مواد پیشرفته و پوشش های نوین

مواد پیشرفته و پوشش های نوین

بررسی کاربرد نانولوله‌های کربنی و شیل بر خصوصیات رئولوژیکی سیال حفاری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 استاد، دانشکده فرآورش پلیمر، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، تهران، ایران
2 دانشجوی دکترا، گروه مهندسی پلیمر، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی ، تهران، ایران
10.22034/amnc.2025.487237.1276
چکیده
امروزه یکی از چالش های عملیات حفاری عمیق کاهش خواص رئولوژیکی سیالات با فشار و دمای بالا (HPHT) و تخریب ساختار افزدونی‌های پلیمری ویسکوزیفایر به واسطه افزایش دما که منجر به کاهش ویسکوزیته، افت خصوصیات سیال حفاری و افزایش مقادیر فیلتراسیون خواهد شد.
برای حل مشکل به بررسی همزمان اثر کنده‌های شیل پودر شده حاصل از حفاری و نانولوله کربنی FMWCNT)) با گروه عاملی OH و COOH برخواص رئولوژیکی سیال حفاری با وزن pcf 63 پرداخته‌ایم. ابتدا یک سیال پایه و 6 سیال حاوی نانو لوله (3 نمونه عاملی OH و 3 نمونه عاملی COOH) با غلظت‌های(w/w) 0.01، 0.05 و 0.1 % ساخته شده در دمای آزمایشگاهی oF) 77BHR :) و گردش گل در دمای شبیه‌سازی شده ته چاه oF) 250AHR:) خواص رئولوژیکی و مقادیر فیلتراسیون (FL) اندازگیری شده است. نتایج بهترین اثر بخشی در غلظت 0.05% برای گروه عاملی COOH نشان داده که تمامی خواص رئولوژیکی را در هر دو شرایط BHR و AHR افزایش و مقادیر FL را کاهش داده است. در ادامه با فرموله‌کردن گل پایه با 20 گرم شیل پودری و غلظت بهینه 0.05% نانولوله با گروه COOH و شرایط AHR منجر به بهبود و ارتقا مقادیر ویسکوزیته ظاهری نسبت به گل‌پایه به میزان 37.5% و مقادیر فیلتراسیون به میزان 67.8% گردید. نانولوله ‌ها با تنیده شدن رشته‌های خود در سیال حفاری موجب افزایش ویسکوزیته و بهبود توانایی سیال حفاری در نگهداری کنده‌های حفاری می‌شوند با اضافه شدن پودر حاصل از کنده‌های شیلی این خواص ارتقا چشمگیری داشته و کنترل فیلتراسیون قابل توجهی ایجاد شده است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات