اهمیت نانو ذرات در محافظت از مخزن چاه حفاری

نانوذرات افزودنی‌های مناسبی هستند که با کمک آن‌ها می‌توان از مخزن چاه‌های حفاری نفت مراقبت کرد. مقابله با چالش دما و فشار بالای مخزن به کمک نانوذرات، امکانی است که مزایای بسیاری را در زمینه حفاری چاه‌های عمیق در اختیار متخصصان گذاشته است. در شرایطی که دما و فشار چاه بالا است؛ سیستم‌های سیال حفاری موجود، توانایی و ضریب انتقال حرارت بسیار کمی دارند. به همین دلیل توانایی خنک کنندگی گل‌های حفاری سنتی جهت استخراج قیر معدنی بسیار کم بوده و توانایی کاهش سریع حرارت تجهیزات درون چاه را ندارد.

مقابله با دمای بالا در چاه حفاری با نانو کامپوزیت

در این وضعیت آنچه اهمیت دارد؛ آسیب‌های ایجاد شده بر اثر این وضعیت است. یکی از نگرانی‌های مهم در این زمینه، خرابی تجهیزات درون چاه به دلیل شرایط فرسایش حرارتی است. در اینجاست که نقش نانو کامپوزیت‌ها بسیار مهم می‌شود. نانو کامپوزیت‌ها در ترکیب با سیالات حفاری، ویژگی‌هایی را به آن‌ها اضافه می‌کنند که تا حدود زیادی در حل این مشکل موثر هستند. این مواد موجب کاهش قابل توجهی در میزان تفاله گل و پایداری دمایی آن می‌شوند. همچنین این مواد افزودنی به گل حفاری به عنوان آنتی نمک، آنتی کلسیم و آنتی منیزیم، توانایی بالایی تا دمای 200 درجه سانتی‌گراد دارند.

این ویژگی‌ها سبب می‌شود تا بتوان از نانوکامپوزیت‌ها  به عنوان افزودنی با هدف کاهش هرزروی سیال در شرایط عملیاتی با دمای بالا، بهره برد. نانو ذرات به دلیل نسبت سطح به حجم بالا، توانایی انتقال حرارتی بالایی داشته و در ترکیب با گل حفاری، این ویژگی را در آن ایجاد می‌کنند.

در نتیجه این ویژگی‌ها، سیال حفاری ترکیب شده با این نانو ذرات، قادر به کاهش سریع‌تر حرارت تجهیزات موجود در چاه خواهد بود. کاهش دمای داخل چاه می‌تواند در زمینه موجب افزایش عمر مفید تجهیزات داخل چاه شود. همچنین به دلیل وجود ذرات بی‌شمار با مساحت سطح بسیار بزرگ، تحمل دمایی بالا، پویایی بالا، هدایت حرارتی بالا و برهم‌کنش موثر با سطوح داخلی و خارجی شیل، سیالات حفاری دارای ذرات نانو، نقش محوری در حفاری با دمای بالا و فشار بالا، حفاری در زیر آب و سایر شرایط پیچیده داشته باشند.

کنترل دانسیته یا وزن گل حفاری

وجود سازندهای مختلف و عمق بالای حفاری، موجب می‌شد که تنظیم دانسیته یا وزن گل حفاری از اهمیت بالایی برخوردار باشد. تنظیم وزن گل حفاری کمک می‌کند تا سیستم در فرآیند حفاری توازن خود را حفظ کرده و فشار بر چاه یا مخزن کنترل شود. در حالت سنتی و برای کنترل دانسیته، موادی با عنوان وزن دهنده به طور پیوسته به سیال حفاری اضافه می‌شود. این مواد باعث تولید پسماند بسیار بیشتر از سیال می‌شوند.

نانوذرات در این زمینه می‌توانند موثر باشند. این مواد را می‌توان به عنوان وزن دهنده به سیال حفاری اضافه کرد و وزن سیال حفاری را کنترل کرد. کاهش وزن مواد افزودنی به سیال، کاهش بسیار بالای پسماند و کاهش هزینه‌ها، همگی از مزایایی است که نانو ذرات در کنترل وزن حفاری ایجاد می‌کنند. در نهایت استفاده از نانو ذرات باعث می‌شود که به کمک ایجاد میدان مغناطیسی 90 درصد نانوذرات اولیه قابل بازیابی باشند.

در نهایت جالب است بدانید علاوه بر کاربرد مطرح شده، کاربردهای دیگری نیز برای نانوساختارها در گل حفاری وجود دارد که موجب بهبود شرایط کار در عمق چاه شده و همچنین از میزان فشار وارده بر چاه یا مخزن می‌کاهد.

5 1 vote
رتبه بندی
Subscribe
Notify of
guest
0 نظرات
Inline Feedbacks
View all comments