止井壁坍塌，保护井壁稳定。

携砂：借助良好的悬浮性和触变性，膨润土将钻井过程中产生的岩屑携带至地面，保证钻井顺利进行。

配治塌泥浆：针对易坍塌地层，配制含膨润土的治塌泥浆，增强泥浆护壁性能，防止地层坍塌。

配加重泥浆：根据钻井需要，添加膨润土配制加重泥浆，提高泥浆密度，平衡地层压力。

配完井液和封闭浆：完井阶段，用膨润土配制完井液和封闭浆，保护井壁、防止地层污染，为后续作业提供保障。

膨润土在钻井领域作用关键，其质量和性能直接影响钻井效率与安全。通过严格质量把控和合理应用，能充分发挥其在钻井泥浆中的各项功能 。