Т. 326, № 2

Исследование влияния растворов солей на гидратацию глинистых минералов при бурении скважин на примере Талнахского рудного узла

Актуальность работы обусловлена необходимостью исследований и разработки промывочных жидкостей для бурения геолого-разведочных скважин в сложных горно-геологических условиях Талнахского рудного узла. Цель работы: исследование влияния водных растворов простых солей и полиэлектролитов на гидратацию глинистых минералов при бурении скважин комплексами со съемными керноприемниками (КССК) на Талнахском рудном узле. Методы исследования: методы рентген-флюоресцентной спектрометрии, электронной микроскопии, рентгеноспектрального, спектроскопического и томографического анализа для определения минерального состава глинистых горных пород; гидратация глинистых минералов на тестере продольного набухания. Результаты. Проведены исследования гидратации монтмориллонита и иллита в растворах простых солей, водорастворимых полимерах и их комбинациях. Трансляционное движение молекул воды за счет наличия иона K- , обладающего отрицательной гидратацией, приводит к увеличению скорости проникновения молекул воды в поровое пространство глинистых минералов, независимо от их типов. В концентрированных растворах простых солей трансляционное движение молекул воды остается более интенсивным по сравнению с чистой водой, что приводит к дестабилизации горных пород, содержащих в своем составе глинистые минералы. Независимо от типа раствора пористость и проницаемость оказывают влияние на изменение линейных размеров глинистых образцов, что подтверждается графиками исследуемых образцов, изготовленных при разных давлениях. Полианионы и поликатионы способствуют более быстрому проникновению молекул воды в поровое пространство и далее в межплоскостное пространство глинистых минералов, что приводит практически к неограниченному набуханию. Скорость гидратации глинистых минералов замедляется в растворах, содержащих гидратирующиеся катионы (Ca2- , Mg2- ), стабилизация наступает за более длительный период, чем в случае с ионом калия.

Ключевые слова:

электронный ресурс, гидратация, глинистые минералы, трансляционное движение, молекулы, вода, степень набухания, самодиффузия, концентрированные растворы,

Авторы:

Неверов Александр Леонидович

Рожков Владимир Павлович

Каратаев Дмитрий Давидович

Неверов Александр Александрович

Скачать PDF