[发明专利]一种膨润土专用强力粘合剂及使用方法

说明书

本发明公开了膨润土专用强力粘合剂及使用方法，其特征在于包括强力粘合剂组分Ⅰ和强力粘合剂组分Ⅱ，强力粘合剂组分Ⅰ包括氧化钙、减水剂、滑石粉；强力粘合剂组分Ⅱ包括碳酸氢钠和羧甲基纤维素钠，使用方法包括搅拌抽气保温，本发明的有益效果是:加入氧化钙反应产热并维持在高温条件，导致膨润土失去表面自由水，膨润土失去粘性，失去粘性的膨润土加入强力粘合剂组分Ⅱ溶液时，易于分散避免了粘接凝结成核，产生碳酸钠和碳酸钙及水，其中碳酸钠产生钠化改性增加粘性，碳酸钙增加粘性减少流动性，提高强度；失去粘性的膨润土吸水后膨胀，恢复粘性，形成适用于钻井的钻井泥浆用膨润土，具有较高的泥饼密实度及较低的膨润土的滤失量。

技术领域：

本发明属于高分子材料技术领域，更具体地涉及一种膨润土专用强力粘合剂及使用方法。

背景技术：

膨润土(Bentonite)是以蒙脱石为主的含水粘土矿，蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2：1型晶体结构，由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，如Cu、Mg、Na、K等，且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不牢固，易被其它阳离子交换，故具有较好的离子交换性。

蒙脱石通常含有三种状态的水，表面自由水、层间吸附水和晶格水。蒙脱石吸水性很强，吸水后膨胀，即晶格底面间距增大，在高水化状态时晶轴C0可达1.84～2.14nm。蒙脱石在水介质中可分散呈胶体状态。蒙脱石受热自由水很快失去，100～200℃脱去吸附水，500℃时大量晶格水开始逸出。

膨润土由于具有吸水性、膨胀性、阳离子交换性、触变性、粘结性、吸附性、增稠性、润滑性、稳定性、脱色性等性能，被广泛应用于各个工业部门。其主要用途是铁精矿球团、钻井泥浆、铸造型砂粘结剂、动植物油脱色净化等。

中华人民共和国建材行业标准JC/T529-1995，规定了钻井泥浆用膨润土质量标准。原矿技术指标不能达到钻井液用膨润土标准，不能直接配制生产钻井泥浆。目前通过两种途径提高膨润土钻井液指标：①通过钠化改性，增加膨润土中可交换阳离子的数量，以使原土溶于水后增加亲水基团数目，从而有效提高粘结性；②加入某种或多种增效剂来改变原土的品质，以达到指标要求。

滤失量大则石油钻井时井壁易脱落、坍塌，井径缩小，甚至形成阻卡等复杂的井下情况，从而提高钻井成本。此外，还会污染地层，为采油作业留下后患。高分子降滤失剂作用有两种形式：一是高分子物质遇水产生溶胀作用，堵塞孔隙，如预胶化淀粉在水中形成的凝胶状物，羧甲基纤维素钠盐、羧甲基淀粉和其他能蜷曲的大分子水化后也能形成大分子堵塞性颗粒；特别是与具有粘性的膨润土接触时，极易形成结核，粘性的膨润土为核心，在表面张力的作用下，包裹凝胶状物，阻碍了膨润土与胶体的均匀结合，影响整体的结构稳定；

二是随着后续石油钻井中吸水后，膨润土的核心吸水膨胀，由于包裹原因导致粘结剂没有与膨润土进行充分结合，在泥饼空隙中伸展形成网络，形成导流的间隙。降低了泥饼密实度，提高了泥饼的渗透率，从而提高了钻井泥浆用膨润土的滤失量。

发明内容：

为解决上述问题，克服现有技术的不足，本发明提供了一种膨润土专用强力粘合剂，能够有效的解决膨润土与胶体混合时聚合成块或核的问题，进而解决了因聚合成块或核因缺少粘附剂导致吸水后泥饼密实度降低，提高了泥饼的渗透率，从而提高了钻井泥浆用膨润土的滤失量的问题。

本发明解决上述技术问题的具体技术方案为：膨润土专用强力粘合剂，其特征在于：包括强力粘合剂组分Ⅰ和强力粘合剂组分Ⅱ，所述强力粘合剂组分Ⅰ包括氧化钙、减水剂、滑石粉；强力粘合剂组分Ⅱ包括碳酸氢钠、羧甲基纤维素钠、聚丙二醇和聚乙烯醇。

进一步地，所述强力粘合剂组分Ⅱ包括碳酸氢钠、羧甲基纤维素钠、聚丙二醇和聚乙烯醇，还包括聚丙烯酰胺、增粘剂和增塑剂。