Бентонит - это природный глинистый материал, относится к классу алюмосиликатов, имеет высокую дисперсность, - размер кристаллов меньше 1 мкН., следствием чего является большая удельная поверхность. Особенности кристаллохимического строения бентонитов обуславливают наличие на их поверхности ионообменных катионов, достаточно сильно влияющих на физико-химические свойства минералов.
Бентонит, в котором главным обменным катионом является Na, получил название натриевого или щелочного бентонита. Бентонит, в котором в обменных катионах преобладает Ca, получил название кальциевого бентонита. Наиболее распространенными в природе являются кальциевые бентониты.
Бентонит нашел применение во многих областях человеческой деятельности, например, он используется при бурении, в том числе при горизонтально направленном бурении, в гражданском строительстве (при возведении объектов ниже уровня грунтовых вод - метод "стена в грунте"), в литейном производстве (для изготовления формовочных смесей), а также в быту, например, как основа наполнителя для туалета домашних животных.
Бентонит используется для приготовления буровых растворов. Такие растворы при бурении скважин обеспечивают удаление из забоя и из ствола скважины обломков разбуриваемых пород, а также препятствует осыпанию скважины. Качество бурения во многом зависит от физических и химических свойств раствора.
Так при горизонтально-направленном бурении от качества бурового раствора зависит: успешность строительства скважины, минимизация затрат времени, предотвращение аварий и осложнений, связанных с устойчивостью разбуриваемых грунтов, экологическая безопасность при применении.
Самые важные характеристики растворов - это плотность, выход раствора и реалогические свойства. Плотностью бурового раствора называют вес единицы его объема, которая обуславливает поддержание частиц бурового раствора во взвешенном состоянии. Чем больше плотность, тем выше несущая способность раствора.
Выход раствора - важный показатель качества бентонита. Его определяют минералогический состав, тонкость помола и технология модификации. Лучше для буровых растворов использовать глины с высоким содержанием монтмориллонита с преобладанием в обменном комплексе ионов калия и натрия.
К реологическим свойствам относят вязкость (влияет на подъемную силу бурового раствора), предел текучести (мера электрохимических сил притяжения в буровом растворе), показатель фильтрации (способность раствора отфильтровываться через стенки скважины), толщина фильтрационной корки (способность к созданию малопроницаемой фильтрационной корки на стенках скважины) и показатель седиментации (показатель стабильности бурового раствора).
По всем вышеперечисленным характеристикам бентонитовые буровые растворы полностью удовлетворяют всем требованиям горизонтально направленного бурения. Они укрепляют стенки канала в сыпучих обваливающихся грунтах, снижают просачивание воды через них путем формирования тонкого водонепроницаемого слоя, обеспечивают скольжение прокладываемого трубопровода по стенкам канала и охлаждение буровой головки и зонда в случае бурения в слежавшихся грунтах.
Специалистам различных российских компаний хорошо знакома эта продукция, поставляемая компанией ООО «Системы ДИТЧ ВИТЧ» со склада в Москве с 2005 года. Оперативное обслуживание и разумные цены на полимер-бентонитовую продукцию – важнейшие факторы, дающие преимущество перед конкурентами. Разработан ряд рецептур на основании данных по геологии, специалисты ООО «Системы ДИТЧ ВИТЧ» регулярно проводят обучающие семинары по буровым растворам для покупателей оборудования Ditch Witch®.
Для успешного выполнения буровых работ и грамотного подбора бурового раствора необходимо пояснить предназначение каждого реагента в отдельности и бурового раствора в целом.
Существует пять основных функций бурового раствора:
Реагентов для приготовления и регулирования технологических параметров бурового раствора существует достаточно большое количество, в основном они классифицируются по назначению, т.е. по тем характеристикам бурового раствора, для достижения и регулирования которых они предназначены. Ниже мы приведем лишь самые важные, нашедшие широкое применение при строительстве скважин методом горизонтального направленного бурения (ГНБ).
Наиболее приемлема для приготовления буровых растворов пресная вода, обеспечивающая при прочих равных условиях максимальный выход раствора из 1 тонны бентонита, вязкость, минимальную водоотдачу и способность к структурообразованию.
Однако, вода всегда содержит соли различного типа и различной концентрации. Особенно неблагоприятной для приготовления бурового раствора и затворения реагентов является вода с повышенной концентрацией ионов Ca и Mg. Перед использованием для технологических целей такую воду предварительно обрабатывают кальцинированной содой в количестве, обеспечивающем остаточное содержание этих катионов в воде не более 100мг/л.
Важнейшей функцией бурового раствора является удаление частиц выбуренной породы из скважины на поверхность. Качество очистки скважины от шлама (скорость и степень) зависит от скорости потока, которая определяется производительностью насосов. На эффективность выноса породы влияет удельный вес, вязкость и динамическое напряжение сдвига бурового раствора. Для удаления частиц породы необходимо, чтобы скорость потока была выше скорости их осаждения.
Скорость осаждения частиц в неподвижном растворе зависит от их размеров и форм, разницы удельных весов раствора и частицы, вязкости раствора и особенно его тиксотропных свойств.
В тиксотропных растворах при прекращении циркуляции образуется достаточно прочная структура, которая препятствует осаждению частиц. Статическое напряжение сдвига буровых растворов меняется в широких пределах, и в большинстве систем растворов легко получить структуру такой величины, при которой любая частица нормального удельного веса остается во взвешенном состоянии.
Под влиянием разницы гидростатического давления столба раствора и пластового давления на стенках скважины образуется фильтрационная корка из твердой фазы раствора (бентонитовая глина). В верхней части разреза корка консолидирует несцементированные пески и обеспечивает их устойчивость. Одновременно корка фактически разобщает скважину и проницаемые водонасыщенные пласты. Однако при большой величине водоотдачи на стенке скважины образуется толстая фильтрационная корка, что отрицательно влияет на состояние скважины. Во -первых, велика вероятность дифференциального прихвата; во - вторых, на толстую и рыхлую корку, как правило, прилипает шлам, происходит сужение ствола скважины с последующими осложнениями (затяжки, увеличение тяговых нагрузок при протаскивании трубы).
Осыпи и обвалы, сужение стенок скважин, вызванные набуханием и разупрочнением неустойчивых глин являются основными видами осложнений, возникающих при бурении. Роль буровых растворов в этих условиях трудно переоценить, все зависит от состава и свойств бурового раствора. В настоящее время разработаны и успешно применяются несколько специальных систем буровых растворов и реагентов, позволяющих частично или полностью предотвратить осыпи и обвалы неустойчивых глин. В ГНБ наибольшее применение нашли реагенты - инкапсулянты образующие на стенках скважины и глинистых частицах тонкую полимерную пленку, которая препятствует контакту породы с водой и значительно замедляет процесс гидратации и разупрочнения глин. К таким реагентам относится Red Star Clay, применение которого позволяет не только предотвратить разбухание глины, но и улучшает смазывающую способность бурового раствора и увеличивает реологические характеристики.
В горизонтальном направленном бурении наибольшую популярность приобрели так называемые «Полимер-бентонитовые смеси в одном мешке».
Популярность данного вида продуктов обусловлена высокой технологичностью и простотой применения. На объекте необходимо лишь затворить данную смесь в воде в определенной концентрации, тщательно перемешать и через 5-10 минут буровой раствор готов к применению.
Основным компонентом полимер-бентонитовой смеси является высококачественный бентонитовый порошок-основа, в который после помола добавляют определенное количество полимеров для увеличения выхода бурового раствора и придания ему определенных технологических параметров.
Компания ООО «Системы ДИТЧ ВИТЧ» наряду с композитным бентонитом Red Star Gel поставляет и полимер-бентонитовую смесь Red Star Bore. Данный продукт по своим технологическим характеристикам значительно превосходит многие представленные на мировом рынке продукты данного назначения.
«Полимер-бентонитовая смесь в одном мешке» Red Star Bore обеспечивает высокие реологические характеристики бурового раствора при низких концентрациях продукта, абсолютно «плоские» значения статического напряжения сдвига, высокие показатели вязкости при низких скоростях течения.
Быстроту приготовления раствора, необходимые технологические характеристики достигаются уже через 3-5 минут после начала затворения.
| Концентрация Red Star Bore, кг/м3 | 20 | 25 | 30 |
| Условная вязкость, секунд | 38-40 | 45-47 | 58-62 |
Особое внимание при разработке продуктов марки Red Star уделялось их экологической безопасности, безопасности при применении. Их высокие технологические характеристики обусловлены высококачественным сырьем, тщательным техническим контролем при изготовлении, дополнительным и обязательным контролем качества при отгрузке заказчику. Таким образом, ООО «Системы ДИТЧ ВИТЧ» может гарантировать стабильное высокое качество каждой партии продукции.
Заместитель генерального директора ООО «Системы ДИТЧ ВИТЧ»,
Н.Меркулова
Появились вопросы?
Звоните +7 495 637-6622.
Мелкодисперсный первоклассный натриевый бентонит с высокой степенью распускаемости в воде. Служит для увеличения реологических и структурообразующих свойств бурового раствора, используемого при производстве буровых работ, прекрасно регулирует водоотдачу. Продукт нетоксичен, не оказывает вредного влияния на окружающую природную среду.
подробнее
Запатентованная полимер-бентонитовая смесь. Основа - кальциевый бентонит, «буровой раствор в одном мешке». Применяется для быстрого приготовления тиксотропного бурового раствора с высокими реологическими характеристиками, низкой величиной показателя фильтрации. Продукт не токсичен, не оказывает вредного влияния на окружающую природную среду.
подробнее
Высококачественный, модифицированный полисахарид на основе крахмала из тапиоки. Понижает водоотдачу, стабилизирует реологические параметры всех типов буровых растворов с водной основой. Обладая неионогенной природой, бентонит сохраняет свою эффективность в буровых растворах с любой жесткостью, соленостью, а также в рассолах на основе NaCl, KC1, MgCl2, CaCl2, их смесей.
подробнее
Ингибитор набухания глинистых сланцев. Эти цепочки полимеров легко присоединяют себя к глине, к сланцам, закрепляя формацию таким образом, что вода не может просочиться в стенки, не может вызвать их размокания - разбухания.
подробнее
