استفاده از نانو ذرات در کاهش هرزروی سیال

حفظ پایداری چاه در عملیات حفاری از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است و بیش از هر چیز به کاهش هرزروی سیال بستگی دارد. این در حالی است که اغلب سیالات حفاری پایه آب به راحتی درون سازند نفوذ می‌کنند و موجب کاهش پایداری چاه، تخریب دیواره چاه، چین خوردگی و چسبندگی لوله جداری می‌شوند. این موضوع به این علت است که معمولا ذرات به کار رفته در سیالات حفاری به قدری بزرگ هستند که نمی‌توانند منافذ کوچک و نانومتری را پر کنند. اهمیت مراقبت از چاه و جلوگیری از تخریب سازند برای امکان توسعه مخزن نیز بسیار مهم است.

در این نوشته می‌خواهیم درباره این موضوع و راه‌کارهای کنترل هرزروی سیال درون چاه به کمک نانو فناوری ، چند راه‌کار مهم را مطرح کنیم.

روش‌های کاهش هرزروی سیال با کمک نانو ذرات

روش اول: به طور کلی در این زمینه دو روش اساسی وجود دارد. در روش اول نانو ذرات به کمک ایجاد فیلمی بدون درز و آب‌بندی شده درون شکاف‌ها و منافذ سنگ‌های دیواره چاه،از تخریب سازند جلوگیری کرده و از مخزن محافظت می‌کنند.

روش دوم: در این راهکار نانو ذرات خاصی به گل حفاری اضافه می‌شود. در این شرایط سیال حفاری قادر خواهد بود تا با ایجاد کیکی با میزان تراوایی پایین روی دیواره لوله جداری، از آلودگی مخزن به وسیله گل حفاری جلوگیری می‌کند.

در زمینه نانو ذرات قابل افزودن به گل حفاری، تحقیقات بسیاری انجام شده است که همه آن‌ها با هدف کاهش هرزروی سیال و افزایش پایداری چاه بوده است. در این زمینه بررسی دو نانوذره NM5 و NM20 نشان داد که ذرات در اندازه 20 نانومتر، قابلیت بیشتری در مسدودسازی منافذ مخزن دارند. به زبان ساده این مطالعه نشان داد که اندازه نانوذرات مورد استفاده در گل حفاری، باید از یک سوم اندازه گلوگاه منافذ، کوچک‌تر باشند تا مسدود سازی منافذ انجام شود. در کنار مسئله اندازه، هرچه غلظت نانو ذرات افزایش یابد؛ پایداری مخزن نیز افزایش خواهد یافت.

فواید استفاده از ژل نانو کامپوزیتی

روش دیگر نانو ذرات برای حل مشکل هرزروی سیال درون چاه، استفاده از ژل نانو کامپوزیتی است. این ژل دارای خواص ویسکوزیته و الستیک بسیار بالایی است. همین ویژگی‌ها نیز موجب پایداری بالای آن در شورابه موجود در چاه می‌شود. نفوذ این ژل به وسیله پمپ شدن درون شکاف‌های سازند قادر است که درصد بسیار بالایی از شکاف‌ها و منافذ موجود در سازند را مسدود کند.

پلیمر نانو متری نامحلول

راه‌کار دیگر استفاده از نوعی پلیمر نانومتری نامحلول است. این پلیمر به درون درزها نفوذ کرده و روی دیواره مخزن یک لایه گلی با تراوایی پایین تشکیل می‌دهد. عملکرد لایه تشکیل شده به گونه‌ای است که فشار دیفرانسیلی موجود میان فشار استاتیکی گل و فشار منفذهای اطراف سطح جداره چاه را کاهش می‌دهد که نتیجه این عملکرد نیز پیشگیری از چسبندگی دیفرانسیلی است. همچنین این پلیمر در محیط‌های با شورآبگی بالا، پایدار بوده و از نظر زیست محیطی نیز آسیب‌زا نیست. در نهایت این ویژگی‌ها موجب می‌شود تا پلیمر با مسدودسازی شکاف‌ها، موجب کاهش نفوذ سیال حفاری به درون سازند شده و از احتمال فروپاشی لوله بکاهد.

در نهایت ذرات نانو کامپوزیتی خاصی نیز تولید شدند که قادر به کاهش هرزروی سیال به درون سازند هستند. ذرات نانو کامپوزیت ترموست با شکلی کروی و وزن مخصوص 75/0 تـا 75/1 آنقدر کوچک هستند که کیکی گلی با تراوایی پایین شکل می‌دهند. همچنین این ذرات به قدری بزرگ هستند که روی منافذ موجود پل زده و به‌طور محسوسی موجود افزایش استحکام چاه می‌شوند.

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