Kepadatan Bubur Bentonit
1. Klasifikasi dan Kinerja bubur
1.1 Klasifikasi
Bentonit, juga dikenal sebagai batuan bentonit, adalah batuan lempung yang memiliki persentase montmorillonit tinggi, yang sering mengandung sejumlah kecil illit, kaolinit, zeolit, feldspar, kalsit, dan lain-lain. Bentonit dapat dikategorikan menjadi tiga jenis: bentonit berbasis natrium (tanah alkali), bentonit berbasis kalsium (tanah alkali), dan tanah pemutih alami (tanah asam). Di antara ketiganya, bentonit berbasis kalsium juga dapat dikategorikan menjadi bentonit berbasis kalsium-natrium dan bentonit berbasis kalsium-magnesium.
1.2 Kinerja
1) Sifat Fisik
Bentonit berwarna putih dan kuning muda secara alami, sementara juga muncul dalam warna abu-abu muda, hijau muda, merah muda, coklat, merah, hitam, dan lain-lain. Kekakuan bentonit bervariasi karena sifat fisiknya.
2) Komposisi Kimia
Komponen kimia utama bentonit adalah silikon dioksida (SiO2), aluminium oksida (Al2O3), dan air (H2O). Kandungan oksida besi dan oksida magnesium juga terkadang tinggi, dan kalsium, natrium, kalium sering terdapat dalam bentonit dengan kadar yang berbeda-beda. Kandungan Na2O dan CaO dalam bentonit berpengaruh pada sifat fisik dan kimia, bahkan teknologi pengolahannya.
3) Sifat Fisik & Kimia
Bentonit unggul dalam higroskopisitas optimalnya, yaitu ekspansi setelah penyerapan air. Angka ekspansi yang melibatkan penyerapan air mencapai hingga 30 kali lipat. Ia dapat terdispersi dalam air untuk membentuk suspensi koloid yang kental, tiksotropik, dan pelumas. Ia menjadi mudah dibentuk dan lengket setelah dicampur dengan serpihan halus seperti air, bubur, atau pasir. Ia mampu menyerap berbagai gas, cairan, dan zat organik, dan kapasitas adsorpsi maksimum dapat mencapai 5 kali beratnya. Tanah pemutih asam aktif permukaan dapat menyerap zat berwarna.
Sifat fisik dan kimia bentonit terutama bergantung pada jenis dan kandungan montmorillonit yang terkandung di dalamnya. Secara umum, bentonit berbasis natrium memiliki sifat fisik dan kimia serta kinerja teknologi yang lebih unggul daripada bentonit berbasis kalsium atau berbasis magnesium.
2. Pengukuran Kontinu Bubur Bentonit
ItuLonnmetersebarisbentoniteslurrykepadatanmeteradalah daringalat pengukur kepadatan pulpSering digunakan dalam proses industri. Kepadatan bubur mengacu pada rasio berat bubur terhadap berat volume air tertentu. Ukuran kepadatan bubur yang diukur di tempat bergantung pada total berat bubur dan serpihan pengeboran dalam bubur. Berat bahan tambahan juga harus disertakan jika ada.
3. Penerapan Lumpur pada Kondisi Geologi yang Berbeda
Mengebor lubang pada lapisan pasir, kerikil, bebatuan kecil, dan zona yang retak merupakan hal yang sulit karena sifat ikatan antar partikel yang lemah. Kunci dari masalah ini terletak pada peningkatan gaya ikatan antar partikel, dan menggunakan bubur semen sebagai penghalang pelindung pada lapisan tersebut.
3.1 Pengaruh Kepadatan Lumpur terhadap Kecepatan Pengeboran
Kecepatan pengeboran menurun seiring dengan meningkatnya kepadatan lumpur. Kecepatan pengeboran menurun secara signifikan, terutama ketika kepadatan lumpur lebih besar dari 1,06-1,10 g/cm³.3Semakin tinggi viskositas bubur, semakin rendah kecepatan pengeboran.
3.2 Pengaruh Kandungan Pasir dalam Lumpur terhadap Pengeboran
Kandungan serpihan batuan dalam bubur pengeboran menimbulkan risiko pada pengeboran, mengakibatkan lubang yang tidak dimurnikan dengan benar dan selanjutnya macet. Selain itu, hal ini dapat menyebabkan hisapan dan peningkatan tekanan, yang mengakibatkan kebocoran atau runtuhnya sumur. Kandungan pasir yang tinggi dan sedimen di dalam lubang yang tebal menyebabkan dinding lubang runtuh karena hidrasi, dan mudah menyebabkan lapisan bubur terlepas dan menyebabkan kecelakaan di dalam lubang. Pada saat yang sama, kandungan sedimen yang tinggi menyebabkan keausan yang besar pada pipa, mata bor, selongsong silinder pompa air, dan batang piston, dan masa pakainya pendek. Oleh karena itu, dengan tetap menjaga keseimbangan tekanan formasi, kepadatan bubur dan kandungan pasir harus dikurangi semaksimal mungkin.
3.3 Kepadatan Lumpur pada Tanah Lunak
Pada lapisan tanah lunak, jika kepadatan lumpur terlalu rendah atau kecepatan pengeboran terlalu cepat, hal itu akan menyebabkan lubang runtuh. Biasanya lebih baik menjaga kepadatan lumpur pada 1,25 g/cm³.3di lapisan tanah ini.
4. Rumus Bubur Umum
Dalam bidang teknik, terdapat banyak jenis bubur (slurry), tetapi dapat diklasifikasikan ke dalam jenis-jenis berikut berdasarkan komposisi kimianya. Metode perbandingannya adalah sebagai berikut:
4.1 Bubur Na-Cmc (Natrium Karboksimetil Selulosa)
Bubur ini adalah bubur peningkat viskositas yang paling umum, dan Na-CMC berperan dalam peningkatan viskositas lebih lanjut dan pengurangan kehilangan air. Formulanya adalah: 150-200 g tanah liat bubur berkualitas tinggi, 1000 ml air, 5-10 kg soda abu, dan sekitar 6 kg Na-CMC. Sifat buburnya adalah: densitas 1,07-1,1 g/cm³, viskositas 25-35 detik, kehilangan air kurang dari 12 ml/30 menit, nilai pH sekitar 9,5.
4.2 Bubur Garam Kromium Besi-Na-Cmc
Bubur ini memiliki peningkatan viskositas dan stabilitas yang kuat, dan garam besi kromium berperan dalam mencegah flokulasi (pengenceran). Formulanya adalah: 200 g tanah liat, 1000 ml air, sekitar 20% penambahan larutan alkali murni dengan konsentrasi 50%, 0,5% penambahan larutan garam ferrokromium dengan konsentrasi 20%, dan 0,1% Na-CMC. Sifat buburnya adalah: densitas 1,10 g/cm³, viskositas 25 detik, kehilangan air 12 ml/30 menit, pH 9.
4.3 Bubur Lignin Sulfonat
Lignin sulfonat berasal dari limbah cair pulp sulfit dan umumnya digunakan dalam kombinasi dengan zat alkali batubara untuk mengatasi masalah anti-flokulasi dan kehilangan air pada bubur berdasarkan peningkatan viskositas. Formula yang digunakan adalah 100-200 kg tanah liat, 30-40 kg limbah cair pulp sulfit, 10-20 kg zat alkali batubara, 5-10 kg NaOH, 5-10 kg zat anti busa, dan 900-1000 L air untuk 1 m³ bubur. Sifat bubur yang dihasilkan adalah: densitas 1,06-1,20 g/cm³, viskositas corong 18-40 detik, kehilangan air 5-10 ml/30 menit, dan 0,1-0,3 kg Na-CMC dapat ditambahkan selama pengeboran untuk mengurangi kehilangan air lebih lanjut.
4.4 Bubur Asam Humat
Bubur asam humat menggunakan agen alkali batubara atau natrium humat sebagai penstabil. Bubur ini dapat digunakan bersamaan dengan agen pengolahan lainnya seperti Na-CMC. Formula untuk menyiapkan bubur asam humat adalah dengan menambahkan 150-200 kg agen alkali batubara (berat kering), 3-5 kg Na2CO3, dan 900-1000 L air ke dalam 1 m3 bubur. Sifat bubur: densitas 1,03-1,20 g/cm3, kehilangan air 4-10 ml/30 menit, pH 9.
Waktu posting: 12 Februari 2025
