بهبود کیفیت بنتونیت‎های نامرغوب با مواد شیمیایی مناسب برای کاهش مصرف پلیمرها در سیالات حفاری پایه‏آبی

Abstract

در حفر چاه‏های نفت و گاز، سیال حفاری نقشی بسیار مهم دارد. یکی از مواد مصرفی در سیالات حفاری، ماده معدنی بنتونیت به همراه آب است که برای کنترل تراویده سیال استفاده می‌شود. تولید بنتونیت با کیفیت مورد نیاز صنعت حفاری در معادن کشور رو به کاهش گذاشته است. از این رو به ارایه روشی جدید برای افزایش کیفیت این ماده در سیالات حفاری نیاز است. معمولا برای جبران عملکرد ضعیف بنتونیت‌های نامرغوب، استفاده از پلیمرها به ‏صورت افزودنی در سیال حفاری، توجه پژوهشگران را بیش‏تر جلب کرده است. اما این مواد عیوبی نیز دارند که از آن جمله می‌توان به آسیب سازند و بالا بودن هزینه تولید اشاره کرد. بنابراین پژوهش‌هایی متفاوت در زمینة استفاده از روش‌های دیگر در حال انجام هستند. در این پژوهش ارتقای کیفیت بنتونیت‌های نامرغوب از راه بهبود قدرت جذب آب و افزایش خصوصیات رئولوژیکی آنها، مدنظر بوده است. بدین منظور ابتدا 12 نوع بنتونیت حفاری با کیفیت مختلف تهیه و خصوصیات آنها بررسی شد. نمونه 6-B به‏عنوان بنتونیت با کیفیت نسبتا خوب و نمونه 9-B به‏عنوان بنتونیت با کیفیت بسیار ضعیف انتخاب و سپس مواد شیمیایی با پایه کربناتی و منیزیمی به آنها اضافه و خصوصیات آنها اندازه‏گیری شد. نتایج نشان داد که با افزایش هر دو ماده شیمیایی می‌توان بنتونیت‌هایی با کیفیت قابل ‏قبول مطابق با استاندارد API RP 13A به‌دست آورد. به‌صورتی که سیالات بهسازی شده‏ توانستند به‏طور میانگین خصوصیات رئولوژیکی را 5/6 برابر بهبود ببخشد و همچنین تراویده سیال در بنتونیت بسیار ضعیف را حدود 5/2 برابر کاهش دهند. همچنین نتایج نشان داد که خواص رئولوژیکی این بنتونیت‌ها 5/2 تا 4 برابر پلیمر کربوکسی متیل سلولز و نشاستة حفاری در سیال بنتونیتی است. بنابراین افزودنی‌های شیمیایی ذکرشده می‌توانند برای کنترل خواص رئولوژیکی جایگزین سیالات پلیمری شوند

Keywords

• بنتونیت
• افزودنی‌های شیمیایی پایه‏منیزیمی و کربناتی
• افت صافی
• گرانروی
• پلیمر
• حفاری
• به‏سازی رس‌ها
• نقطه واروی