介紹頁巖滾動回收實驗所需要的儀器設備。
1、實驗儀器:
滾子加熱爐,高速攪拌器,離心機,電子天平,分樣篩。
實驗步驟:
① 取干燥巖芯或巖屑,粉碎成6~10目顆粒(可用6~10目雙層篩篩取)。
② 稱取上述顆粒50g,加入裝有350mL待評價液體的老化罐中,在模擬井下溫度下密閉恒溫滾動16h;
③ 冷卻老化罐后,用30目篩回收鉆井液中的顆粒,并在105℃的溫度下烘干4h后稱重,計算鉆屑在鉆井液中的滾動回收率;
④ 上述實驗同時用清水做對比實驗。滾動回收實驗是評價泥頁巖分散性最常用的一種方法,通過實驗結果可衡量鉆井液及處理劑抑制泥頁巖水化分散的能力。選用不同濃度的KCl溶液和有機胺抑制劑溶液,分別用大慶淺層活性軟泥頁巖和深層硬脆性泥頁巖對該方法進行了實驗分析。
2、活性軟泥頁巖滾動回收實驗
(1)KCl溶液滾動回收實驗。由于K+被粘土吸附后會壓縮晶層,促使晶層間脫水,形成緊密的結構。所以KCl能有效地抑制粘土水化分散與膨脹。進行120℃活性軟泥頁巖的滾動回收對比實驗,蒸餾水中滾動回收率為31.57%,在KCl配制成3%、5%、7%不同濃度的溶液中的滾動回收率分別為38.26%、56.51%和53.96%。說明用活性軟泥頁巖做滾動回收實驗,能對無機鹽類處理劑的抑制性進行評價。
(2)有機胺抑制劑溶液滾動回收實驗。有機胺抑制劑是帶有胺基基團的聚合物,通過氫鍵和吸附作用可鑲嵌在粘土層間,通過壓縮雙電層減小粘土層間距,使粘土層緊密結合在一起,抑制粘土吸水膨脹;同時,吸附在粘土顆粒表面的胺基分子,其疏水部分可在粘土顆粒表面形成疏水屏障,阻止水分子進入粘土層,進一步降低粘土的水化膨脹,取得更好的抑制效果。在一定濃度范圍內,有機胺抑制劑濃度越高,抑制粘土水化效果越明顯。分別用1%、2%、3%濃度的有機胺溶液中滾動回收率分別為72.35%、78.86%、83.59%。可以看出,在有機胺溶液中巖屑回收率比在蒸餾水中有大幅度提高,且隨著濃度的增加而增加。說明用活性軟泥頁巖進行滾動回收實驗,能對有機類處理劑的抑制性進行區分。
利用精密儀器監測這一形變過程及形變量可描述泥頁巖的水化程度。頁巖膨脹測試儀就是室內評價粘土礦物膨脹性能的重要實驗儀器。
實驗儀器:NP-1型頁巖膨脹儀及配套設備。
實驗步驟:
① 將10g土粉裝入測試筒中用壓模桿在壓力機上壓實。
② 將測試筒裝在掛杯桿上,把測桿放入測試筒,再把測試筒放入盛液杯中。
③ 將處理劑溶液用注射器針頭打進測試筒中。
④ 每間隔一定時間從顯示屏讀取膨脹量并記錄,以蒸餾水為標準,可計算處理劑的防膨率。
3、鈣土線型膨脹實驗
先用鈣土進行不同濃度KCl溶液和有機胺溶液的線型膨脹實驗,用蒸餾水做對比。
(1)KCl溶液線型膨脹實驗。分別用3%、5% 、7%的KCl蒸餾水溶液做鈣土的線型膨脹實驗。
以上介紹僅供大家參考。