Натриевый бентонит из Вайоминга – буровой раствор у вас в кармане

Своим рождением бентонит обязан вулканическому пеплу, и долгое время был скрыт под водами внутреннего моря. Залежи этого материала ограничены, также существует несколько его разновидностей. Большинство крупных компаний по производству бентонита ведут добычу в этом районе. Как известно, бентонит используется во многих областях промышленности: металлургии, производстве товаров для животных (например, кошачьего наполнителя), косметики и так далее.

Натриевый бентонит сформировался в меловой период около 65...145 миллионов лет назад в нынешнем бассейне Бигхорн на западе США. Бассейн Бигхорн (англ. Bighorn Basin) - это плато и межгорный бассейн шириной примерно 160 километров на севере штата Вайоминг, США. С начала XX века в бассейне добывают нефть. Восточная часть бассейна прославилась как место находки многочисленных ископаемых. Также были обнаружены залежи урана в северной части.

Важнейшие свойства натриевого бентонита из Вайоминга:

• Представьте три кубика вайомингского натриевого бентонита размером в один кубический дюйм. При правильной обработке эти кубики могут покрыть 66 футбольных полей. Структура натриевого бентонита представляет собой тонкие пластинки. Они отрицательно заряжены, и потому постоянно пытаются оттолкнуть друг друга – в этом и заключается причина такой огромной площади покрытия.
• У вайомингского натриевого бентонита высокая степень набухания. Он может впитать количество воды в двадцать раз больше собственного объема. Более распространенный кальциевый бентонит имеет игольчатую структуру, что приводит к снижению вязкости, прочности геля, качества суспензии и слабому поглощению раствора.

Знакомы ли вы с ситуациями, подобными описанным ниже?

• Бентонит плохо перемешивается, или требуется большее количество бетонита для получения необходимой вязкости.
• Вы выключаете смеситель, и бентонит оседает на дне, оставляя на поверхности чистую воду.
• Насос издает странные звуки при перекачке раствора, либо полимеры становятся тягучими.

Если вы столкнулись с любой из этих распространенных проблем, то вам может показаться, что этот чудесный бентонит не стоил своих денег. Сделайте себе одолжение и проверьте состав воды. Вода составляет от 95 до 99% буровой жидкости, поэтому, скорее всего, именно она виновата в низком качестве раствора.

Возможные проблемы:

• Низкий pH (менее 8) и/или жесткая вода (с высоким содержанием кальция), которые не позволяют пластинкам бетонита отталкиваться друг от друга.
• Кальций разрушает ионный заряд бентонитовых пластинок, из-за чего они слипаются. Этот эффект называют флокуляцией.

При хорошем смешивании бентонитовой суспензии взаимодействие между частицами будет минимальным: помните, что пластинки должны отталкивать друг друга.  Пластинки отталкиваются настолько, что формируют прочный, тонкий и плотный осадок вокруг скважины, создавая стабильную среду.

Как поступают бурильщики при флокуляции или слипании бентонита? Ответ прост: в первую порцию воды следует добавить кальцинированной соды. Как правило, хватает четверти или половины фунта на галлон (в привычных нам единицах измерения примерно 25…50 г/л). Проверить рН воды можно с помощью простой тестовой полоски.

Если возникают сомнения, используйте кальцинированную соду в рекомендуемой дозировке – и продолжайте работу, зная, что с буровым раствором будет все в порядке. Именно такой состав лучше всего подходит для полимеров с рН от 8,5 до 9,5.

Почему стоит использовать бентонитовый буровой раствор?

• Он охлаждает и смазывает буровое долото.
• Он эффективно очищает скважину от шлама
• Он предотвращает обрушение скважины
• Он контролирует поглощение, его ликвидацию и гидроразрывы
• Он уменьшает крутящий момент в липком грунте
• Он контролирует подповерхностное давление

Бентонит – это удивительный минерал, из которого получается удивительный буровой раствор. При правильной дозировке и составе воды с ним не сравнится ни одно другое вещество. Он входит в производственный стандарт, как для горизонтального, так и для вертикального бурения.

Особая прелесть этого раствора в том, что в сочетании с различными полимерами и добавками он может обеспечить работу в любых грунтовых условиях и при любых затруднениях. Я считаю, что бентонит великолепен – и, надеюсь, вы со мной согласитесь.