Densidad de la lechada de bentonita
1. Clasificación y rendimiento de los lodos
1.1 Clasificación
La bentonita, también conocida como roca bentonítica, es una roca arcillosa con un alto porcentaje de montmorillonita, que a menudo contiene una pequeña cantidad de ilita, caolinita, zeolita, feldespato, calcita, etc. Se puede clasificar en tres tipos: bentonita sódica (suelo alcalino), bentonita cálcica (suelo alcalino) y tierra decolorante natural (suelo ácido). Entre ellas, la bentonita cálcica también se puede clasificar en bentonitas cálcico-sódicas y cálcicas-magnésicas.
1.2 Rendimiento
1) Propiedades físicas
La bentonita es de color blanco y amarillo claro en estado natural, aunque también aparece en gris claro, verde claro, rosa, marrón, rojo, negro, etc. La bentonita varía en rigidez debido a sus propiedades físicas.
2) Composición química
Los principales componentes químicos de la bentonita son el dióxido de silicio (SiO₂), el óxido de aluminio (Al₂O₃) y el agua (H₂O). El contenido de óxido de hierro y óxido de magnesio también es elevado en ocasiones, y el calcio, el sodio y el potasio suelen estar presentes en la bentonita en diferentes proporciones. El contenido de Na₂O y CaO en la bentonita influye en las propiedades físicas y químicas, e incluso en la tecnología de proceso.
3) Propiedades físicas y químicas
La bentonita destaca por su óptima higroscopicidad, es decir, su expansión tras la absorción de agua. El índice de expansión, relacionado con la absorción de agua, alcanza hasta 30 veces. Se puede dispersar en agua para formar una suspensión coloidal viscosa, tixotrópica y lubricante. Se vuelve maleable y adhesiva tras mezclarse con residuos finos como agua, lodo o arena. Es capaz de absorber diversos gases, líquidos y sustancias orgánicas, y su capacidad máxima de adsorción puede alcanzar 5 veces su peso. La tierra decolorante ácida tensioactiva puede adsorber sustancias coloreadas.
Las propiedades físicas y químicas de la bentonita dependen principalmente del tipo y contenido de montmorillonita que contiene. En general, la bentonita sódica presenta propiedades físicas y químicas y un rendimiento tecnológico superiores a los de la bentonita cálcica o magnésica.
2. Medición continua de lodos de bentonita
ElLonnmeteren líneabentoniteslUrrydensidadmetroes un sitio en líneamedidor de densidad de pulpaSe utiliza frecuentemente en procesos industriales. La densidad de la pulpa se refiere a la relación entre su peso y el peso de un volumen específico de agua. La densidad de la pulpa, medida in situ, depende del peso total de la pulpa y los recortes de perforación presentes en ella. También debe incluirse el peso de los aditivos, si los hubiera.
3. Aplicación de lodos en diferentes condiciones geológicas
Es difícil perforar un agujero en capas de arena, grava, guijarros y zonas rotas para obtener propiedades de unión entre partículas. La clave del problema reside en aumentar la fuerza de unión entre las partículas, y utiliza la lechada como barrera protectora en dichos estratos.
3.1 Efecto de la densidad de la lechada en la velocidad de perforación
La velocidad de perforación disminuye con el aumento de la densidad de la pulpa. Esta velocidad disminuye significativamente, especialmente cuando la densidad de la pulpa es superior a 1,06-1,10 g/cm³.3Cuanto mayor sea la viscosidad de la lechada, menor será la velocidad de perforación.
3.2 Efecto del contenido de arena en la lechada en la perforación
El contenido de escombros de roca en la lechada presenta riesgos para la perforación, lo que resulta en pozos mal purificados y posteriores atascamientos. Además, puede causar excitación por succión y presión, lo que resulta en fugas o colapso del pozo. El alto contenido de arena y el sedimento en el pozo son densos. Esto provoca el colapso de la pared del pozo debido a la hidratación, y es fácil que la película de lechada se desprenda y cause accidentes en el pozo. Al mismo tiempo, el alto contenido de sedimentos causa un gran desgaste en tuberías, brocas, camisas de cilindros de bombas de agua y vástagos de pistón, y su vida útil es corta. Por lo tanto, bajo la premisa de asegurar el equilibrio de la presión de formación, la densidad de la lechada y el contenido de arena deben reducirse al máximo.
3.3 Densidad de la lechada en suelo blando
En capas de suelo blando, si la densidad de la lechada es demasiado baja o la velocidad de perforación es demasiado rápida, se producirá el colapso del pozo. Generalmente, es mejor mantener la densidad de la lechada en 1,25 g/cm³.3en esta capa de suelo.
4. Fórmulas comunes de lechada
Existen muchos tipos de lodos en ingeniería, pero se pueden clasificar en los siguientes según su composición química. El método de dosificación es el siguiente:
4.1 Suspensión de Na-Cmc (carboximetilcelulosa sódica)
Esta lechada es la más común para mejorar la viscosidad, y la CMC-Na contribuye a mejorarla y reducir la pérdida de agua. Su fórmula es la siguiente: 150-200 g de arcilla en lechada de alta calidad, 1000 ml de agua, 5-10 kg de carbonato sódico y aproximadamente 6 kg de CMC-Na. Sus propiedades son: densidad 1,07-1,1 g/cm³, viscosidad 25-35 s, pérdida de agua inferior a 12 ml/30 min y pH aproximado de 9,5.
4.2 Suspensión de sal de hierro y cromo-Na-Cmc
Esta suspensión mejora considerablemente la viscosidad y la estabilidad, y la sal de hierro y cromo contribuye a prevenir la floculación (dilución). La fórmula es la siguiente: 200 g de arcilla, 1000 ml de agua, adición de aproximadamente un 20 % de solución alcalina pura al 50 % de concentración, adición de un 0,5 % de solución de sal de ferrocromo al 20 % de concentración y 0,1 % de Na-CMC. Las propiedades de la suspensión son: densidad 1,10 g/cm³, viscosidad 25 s, pérdida de agua 12 ml/30 min, pH 9.
4.3 Suspensión de sulfonato de lignina
El sulfonato de lignina se deriva del líquido residual de pulpa al sulfito y generalmente se utiliza en combinación con un agente alcalino de carbón para solucionar la floculación y la pérdida de agua de la pulpa debido al aumento de la viscosidad. La fórmula consiste en 100-200 kg de arcilla, 30-40 kg de líquido residual de pulpa al sulfito, 10-20 kg de agente alcalino de carbón, 5-10 kg de NaOH, 5-10 kg de antiespumante y 900-1000 L de agua para 1 m³ de pulpa. Las propiedades de la pulpa son: densidad 1,06-1,20 g/cm³, viscosidad en embudo 18-40 s, pérdida de agua 5-10 ml/30 min, y se pueden añadir 0,1-0,3 kg de Na-CMC durante la perforación para reducir aún más la pérdida de agua.
4.4 Suspensión de ácido húmico
La suspensión de ácido húmico utiliza un agente alcalino de carbón o humato de sodio como estabilizador. Puede utilizarse junto con otros agentes de tratamiento como Na-CMC. La fórmula para preparar la suspensión de ácido húmico consiste en añadir 150-200 kg de agente alcalino de carbón (peso seco), 3-5 kg de Na₂CO₃ y 900-1000 L de agua a 1 m³ de suspensión. Propiedades de la suspensión: densidad 1,03-1,20 g/cm³, pérdida de agua 4-10 ml/30 min, pH 9.
Hora de publicación: 12 de febrero de 2025
