راه‌کارهای جلوگیری از گل گرفتگی مته به کمک فناوری نانو

گل گرفتی مته یکی از مشکلات مهم در فرآیند حفاری است. این مسئله از طرق مختلفی قابل حل بوده که بهترین و عملیاتی‌ترین روش آن استفاده از نانوذرات در ساختار گل حفاری است. نانوذره‌ها توانایی تشکیل فیلم آب گریز روی مته و سایر سطوح پایدارکننده را دارند. همین ویژگی‌ها سبب می‌شود تا گل حفاری حاوی نانوذرات در مقایسه با گل‌های حفاری دارای پایه ماکرو و میکرو، دارای نسبت سطح به حجم بالا و غلظت پایین‌تری باشد. بنابراین در حفاری مناطقی با سنگ‌های واکنش پذیر، انعطاف پذیر و چسبنده که میزان چسبندگی در آن زیاد است؛ در میزان کاهش گل گرفتگی مته، بسیار موثر است.

در ادامه این مقاله، به‌طور دقیق‌تر به بررسی بعضی از روش‌های تاثیرگذاری نانوذرات در جلوگیری از گل گرفتگی مته در استخراج و تولید محصولاتی همچون گیلسونایت می‌پردازیم.

کاهش گشتاور پیچشی و نیروی پسا

گل حفاری پایه نانو به علت ذرات بسیار ریز خود و نازکی فیلم تولید شده از نانوذرات، قادر به تولید فیلمی پیوسته و نازک از ماده‌ای روان‌کننده در مرز میان لوله و دیواره چاه است. همین عامل موجب کاهش محسوس مقاومت اصطکاکی میان دیواره لوله و دیواره چاه می‌شود. همچنین نانوذرات ریز معمولا کروی شکل هستند. همین ویژگی سبب می‌شود لایه‌ای بسیار نازک با سطحی بلبرینگی بین دیواره لوله و دیواره چاه شکل بگیرد. این سطح بلبرینگی اجازه می‌دهد تا مواد روی سطوح با راحتی بیشتری لیز بخورند. شرح این پدیده به خوبی اثر شگفت‌ انگیز سیالات هوشمند با پایه نانو را در کاهش گشتاور پیچشی و نیروی پسا و در نتیجه جلوگیری از گل گرفتگی مته، نشان می‌دهد.

توجه به این موضوع ضروری است که تجهیزات درون چاه همیشه در معرض نیروهای ایجاد سایش هستند و این موضوع ناشی از بالا بودن انرژی حرکتی ذرات موجود در سطوح زیرین سازند است. این مشکلات به خصوص در چاه‌های منحرف شده و افقی، سبب فرسایش و افزایش استهلاک تجهیزات درون چاه می‌شوند. بنابراین استفاده از نانوذرات علاوه بر افزایش سرعت کار، می‌تواند در کاهش استهلاک تجهیزات و جلوگیری از گل گرفتگی مته نیز موثر باشد. همچنین از نظر سلامت محیط زیست ، استفاده از نانوذرات به نسبت سایر افزودنی‌های گل حفاری مناسب‌تر است؛ چرا که با درصد کمتری به گل افزوده شده و آلودگی زیست محیطی کمتری ایجاد می‌کند.

حذف گازهای سمی

یک روش دیگر برای کاهش اصطکاک بین مواد موجود در چاه و جلوگیری از گل گرفتگی مته حفاری، حذف گازهای سمی است. سولفید هیدروژن یکی از گازهای به شدت سمی، خورنده و خطرناک است. این گاز در طی مراحل حفاری از سازند به درون گل نفوذ می‌کند و باعث آلودگی گل حفاری می‌شود. این آلودگی برای حفظ سلامت کارگران، جلوگیری از آلودگی محیط زیست و همین‌طور کاهش خوردگی و استهلاک خطوط لوله و ادوات حفاری، باید از گل حفاری زدوده شود. در اینجا نیز نانوذرات به کمک متخصصان آمده و در حذف این گاز سمی موثر هستند.

پژوهش‌های مختلف نشان داده است که نانوذرات قادرهستند به کمک یک واکنش شیمیایی، سولفید هیدروژن را از گل پایه آبی حذف کنند. اثـر ایـن نانـوذرات در حـذف سـولفید هیـدوژن از گل حفـاری در مقایسه بـا نتایـج ذرات درشـت اکسـید روی، نشـان داد کـه در شـرایط عملیاتـی یکسـان، نانـوذرات اکسـید روی می‌تواننـد بـه‌طـور کامـل سـولفید هیـدروژن را ظـرف 15 دقیقـه از گل حـذف نماینـد؛ در حالـی کـه ذرات درشـت اکسـید روی تنهـا 5/2 درصـد از سـولفید هیـدروژن را پـس از 90 دقیقـه حـذف می‌کنند.

در نهایت کارکردهای اصلی نانوافزودنی‌ها در گل حفاری را می‌توان کاهش هرزروی سیال، حفظ و تقویت پایداری چاه، کاهش گل گرفتگی مته، کاهش گشتاور پیچشی و نیروی پسا، حذف گازهای سمی، مقابله با چالش دما، فشار بالای مخزن و کنترل وزن گل حفاری دانست.

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