41.假塑性流体特点分析
1 流变曲线过原点 2 施加很小的切应力流体就能流动 3 无直线段，粘度随切应力的增大而降低 4 极小的切应力就能流动，流体内没有空间网架结构，或结构非常脆弱，剪切拆散后不易恢复； 5 粘度随剪切速率的增加而下降，是形状不规则的粒子或水化膜，沿流动方向转向或变型，流 动阻力减小所致。
20.晶格取代是粘土胶粒带电的根本原因。所谓的品格取代是指在晶体结构不变
的条件下，高价中心离子被低价正离子取代的现象。结果是正电荷亏损，粘土带 负电。必然要吸附等电量的阳离子来平衡电荷，称为补偿阳离子。
21.在粘土-水分散体系中，阳离子受到扩散力与吸引力的影响，扩散分布在固液
界面周围，构成扩散双电层，包括吸附层与扩散层，两层之间的界面称为滑动面。
油 田 化 学
（1）油气田应用化学上游工程物探→钻井与完井→自喷采油→注水采油→增产 →强化采油→油气初步处理→油气集输→腐蚀与防护→废物处理和环境保护 （2）油气资源→上游工程→天然气处理厂，炼油化工厂 （3）《油气田应用化学》是把化学理论、化学方法、化学处理剂、化学工作液 应用于油气田开发的钻井、完井、采油、集输及污水处理等工程技术中的应用 型交叉学科。是化学学科的新的分支学科。
22.在粘土-水分散体系中，阳离子受到扩散力与吸引力的影响，扩散分布在固液 界面周围，构成扩散双电层，包括吸附层与扩散层，两层之间的界面称为滑动面。 23.粘土胶粒运动时带着滑动面以内的吸附层一同运动。从滑动面到均匀液相的 电位称为电动电位（ξ）；ξ电位对胶体分散体系的稳定起决定性作用，ξ电位 越高，胶粒间电性斥力越大，聚结合并阻力越大，胶体越稳定。 热力学电位：从固体表面到均匀液相内部的电位（取决于固体表面电荷与吸附层 内反离子电荷之差）。 24.粘土矿物表面带有负电荷的原因：同晶置换或晶格取代。 25.泥饼的概念与描述方法及其对钻井作业的影响： ①泥饼：自由水渗入地层、固相附着井壁，形成泥饼。 ②描述方法：硬、软、韧、致密、疏松、薄、厚等 ③泥饼薄而韧有利于降低失水，保护孔壁；厚而疏松则失水大，减小孔壁直径、 引起压差卡钻。不利于孔壁稳定。 26、随着泥饼的不断加厚以及在压差作用下被压实，泥饼对裸眼井壁起到有效 稳定和保护作用，这是钻井液的造壁性。
8、钻井液技术发展趋势
（1）井壁失稳机理与钻井液强化井壁技术 （2）复杂地质条件下深井、超深井、大位移井、海洋深水钻井液技术； （3）环保及高性能水基钻井液体系及高性能处理剂的研制与应用； （4）页岩气井环保油基、水基钻井液技术 （5）恶性漏失的堵漏新技术； （6）钻井液废液、废固的集约化处理新技术
16.粘土的吸附性：粘土颗粒晶层表面含大量的氧原子和氢氧原子团,以及表面带
负电、端面带正电，可以通过物理吸附、化学吸附和离子交换吸附的方式，吸附 阴离子、阳离子和非离子基团，从而改变粘土表面的性质，这是钻井液胶体稳定和 性能调控的基础；吸附架桥桥联成网 17.粘土的聚结性：粘土颗粒高度分散在水中形成的溶胶-悬浮体是热力学不稳定 体系，受高温或电解质的影响，粘土颗粒表面性质与处理剂的相互作用发生改变， 颗粒间斥力下降，处理剂护胶作用减弱，粘土颗粒自发产生絮凝或聚结合并，使粘 土颗粒粒径变粗，带来钻井液性能的改变。
（7）油气田应用化学的发展趋势
●高效的化学剂和技术 ●多效的化学剂和技术 ●环保的化学剂和技术 ●极端条件下石油勘探开发中的化学剂和技术 ●煤层气、天然气水合物、页岩气等新能源的开发利用 ●储气库建设
（钻井液工艺学涉及）
1、钻井液的定义：（泥浆）（循环使用）
钻井工程中所使用的一种工作流体； 具有能满足钻井工程所需的各种功能和性能； 是一种分散相粒子（粘土、加重剂、油）多级分散在分散介质（水、油）中形成的溶胶
分散介质+分散相+各类处理剂；以水基钻井液为例，其组成为： 水与膨润土、各种处理剂和加重剂组成的多相、多级分散体系。
5、钻井液的性能
密度一平衡地层压力 流变性能—携带、悬浮钻屑、加重剂 滤失性能—稳固井壁、保护油气层 润滑性能—提供润滑、防卡能力 pH值和碱度—提高处理剂效能、防腐
6、按分散介质的不同可分为：
35.钻井液流变性基本概念
流变性是指在外力作用，液体发生流动和变形的特性；流变性是钻井液十分重要的性能
36.流体的基本流型与特点
（1）剪切速率（流速梯度）：指垂直于流速方向上单位距离流速的增量，γ=dv/dx，单 （2）剪切力，液体流动时，在流速不同的各液层之间会发生内摩擦作用，出现成对的内 （3）剪切应力：流体单位面积上的剪切力，即τ=F/S
（4）油气田应用化学在石油勘探开发中的重要地位
1.油气田应用化学的作用是工程手段无法代替的。 例如：水泥浆的稠化时间、酸化 2.油气田应用化学的作用是工艺手段无法代替的。 例如：化学驱油、增产措施 3.油气田应用化学应用于油气勘探开发的每一个大小环节，现代石油勘探开发 中工程中一刻也离不开油田应用化学。 （5）油田化学学科研究的主要目的和任务利用化学的方法、手段、化学剂来提 高石油勘探开发的速度、产量、采收率、经济效益。
18.粘土矿物的晶层结构
根据硅氧四面体和铝氧八面体品片的比例不同，可将粘土矿物分为两类： 1:1型：由一个硅氧四晶片与一个铝氧八面品片通过共用氧原子结合形成晶层。 2:1型：由一个铝氧八面品片夹在两个硅氧四中间通过共价键连接在一起构成 单元晶层。
19.常见粘土矿物的晶体结构
（1）伊利石：伊利石的品体结构与蒙脱石相似，均为2：1型晶层结构，差异主要 为处于两个硅氧层之间的补偿阳离子为K+，而蒙脱石为Na+或Ca2+，而且晶格取代 程度更高。 （2）蒙脱石：蒙脱石是典型的2:1型晶层 片状结构的粘土矿物，中间为铝氧八面体，上下为硅氧四面体所组成的单元晶层。 层间为分子间引力连接。 （3）高岭石：高岭石是典型的1：1型晶层结构的粘土矿物，是由一个铝氧四面体 品片和一个铝氧八面体品片所组成的单元晶层。
分类：蒙脱石、伊利石、高岭石、绿泥石、海泡石等。
13.膨润土:以蒙脱石为主要矿物成分（>80%）的一种粘土，具有吸附性、水化膨
胀性、造浆性。
14.影响，扩散分布在固液界 面周围，构成扩散双电层，包括吸附层与扩散层，两层之间的界面称为滑动面。 粘土胶粒运动时带着滑动面以内的吸附层一同运动。从滑动面到均匀液相的电 位称为电动电位（ξ）；ξ电位对胶体分散体系的稳定起决定性作用，ξ电位 越高，胶粒间电性斥力越大，聚结合并阻力越大，胶体越稳定。
40.塑性流体特点分析
━流变曲线在剪切应力轴上有一截距τs，当剪切应力低于τs时， 流体不发生运动。τs称为静切力或凝胶强度; ━流动初期粘度随剪切应力的增大而降低； ━继续增大剪切应力，粘度不再随剪切应力变化，流变曲线 变成直线，这个粘度称为塑性粘度ηp; ━延长这段直线与剪切应力轴相交于τ0,称为动切力或屈服值。 1 有静切力：表明流体内部存在凝胶结构； 2 曲线段：随剪切速率增大，凝胶结构被拆散的速率增加； 3 直线段：凝胶结构拆散与恢复速率处于平衡。
2、钻井工艺过程
高热量 大量钻屑 井壁失稳 高压地层流体 油气层损害
3、钻井液的基本功能：
（1）冷却和清洗钻头，提高钻头破岩效率； （2）携带和悬浮钻屑、加重剂，保持井眼清洁； （3）稳定井壁，防止井塌； （4）保护油气层，降低储层伤害； （5）传递水马力； （6）获取地层信息
4、钻井液的基本组成为：
10.粘土矿物与钻井液有什么关系呢？
粘土是钻井液配浆基础材料，是提供钻井液滤失性能与流变性能的重要成分； 粘土矿物是沉积岩的主要矿物成分； 钻井液与地层粘土矿物接触带来井壁失稳和油气层损害。
11.粘土：自然界广泛分布的、以粘土矿物。
为主要成分的细颗粒（<2μ）粘性土状物质。
12.粘土矿物：含水的层状、链层状的铝硅酸盐总称。
9.粘土矿物的基本构造单元
硅氧四面体：由一个硅原子与四个氧原子以相等的距离相连而成，硅原子在 四面体中心，四个氧原子在四面体顶点。硅氧四面体在平面上沿a、b两个方 向有序排列组成六角形的硅氧四面体品片。 铝氧八面体：由一个铝原子（铁或镁原子）与六个氧原子或氢氧原子团组成， 铝原子居于八面体中心，六个氧原子或氢氧原子团在八面体顶点。多个铝氧 八面体，在a、b两个方向上有序排列组成铝氧八面体品片。
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27.扩散双电层：
从固体表面到过剩反离子为零处。反离子扩散分布于胶粒周围，形成扩散双电层。 28.影响粘土阳离子交换容量大小的因素： (1)粘土矿物的本性(2)粘土的分散度(3)溶液的酸碱度
29.粘土晶体的电荷
(1)永久负电荷 —— 构造电荷(2)可变负电荷（表面电荷）(3)正电荷—表面电荷 30.无机电解质的聚结与絮凝作用：无机电解质压缩扩散双电层，引起端-端、 端-面形成结构，粘土颗粒变大，称为絮凝；面-面聚集在一起称为聚结。 31.粘土矿物表面水化：粘土矿物晶层表面吸附水分子和补偿阳离子吸附水分子、 增大晶层间距的过程。 32.粘土矿物渗透水化：由于晶层间阳离子浓度大于溶液内部的阳离子浓度，因 而发生水的浓度扩散，使水进入晶层，增加晶层间距，使粘土膨胀。 33.沉降稳定性：在重力作用下，分散相粒子是否容易下沉的性质。 34.聚结稳定性：分散相粒子是否容易自动聚结变大（自动降低分散度）的性质。
37.流体的流型与流变方程
钻井液流变性的核心问题就是研究各种钻井液的剪切应力与剪切速率之间的关系。描述
38.流体的流型（流体的类型）：牛顿流体；塑性流体；假塑性流体： 39.流体的流型与流变方程
其流变方程分别为： ①牛顿内摩擦定律：τ=ηγ； ②宾汉方程：τ=τ0+ηpγ； ③幂律方程：τ=Kγⁿ 通常钻井液为塑性流体或假塑性流体，流变曲线符合宾汉方程或幂律方程
(1)液体类 ①水基钻井液；②油基钻井液；③合成基钻井液； (2)气液混合类 ①泡沫钻井流体；②充气钻井液； (3)气体类 ①空气；②天然气、二氧化碳气。
7、钻井液各类体系的特点和适用范围不同：