Применение глинопорошков для приготовления глинистых растворов

Глинопорошки представляют собой тонкодисперсную хорошего качества глину. Критерием применимости глин для приготовления глинопорошка является минимальная плотность глинистого раствора или минимальная концентрация глинистых частиц в растворе, имеющем необходимые структурно-механические свойства и малую водоотдачу.

Пригодны такие глины, которые дают качественные растворы при концентрации твердой фазы 4-5 %. К таким глинам относятся бентонитовые глины. Параметры глинистого раствора должны быть: статическое напряжение сдвига за 1 мин. и 10 мин. покоя соответственно 30 дПа и 45 дПа, водоотдача – 8-12 см³ за 30 мин.

Технология приготовления глинопорошков

Вначале комовую глину дробят на куски размером 20 мм. Перед дроблением из глины с помощью магнитного сепаратора удаляются попавшие в нее посторонние частицы. Глины сушатся при температуре не менее 150⁰С. Остаточная влажность приблизительно 6 %. Высушенную глину измельчают до 0,5-5,0 мм и затем производят окончательный помол.

В результате исследований установлено, что во избежании резкого увеличения вязкости не следует глинопорошки весьма тонко перемалывать. Учитывая, что в процессе циркуляции глинистого раствора происходит дальнейшее диспергирование глинистых частиц, можно считать достаточным помол при остатке порошка в количестве 5-10 % на сите 1600 отверстий на 1 см² и 50-60 % на сите 4900 отверстий на 1 см² [2].

Физико-химическая сущность применения высококоллоидных порошкообразных глин состоит в том, что благодаря им создаются коллоидные структурные сетки в глинистом растворе и обеспечивается низкая водотдача.

Иногда порошкообразные глины дают растворы с повышенной водоотдачей, толщиной корки и содержанием песка. Это вызывается наличием воздушных адсорбированых слоев, образовавшихся в результате замены гидратных оболочек вокруг частиц глины воздухом при сушке, а также наличием механически перемешанного воздуха.

Воздух, адсорбированный на поверхности частиц, удерживается весьма прочно, в результате чего в процессе приготовления раствора не удается полностью вытеснить его и заменить водой. Поэтому и образуются относительно крупные агрегаты частиц в растворе. Воздух не является фактором стабильности.

Глинистые растворы из порошкообразных бентонитовых глин неустойчивы к воздействию электролитов, содержащихся в пластовых водах, воде, на которой приготовлен раствор, а также частиц разбуриваемых пород, переходящих в раствор (ангидрит, гипс и т. п.).

Поэтому глинопорошки из бентонитовых глин или приготовленные из них растворы обрабатываются химическими реагентами.

При химической обработке раствора из обычных комовых глин в первую очередь нужны реагенты-пептизаторы, чтобы глины распадались на мельчайшие частицы.

При химической обработке растворов из порошкообразных глин необходимы реагенты-стабилизаторы. Путем химической обработки можно получить буровой раствор необходимого качества.

Возможны 3 варианта применения порошкообразных глин:

1. Как коллоидные добавки к естесственному буровому раствору, образующемуся в процессе бурения.

2. Для приготовления бурового раствора искусственным методом.

3. Как добавки к глинистому раствору приготовленному из местных карьерных глин для увеличения в нем коллоидных фракций.

Глинистый раствор из порошкообразных глин приготавливают в гидромешалках, мешалках эжекторного типа. Время приготовления раствора из порошкообразной глины значительно меньше, чем из комовой глины.