众所周知,由于蒙脱石（MMT）的带电性,对水分子具有较强的吸附能力,同时对交换性阳离子具有更强的静电吸附作用。阳离子以离子水化壳的形式吸附在MMT 001表面。当大部分吸附阳离子为钠离子时,蒙脱石可称为钠-蒙脱石（Na-MMT）。在众多类型的蒙脱石矿物中,钠-蒙脱石是在石油与天然气钻井领域中最常见的矿物,但是当使用水基钻井液（WBDF）钻井时,钠-蒙脱石的水化和膨胀会超过其原始体积的十倍,因此,钠-蒙脱石的水化膨胀是钻井过程中的一大难题。本文在Materials Studio软件中建立了模拟黏土水化膨胀过程的钠-蒙脱石模型。在了解钠-蒙脱石水化膨胀机理的基础上,在层间加入不同的抑制剂分子,研究其抑制作用。在模拟井筒条件下研究了无机盐氯化钠、氯化钾、氯化铵和氯化钡的抑制作用,并对比研究了标准条件下有机盐甲酸钠、乙酸钠、甲酸钾和乙酸钾的抑制作用。通过分析钠-蒙脱石层间颗粒动力学轨迹、浓度分布以及晶体力学参数,揭示了温度、压力和盐浓度对钠-蒙脱石水化的抑制作用效果及作用机理。模拟结果表明,在水分子数分别为32、64和96时,随着水分子数的增加,水化作用增强,钠-蒙脱石的层间距增大,形成离散稳定的水化状态,这与一、二、三层水化作用的形成相对应。随着水化状态的增加,配位数、水化半径、水化数等水化参数以及晶体弹性参数逐渐减小,而颗粒层间迁移率增大。无机盐的加入提高了钠-蒙脱石晶体的机械稳定性,发现钠-蒙脱石的水化作用与阳离子类型有关。随温度压力增加,无机盐对蒙脱石机械稳定性的影响较小,但颗粒迁移率增加,系统体积略有增加。根据模拟结果,氯化铵和氯化钾的抑制作用效果相对优于氯化钠和氯化钡的抑制效果。甲酸盐和乙酸盐分子显示出抑制蒙脱石水化作用的潜力。阴离子通过排斥水分子中的氧来保护层间阳离子不被水化,可以大大减少蒙脱石的膨胀。钾离子吸附在黏土层附近,限制了其水化和扩散,而钠离子主要停留在晶层中间,使蒙脱石容易被水化。甲酸盐和乙酸盐的加入增加了钠-蒙脱石层间离子的相互作用,从而提高了蒙脱石分子的机械稳定性,使其更耐膨胀。