Водные растворы электролитов (солей). Назначение, составы и основная область применения

Водные растворы солей (NaCl, KCl, CaCl2, MgCl2) могут применяться в качестве очистных агентов в следующих случаях: при бурении в многолетнемерзлых породах (ММП);при бурении в отложениях солей;для глушения скважин при капитальном ремонте (в качестве жидкости глушения);в качестве буферной жидкости при тампонировании скважин. Водные растворы солей рационально применять только при бурении плотных, устойчивых, «сухих» мерзлых пород. Таким образом, водные растворы солей могут использоваться при проходке пластов солей, залегающих лишь в верхних интервалах скважин.

Сущность адсорбционно — сольватного и структурно — механического факторов, определяющих агрегативную устойчивость дисперсных систем

Молекулы воды, попадая в электрическое поле, создаваемое глинистой частицей, принимают ориентированное положение. Они группируются главным образом вокруг ионов диффузного слоя и, кроме этого, притягиваются непосредственно ядром. В результате вокруг глинистой частицы образуется гидратная оболочка (в общем случае — сольватная). По мере удаления от поверхности глинистой частицы силы, вызывающие ориентацию молекул воды, постепенно ослабевают. На некотором расстоянии от поверхности частицы действие их прекращается и молекулы воды получают свободу перемещения, независимо от глинистой частицы. Внешние границы гидратной оболочки и диффузного слоя примерно совпадают. Таким образом, о степени гидратации глинистых частиц можно судить по величине xпотенциала. Гидратные оболочки (связанная вода) обладают аномальной вязкостью, плотностью, упругостью и высокой механической прочностью. Согласно данным различных исследователей плотность связанной воды колеблется в пределах 1300…2400 кг/м3, ее растворяющая способность стремится к нулю, а вязкость в 100 раз больше, чем у свободной воды. Модуль сдвига прочносвязанной воды всего в 300 раз меньше модуля сдвига свинца. При сближении частиц дисперсной фазы в соприкосновение в первую очередь приходят их гидратные оболочки, которые, благодаря своей упругости, препятствуют сближению частиц на расстояние, где начинают преобладать силы межмолекулярного притяжения. Структурно-механический фактор (действует только при химической обработке бурового раствора). Молекулы растворенных в воде органических веществ, особенно высокомолекулярных соединений (полимеров), которые характеризуются достаточно большими размерами молекул, имеют собственные гидратные оболочки. Покрывая поверхность частиц дисперсной фазы, они создают адсорбционно — гидратные слои, обладающие еще большей упругостью и механической прочностью, чем гидратные оболочки. Образование таких адсорбционно — гидратных твердообразных поверхностных слоев академик П. А. Ребиндер назвал структурно-механическим фактором стабилизации дисперсных систем. Вещества, образующие на поверхности частиц адсорбционно — гидратные слои, препятствующие агрегатированию частиц, принято называть стабилизаторами или защитными коллоидами. Частицы дисперсной фазы (глинистые частицы) имеют более или менее развитый диффузный слой катионов, гидратную оболочку и при обработке химическими реагентами на их поверхности образуются слои из молекул реагента. В результате действия всех этих факторов глинистые растворы могут сохранять свою агрегативную устойчивость в течение длительного времени (суспензии некоторых бентонитов 7…10% - й концентрации могут без видимых изменений свойств храниться многие годы).