بررسی نقش نانوافزایه های روان کننده در عملیات حفاری

بررسی نقش نانوافزایه های روان کننده در عملیات حفاری

  پروژه تدوین دانش فنی، ساخت و بررسی عملکرد نانو افزایه های روان کننده و کاهنده اصطکاک رشته های عملیات حفاری و تولید نیمه صنعتی و ارزیابی آنها در شرایط میدانی در دستور کار پژوهشگاه صنعت نفت قرار دارد.

همچنین ساخت و تولید نانوساختار (در مقیاس آزمایشگاهی و نیمه صنعتی)، عاملدار کردن و تعیین مشخصات محصول و پایدار سازی نانوساختار در سیال، ساخت و ارزیابی عملکرد و کارآیی در شرایط آزمایشگاهی– میدانی نانو سیال حفاری، ساخت و ارزیابی عملکرد و کارآیی  نانوذرات در شرایط عملیاتی و میدانی و بررسی و تعیین میزان  عملکرد نانو افزایه در کاهش اعمال نیروهای کششی و گشتاور در  بالا و پایین بردن و چرخش لوله ها و رفع گیر آنها از دیگر اهداف این پروژه است.

این پروژه، بکار گیری و آزمودن تکنولوژی  نانو در ترکیبات سیالات حفاری  پایه آبی برای اولین بار در کشور و حرکت به سمت تولید ملی، تدوین دانش فنی و ساخت نانوذرات با کارایی بالا در شرایط حفاری برای ایجاد لایه محافظ بین دو سطح با هدف کاهش اصطکاک، ارائه روشهای اجرایی مخلوط کردن افزایه های نانو، مقایسه عملکرد نانوذرات با نوع متعارف (افزایه غیر نانو وگل روغنی که استفاده می شود)، تدوین دانش فنی و ساخت سیالات نسل جدید پایه آبی و دوستدار محیط زیست با کمترین آسیب وارده به سازند تولیدی و ساخت حداکثر سه نوع نانو ذره را دنبال نیز دنبال می کند.  

روان‌سازی و خنک کردن مته حفاری از جمله وظایف گل حفاری است و میزان روان‌کنندگی تولید شده توسط سیالات حفاری به نوع، کیفیت ذرات جامد و وزن و ترکیب شیمیایی سیستم بستگی دارد. گل‌های پایه روغنی خاصیت روان‌کنندگی بیشتری دارند. با این حال، به دلیل مسائل زیست‌محیطی بیشتر تمایل به استفاده از گل‌های پایه آبی وجود دارد. بنابراین باید خاصیت روان کنندگی در گل های حفاری پایه آبی با استفاده از افزودنی های ضد سایش و روانساز در شرایط فشار و دمای مختلف در محدوده روان کنندگی گل های پایه روغنی حاصل شود. 

به این ترتیب در این پروژه از روشهایی مانند مطالعات و بررسی و جستجوی اینترنتی، استفاده از اطلاعات موجود و جاری منطقه، بررسی گزارشهای حفاری و مشکلات ایجاد شده در این رابطه، استفاده از تجارب آزمایشگاهی بخش حفاری و نانوتکنولوژی پژوهشگاه صنعت نفت، مشاوره با کارشناسان مجرب و استفاده از توانمندیهای علمی داخل و خارج، سنتز نانو افزایه هدف با استفاده از توان داخلی برای نخستین بار در کشور و گزارشها و مطالعات موردی استفاده می شود.

از سویی چون در پروژه تولید نیمه صنعتی و داخلی  نانو ماده و تعیین مکانیسم عملکرد مواد نانو و اثرات آنها با استفاده از دستگاهها در شرایط آزمایشگاهی و میدانی مدلسازی فیزیکی شده و بومی سازی تکنولوژی در تهیه نانو ذره هدفی دراز مدت است، این فناوری جدید بوده و نوآوری محسوب می شود. هر چند که انواع مختلفی از مواد و افزایه ها  در طراحی سیالات حفاری به منظور کنترل و کاهش اصطکاک و بهبود روانسازی در دنیا تولید و استفاده می شوند اما نانوذرات جایگزین و هدف این پروژه می تواند کارایی بالا داشته و تنها در کشور تولید و از نوع مواد استراتژیک محسوب شود.

در شرایط تحریمها، تهیه این ماده استراتژیک از طریق منابع خارجی یا امکان‌پذیر نیست و یا حداقل به سختی و با هزینه‌های گزاف امکان پذیر است. همچنین از آنجاییکه در این پروژه  ساخت افزایه ها با همکاری مراکز مختلف علمی و پژوهشی داخل (مرکز تحقیقات نانو تکنولوژی بعنوان دارنده رتبه اول کشوری در تولید نانو مواد و همچنین دانشگاهها و مرکز علمی با فعالیتهای پژوهشی مرتبط ) اجراشده و مدلسازی فیزیکی اثرات نانو سیال حفاری (با افزایه نانو روانکار) بر روانسازی و کاهش اصطکاک و گشتاور با استفاده از دستگاه ارتقاء یافتة  و مدرن موجود بررسی جامع خواهد شد، لذا  موارد مذکور تداعی کاملی از جنبه های جدید نوآوری تکنولوژی محسوب می شود.

می توان از منظر دیگر  چنین ادعا کرد که حتی در زمینه بومی سازی دانش فنی تولید آنها در داخل کشور تا به حال هیچ اقدام اساسی انجام نشده و بکارگیری این فناوری قابلیت تولید محصولات جدید بر اساس نیاز صنعت نفت را افزایش و علاوه بر رفع مشکلات عدیده در این صنعت به ویژه بخش حفاری و تکمیل چاه، موجبات عدم نیاز به محصولات خارجی را نیز فراهم می آورد.

کاهش انواع گیر لوله ها (ناشی از اختلاف فشار و دیفرانسیل)، بهبود سرعت حفاری بدلیل کاهش گشتاور و امکان اعمال بهینه پارامترهای حفاری، دستیابی به فناوری ساخت و تهیه نانو افزایه هدف مورد استفاده در سیال حفاری با توجه به خصوصیات  منطقه، طراحی نانوسیالات حفاری پایه آبی متناسب نوع مشکلات، دستیابی به سیال حفاری با افزایه های نانو مقیاس و بهینه با توجه به خصوصیات  منطقه، دسترسی به روشهای مدون دانش فنی ساخت نانو ذره  هدف، جلوگیری از هزینه های اضافی تحمیلی از  اصطکاک و فرسایش قطعات حفاری و آماده شدن بسترها و زیرساختهای لازم در ساخت سایر نانو افزایه های مورد در مصرف در سیالات حفاری  از دستاوردهای این پروژه به شمار می رود.

مدت زمان اجرای پروژه،٢٤  ماه درنظر گرفته شده است و پژوهشکده فناوریهای نوین نانو دانشگاه شیراز و مرکز تحقیقات نانو پژوهشگاه صنعت نفت برای اجرای آن همکاری می کنند. 

روانسازی و تسریع در عملیات  حفاری، کاهش حدود ٢٥ درصدی در ضریب اصطکاک، کاهش کشش به منظور روان‌سازی و خنک‌کنندگی، افزایش سرعت حفاری و  تقلیل آسیب به سنگ‌های مخزن و ابزار از پیامدهای مثبت اجرای این پروژه است و پروژه اکنون در شروع مراحل اجرایی شامل، جمع آوری اطلاعات میدانی، تهیه مواد اولیه، تهیه و تجهیز آزمایشگاهی و تجهیزاتی قرار دارد.

محمد سلیمانی

رئیس مرکز طرح های تکنولوژی حفاری در پردیس بالادستی پژوهشگاه صنعت نفت 

RSS comment feed نظرات ارسال شده

هم اکنون هیچ نظری ارسال نشده است. شما می توانید اولین نظردهنده باشد.

ارسال نظر جدید

نام

ایمیل

وب سایت