درباره ماده شیمیایی بنتونیت بیشتر بدانید
واژه بنتونیت نخستین بار در سال 1898 توسط دانشمندی به نام نایت به کار برده است. این واژه از اصطلاح محلی شیل‌های بنتون واقع در ایالات وایومینگ امریکا گرفته شده است. ماده شیمیایی بنتونیت عمدتاً از کانی رسی، مونتموریلونیت (سیلیکات منیزیم و آلومینیوم) تشکیل می شود. حضور یون های سدیم قابل تبادل، هیدراسیون و پخش را تقویت می کند. کاتیون های دو ظرفیتی درجه ای را که در آن صفحات کوچک تکی پخش می شوند، کاهش می دهند. بنتونیت یک فیلوسیلیکات آلومینیوم دار با فرمول زیر می‌باشد:
Al2O3 – 4SiO2 – 4H2O
این ماده شیمیایی اساسا از مونتموریلونیت یا کانی های گروه اسمکتیت تشکیل شده است. کانی های گروه اسمکتیت شامل سری های دی اکتاهدرال و تری اکتاهدرال هستند. از نظر کمی ماده شیمیایی بنتونیت، پس از باریت دومین ماده است که به عنوان افزودنی به گل حفاری اضافه می شود. ماده شیمیایی بنتونیت کلسیم دار اغلب با کربنات سدیم و پلی اکریلات ها به منظور برآوردن ویژگی‌های مشخص شده استاندارد نفت آمریکا ترکیب می شود. بنتونیت رایج در حفاری به دو نوع تقسیم می‌شوند:
- بنتونیت با استاندارد اکما
- بنتونیت با استاندارد اکما API
یکی از مهمترین مصارف بنتونیت در صنعت حفاری است. بنتونیت 5-2% وزنی گل های حفاری آبی را تشکیل می‌دهد. در حفاری نفت و گاز از بنتونیت‌های سدیم دار استفاده می‌شود. پوسته‌های نسبتاً بزرگ سدیم بنتونیت با آزاد شدن در آب، به ذرات کلوئیدی تبدیل شده و انرژی الکتریکی ذخیره شده در شبکه بلوری را آزاد می‌کنند و در حدود 15 تا 30 برابر حجم اولیه متورم می‌شوند. از این خاصیت در حفاری برای پراکنده سازی مواد سنگین کننده و قطع حفاری استفاده می‌شود.
بدین صورت بنتونیت پوششی را روی دیواره چاه ایجاد کرده و از مهاجرت نفت و گاز ممانعت می‌کند و دیواره را پایدار و باعث تسهیل عملکرد مته می‌شود. همچنین بنتونیت، مواد آلی و غیر آلی را از مخلوط آب جذب کرده و ویسکوزیته آن در برداشت و بالا آوردن نخاله های حفاری کمک می کند. با توجه به موارد بیان شده می‌توان گفت هدف از اضافه کردن بنتونیت به گل حفاری موارد ذیل است:
- افزایش توانایی تمیزکردن چاه
- کاهش فیلترکردن به درون سازندهای تراوا
- تشکیل کیک فیلتر نازک با تراوایی پایین
- تقویت پایداری چاه در سازندهایی که استحکام ضعیفی دارند
- کنترل هرزروی گل حفاری
صنایعی دیگری که ماده شیمیایی بنتونیت در آن کاربرد دارد:
- صنایع لعاب سازی
- صنایع فولاد سازی
- صنایع کود کشاورزی
- صنایع کاشی و سرامیک
- صنایع بتن و بتن پلاستیک