Sondaj çamuru uygulamaları için kil-polimer etkileşimlerinin belirlenmesi

Bu çalışmanın temel amacı, sondaj çamuru uygulamaları için kil-polimer etkileşmelerin belirlenmesidir. Bu deneyde sondaj çamurun viskozite ve akış özelliklerin iyileştirilmesi hedeflenmiştir. İyi bir sondaj çamuru kırıntıları yeryüzüne taşıyabilmeli, matkabın ve sondaj takımlarını yağlayabilmeli ve soğutabilmeli, sondaj kuyunun göçmesine engel olabilmeli, yatak basıncını kontrol altına alabilmeli ve iyi pompalanabilmelidir. Günümüzde polimerlerin kullanım alanlarının giderek artmasıyla özelliklerinin geliştirilmesi için çalışmaların artış göstermesi ve polimer katkıların özellikleri çok geliştirdiğinin bulunmasıyla birlikte hangi katkı polimerlerin daha etkili olduğu yönünde çalışmalar başlamıştır. Tabakalı yapıda olan kil minerallerin polimer içinde dağıtılabilmesi nedeniyle çok iyi katkı malzemesi olabileceğini göstermiştir. Böylece kil-polimer dispersiyonların hazırlanması, reolojik özelliklerinin belirlenmesi ile ilgili çalışmalar başlamıştır. Çalışma süresince yüksek viskozite özelliği taşıyan killerin (bentonit, sepiyolit, kireç) polimer katılarak reolojik, zeta potansiyel, X ışınları difraksiyonu (XRD) ve fourier dönüşüm kızılötesi (FTIR) ölçümlerine bakılmıştır. %1,2,3 ve 4'lük konsantrasyonlarda hazırlanan bentonit, sepiyolit ve kireç dispersiyonların reolojik özelliklerine bakıldığında, bentonit ve kireç süspansiyonlar newtoniyen akış yada ideal bingham akış modeline uydukları, sepiyolitin ise plastik akış modeline uyduğu görülmüştür. Bu killerin karakteristik özelliklerine de bakılmıştır. Bentonit ve HEC dispersiyonunda HEC polimerin plastik viskozitesini iyileştirdiği görülmüştür. Konsantrasyon miktarı arttıkça HEC polimerin yüzeye iyice tutunduğundan akışa daha büyük direnç gösterdiği anlaşılmıştır. Elektrokinetik özelliklerine bakıldığında negatif yük taşıyan kil taneciklerini HEC konsantrasyonu arttıkça polimerler tarafından tamamen kaplandıkları görülmüştür ve bu durum reoloji ölçüm sonuçlarıyla uyumludur. Sepiyolit ve HEC süspansiyonlarında HEC polimerin katkısı viskozite orta konsantrasyonlarda gözle görülür bir artış tespit edilmiştir. Yüksek konsantrasyonlara doğru çıkıldıkça viskozitenin azaldığı görülmüştür. Elektrokinetik özelliklerinde polimerlerin zeta potansiyel sonuçlarına göre sayısız büyüklükte iğne şekilli demetlerden oluşan sepiyolitin sadece yüzeylerine tutunduğunu ve tabakalar arasına girmediği anlaşılmıştır. Kireç HEC, nişasta dispersiyonlarda reolojik, zeta potansiyeli ve XRD ölçüm sonuçlarına bakıldığında kirecin polimerlerle hiç etkileşmediği görülmüştür. Nişasta polimerin killerle etkileşmesine bakılmıştır. Fakat nişasta polimerin killerin dağılmasına ya da topaklanmasına sebep olmadığı gözlenmiştir. Yüzeylerine tutunmamakta ya da tabakalar arasına girmemekte kısacası hiç etkileşmediği görülmüştür. Hazırlanan sondaj çamurların reolojik ve termal özelliklerine bakıldığında en iyi sonuçlar polimer, sepiyolit ve bentonit karışımında gözlenmiştir.