Ρεολογικές ιδιότητες πολφών μπεντονίτη μετά από ωρίμανση σε υψηλές θερμοκρασίες

Περίληψη: Οι άργιλοι και ειδικότερα ο μπεντονίτης χρησιμοποιούνται ευρέως ως ρευστά γεώτρησης διότι σχηματίζουν σταθερούς και παχύρευστους πολφούς. Μελετώντας την δομή του μπεντονίτη είναι εφικτό να ερμηνευτεί και η ρεολογική συμπεριφορά που παρουσιάζει και ειδικότερα σε υψηλές θερμοκρασίες. Η ανάγκη για πραγματοποίηση γεωτρήσεων σε μεγαλύτερα βάθη δηλαδή σε νέα πιο απαιτητικά περιβάλλοντα είναι πλέον γεγονός. Η ρεολογική συμπεριφορά του μπεντονίτη είναι περίπλοκη, μη νευτώνεια και εξαρτάται από πολλούς παράγοντες και οι αλλαγές που παρουσιάζει με αύξηση της θερμοκρασίας δεν έχουν κατανοηθεί πλήρως. Εφαρμόστηκαν διάφορες τεχνικές χαρακτηρισμού των μπεντονιτών όπως XRD και XRF, με στόχο τον προσδιορισμό των ορυκτολογικών φάσεων και της χημικής σύστασης αντίστοιχα, των δειγμάτων. Επιπλέον, μελετήθηκαν ορισμένες ιδιότητες του σμεκτίτη (κύριο συστατικό του μπεντονίτη) όπως είναι η ιοντοανταλλακτικη ικανότητα (CEC), η θερμοκρασία αφυδροξυλίωσης και το φορτίο κρυσταλλικής δομής (layer charge) ώστε να έχουμε μια πιο πλήρη εικόνα των δειγμάτων. Για την εξέταση των ρεολογικών ιδιοτήτων, πολφοί με 5% περιεκτικότητα σε στερεά υπέστησαν δυναμική γήρανση σε ένα εύρος θερμοκρασιών από τους 25°C έως 176°C, έγινε μέτρηση του ιξώδους τους σε δύο εργαστηριακά ιξωδόμετρα και προσδιορισμός των διηθητικών ικανοτήτων τους. Επιπλέον, οι ρεολογικές παράμετροι υπολογίστηκαν σύμφωνα με τα πρότυπα του Αμερικανικού Ινστιτούτου Πετρελαίου (API13A). Τα αποτελέσματα της εργασίας έδειξαν ότι το ιξώδες των αιωρημάτων αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας, ενώ οι υπόλοιπες ρεολογικές παράμετροι που υπολογίστηκαν μεταβάλλονται και αυτές. Με τις πειραματικές διαδικασίες που έλαβαν χώρα δεν επιτεύχθηκε η πλήρης κατανόηση των μεταβολών που εμφανίστηκαν, ωστόσο τα αποτελέσματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για εκτεταμένη μελλοντική έρευνα