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沉积岩中黏土矿物定性定量分析

1.什么叫做黏土矿物
  黏土矿物是指粒度小于2μm的具有层状结构的硅酸盐矿物。它们颗粒细微、比较面积巨大和存在特征的结构层间域等,使之具有吸附性、膨胀性、可塑性和离子交换等特殊性能。(主要包括:高岭石、绿泥石、蒙脱石、伊利石、蛭石等。)主要包括高岭石族、伊利石族、蒙脱石族、蛭石族以及海泡石族等矿物。

2.X射线衍射测定黏土矿物的方法原理
  依据SY/T5163-2010《沉积岩中黏土矿物和常见非黏土矿物X射线衍射分析方法》进行各类黏土矿物的分析测定。其原理为,根据流体静力学中的斯托克斯(Stocks)沉降定理,采用水悬浮液分离方法和离心方法提取黏土矿物样品,制备定向片,利用黏土矿物间膨胀性、热稳定性等的差别进行分析计算。

3.粘土矿物工业应用:
  高岭石黏土除用作陶瓷原料、造纸原料、橡胶和塑料的填料、耐火材料原料等外,还可以用于合成沸石分子筛以及日用化工产品的填料等。如4A型分子筛,主要用作无磷洗涤助剂。高岭石黏土是玻璃纤维工业的主要原料之一。在黏合剂工业上,可用来制作油灰、嵌封料及密封料的填料。高岭石化学性质稳定,覆盖能力强、流变性好、白度高,是油漆、涂料工业的重要原料。在轻工业上,用以制造香粉、胭脂、牙粉、各种药膏等,还可以用于生产肥皂、铅笔芯、颜料等制品的填料。以迪开石为主体的含水铝硅酸盐矿物集合体称为蜡石,是名贵的雕刻彩石和印章石,如寿山石、青田石、昌化石、田黄石、鸡血石等。
  蒙脱石,属于蒙皂石族,以蒙脱石为主要矿物成分的黏土称为膨润土。蒙脱石黏土具有优良的理化性能以及催化性、触变性和润滑性等,可用作黏结剂、悬浮剂、增强剂、增稠剂、触变剂、絮凝剂、稳定剂、净化脱色剂、充填剂、催化剂、载体、填料等。广泛用于冶金、机械制造、钻探、石油化工、轻工、农林牧和建筑等方面。我国制药用于铸造(占产量的70%)、钻井泥浆(7%)、铁矿球团(3%)3个领域,此外用于纺织、印染、油脂脱色、石油净化、建筑材料、医药卫生、橡胶、洗涤剂、高级化妆品、食品、轻工、造纸、家禽饲料等领域。

4.在油气开采,钻井等工程中天然粘土矿物的影响:
1)蒙脱石
  铝硅酸盐矿物,常呈现蜂窝状、丝絮状等,比面很大,有很强的吸水膨胀率,遇矿化度低的淡水等发生膨胀,体积可增大3 0倍以上,堵塞孔隙和吼道,影响渗透率,是对储层伤害最大的水敏性黏土矿物。
2)伊利石
  铝硅酸盐矿物,呈叶片状、丝发状等贴附于颗粒表面或充填于粒间孔隙内。片状等微晶把孔隙分割成许多小孔隙,增加了迂回度;丝发状的容易被水冲移,堵塞孔隙和吼道,降低孔隙度和渗透率。
3)高岭石
  硅铝酸盐矿物,是长石的蚀变产物,呈书页状、蠕虫状、手风琴状,多以孔隙充填的形式存在于粒间孔隙。其晶间结构比较松,在流体的冲刷下容易随流体移动,堵塞、分割孔隙和吼道,尤其在细小吼道中,影响很大,是重要的速敏矿物。
4)绿泥石
  铝硅酸盐矿物,常与自生石英共生,呈针叶状、绒球状、玫瑰花状,在孔隙中的产状有孔隙衬垫及孔隙充填。一般针叶状绿泥石多为孔隙衬垫包于颗粒表面,绒球状和玫瑰花状的则充填在孔隙中。绿泥石可由黑云母、角闪石、蒙脱石等矿物转化而来,自生绿泥石一般富含高价铁离子,与钻井液中的HCL等酸液作用容易产生沉淀,而造成储层伤害,是酸敏性矿物。
5)伊蒙混层
  蒙脱石向伊利石过渡的矿物,呈蜂窝状、半蜂窝状、棉絮状等,随埋深加大和温压的升高而含量增多,有较强的水敏性。
6)绿蒙混层
  蒙脱石向绿泥石转化中的产物,呈薄片状体包于颗粒表面或充填于颗粒间,既有绿泥石的针叶状结构,也有蒙脱石的网格状结构。成分中也有绿泥石特征,含有较多的铁和镁,有一定的酸敏和水敏性。

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