1. Тип бентонита (минералогический состав):
• Натриевый бентонит: Обладает высокой набухаемостью, вязкостью и способностью образовывать тиксотропные растворы. Это наиболее распространенный тип бентонита для ГНБ, так как он эффективно удерживает выбуренную породу (шлам) и стабилизирует стенки скважины. Однако, натриевый бентонит может быть чувствительным к электролитам и жесткой воде.
• Кальциевый бентонит: Обладает меньшей набухаемостью и вязкостью по сравнению с натриевым. Его можно использовать в чистом виде только в простых грунтах, в основном его модифицируют.
2. Степень модификации:
• Не модифицированный бентонит: Имеет природные свойства, как правило его используют при бурении простых скважин и в качестве добавки.
• Модифицированный бентонит: Подвергается химической или термической обработке для улучшения его свойств. Модификация может включать обработку щелочами, кислотами, полимерами или другими реагентами. Модифицированный бентонит обладает более высокой вязкостью, сниженной водоотдачей, улучшенной устойчивостью к солям и т.д.
• Малополимеризованный бентонит: Имеет низкую степень модификации и применяется в простых условиях бурения, иногда для первичного приготовления раствора.
• Премиум бентонит: Сильно модифицированный бентонит с лучшими характеристиками, который может применяться в сложных геологических условиях и имеет расширенную область применения.
3. Реологические свойства:
• Рабочая вязкость: Определяет способность раствора удерживать шлам и обеспечивать эффективный вынос. Различные бентониты могут иметь разную вязкость при одинаковой концентрации.
• Предельное напряжение сдвига (ПНС): Характеризует тиксотропные свойства раствора и его способность восстанавливать вязкость после остановки циркуляции.
• Пластическая вязкость (ПВ): Характеризует вязкость при высоких скоростях сдвига и влияет на гидравлические потери при прокачке раствора.
• Соотношение ПНС/ПВ: Важный параметр, характеризующий способность раствора удерживать шлам и предотвращать его оседание.
• Водоотдача: Характеризует способность раствора отдавать жидкость в грунт. Низкая водоотдача обеспечивает стабильность стенок скважины и снижает потери раствора.
4. Диспергируемость (растворимость):
• Скорость диспергирования: Некоторые бентониты быстрее растворяются в воде, что сокращает время приготовления бурового раствора.
• Степень диспергирования: Определяет размер частиц бентонита в растворе. Более мелкие частицы обеспечивают более стабильный и эффективный раствор.
5. Устойчивость к воздействию внешних факторов:
• Устойчивость к электролитам: Некоторые бентониты более устойчивы к воздействию солей и электролитов, что позволяет использовать их в условиях высокой минерализации.
• Устойчивость к жесткой воде: Некоторые бентониты менее чувствительны к жесткой воде, что снижает необходимость в ее предварительной обработке.
• Устойчивость к температуре и давлению: Разные бентониты по-разному реагируют на изменения температуры и давления, что может влиять на их свойства.