تحقق بهبود شرایط حفاری در صنعت نفت با استفاده از نانو ذرات

تحقق بهبود شرایط حفاری در صنعت نفت با استفاده از نانو ذرات

فناوری نانو را می‌توان از پیشرفته‌ترین فناوری‌های بشری دانست به طوری که کاربردهای گوناگون آن می‌تواند جهان آینده را متحول کند.

به گزارش خبرنگار پایگاه اطلاع رسانی شرکت ملی نفت ایران، تاریخچه فناوری نانو به 45 سال قبل بازمی‌گردد؛ زمانی که ریچارد فاینمن؛ کارشناس و متخصص کوآنتوم نظری، در زمان دریافت جایزه نوبل درسخنرانی معروف خود با عنوان ” آن پایین فضای بسیار زیادی است” به بررسی بعد رشد نیافته علم مواد پرداخت.
آزمایش‌ها و تحقیقات درخصوص فناوری نانو از ابتدای دهه هشت قرن بیستم به طورجدی پیگیری شد و اثرات معجزه‌آسا، تحول آفرین و باورنکردنی این فناوری، آن را به‌ یک اولویت‌ تحقیقاتی در جهان طی دهه اول قرن بیست و یکم تبدیل کرد.
چندین سال است که محققین درسراسر دنیا گام‌های مهمی در راستای استفاده از فناوری نانو در گستره صنایع بالادستی صنعت نفت، بویژه دربخش حفاری برداشته‌اند که برخی از آنها پس از گذراندن مرحله پژوهش در شرایط واقعی میادین محک زده شده و به بهره‌ برداری رسیده‌ است.
امروزه نانوفناوری سبب ایجاد انقلابی درعلوم مهندسی شده و به دلیل گستره وسیع این علم، صنعت حفاری را نیز مانند سایر صنایع تحت تاثیر قرار داده است، دراین میان استفاده از علم نانو در بهبود خواص سیال حفاری به سبب بازده بالا، پایداری زیاد و روش های متنوع اعمال روی چاه، مورد توجه پژوهشگران واقع شده است.
آنچه در پی می آید حاصل گفت و گوی محمد سلیمانی؛ رئیس مرکز طرح های تکنولوژی حفاری در پردیس بالادستی پژوهشگاه صنعت نفت با خبرنگار شرکت ملی نفت ایران است.
سلیمانی با بیان اینکه مخازن هیدروکربنی ایران درمیان کشور‌های عمده نفت‌خیز، با داشتن شرایط خاص، بیش از هر کشور دیگر نیازمند استفاده از راهکارهای مناسب برای جذب سرمایه‌گذاری‌ها در این بخش و کاهش خطر‌پذیری سرمایه‌گذاری است، می گوید: بخش بالادستی پژوهشگاه صنعت نفت از سال 1386 دراین راستا قدم پیش گذاشته و اقدام به تهیه درخت فناوری نانو به منظور دستیابی به میزان نفوذ این فناوری این بخش بویژه در حوزه تکنولوژی حفاری کرده است.
افزایش نفوذ مته در سازند با استفاده از نانو در سیالات حفاری
وی درمورد نقش نانوها در رفع چالش‌های مربوط به حفاری و ارتباط آن با افزایش تولید توضیح می دهد: استفاده از نانوها در سیالات حفاری، میزان نفوذ مته در سازند را افزایش و همزمان باعث کاهش آسیب به سازند می شود و در نهایت، نانو با غلبه بر چالش‌های مربوط به حفاری، تولید را افزایش می دهد.
سلیمانی تصریح می کند: استفاده از نانو ذرات در قالب نانوسیالات درعملیات حفاری، سبب ایجاد هدایت گرمایی بیشتر، پایداری فوق‌العاده، کاهش کمتر افت فشار و فرسایش کمتر دیواره‌ها می شود.
وی با اشاره به کاربرد نانوفناوری در سیالات حفاری می گوید: نانوفناوری در سیالات حفاری به منظور بهبود خصوصیات رئولوژیکی، چگالی و ویسکوزیته مناسب برای حمل کننده‌های حفاری به سمت بالا، قابلیت‌ انتقال توان هیدرولیکی پمپ‌ها، تراکم پذیربودن، حفظ محیط زیست، جلوگیری از پخش گل‌های واکنش‌پذیر و توانایی برمسدود سازی شکاف‌ها و کاهش ساییدگی تجهیزات به کار می رود.
سلیمانی با بیان اینکه نانو ذرات درسیالات به آسانی برهم کنش های موجود حفاری در سنگ‌های رستی را از میان می دارد، می افزاید: این ویژگی سبب افزایش خاصیت ژئومکانیکی سنگ‌های رسی در محل عملیات می شود.
وی با اشاره به اینکه مواد نانو دارای قابلیت تشکیل قشری بسیار نازک و موثر هستند، تاکید می کند: نانوسیالات در کاهش مقاومت سایشی بین لوله و دیواره چاه موثر هستند و نانو سیالات هوشمند در کاهش مشکلات گشتاوری و مقاومت هوا در حفاری‌های افقی، عمیق چندگانه جانبی و لوله‌ای مارپیچی نقش پر رنگی دارند.
سلیمانی تصریح می کند: با استفاده از نانوافزودنی‌ها، خاصیت انتقال توان هیدرولیکی، تامین دانسیته لازم با نانوپودرهایی با وزن مخصوص مناسب، رفع مشکلات خورندگی، خاصیت روان‌کاری، هرزروی بهبود می یابد و در نهایت دستیابی به دانش فنی وحرکت به سمت بومی سازی افزایه هاو کاهش هزینه های مازاد درصنعتمحقق خواهد شد.
به گفته وی می توان با هدف بررسی چالش های پیش روی رشد و توسعه صنعت عظیم و گسترده حفاری در افق سند چشم انداز 20 ساله ی صنعت نفت کشور واستفاده از تکنولوژی های نوین برای بروز رسانی این صنعت با انجام تحقیقات مرتبط و یکسان سازی و تمرکز بخشی آنها، قدم اساسی را برداشت.
افزایش قابلیت تولید محصولات جدید با استفاده از فناوری نانو
این پژوهشگر تاکید می کند: بکارگیری این فناوری قابلیت تولید محصولات جدید بر اساس نیاز صنعت نفت را افزایش و علاوه بر رفع مشکلات، کشور را نسبت به واردات محصولات خارجی بی نیاز کند.
وی با بیان اینکه 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، می گوید: گل‌های پایه روغنی خاصیت روان‌کنندگی بیشتری دارند، با این حال، به دلیل مسایل زیست‌محیطی بیشتر تمایل به استفاده از گل‌های پایه آبی وجود دارد. بنابراین بایستی 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 افزایش یابد.
تدوین دانش فنی ساخت نانو ذرات با کارایی بالا در پژوهشگاه صنعت نفت
سلیمانی به 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 اشاره و توضیح می دهد: این پروژه درپژوهشگاه صنعت نفت با هدف شناسایی و ارزیابی مکانیزم های مختلف کاهش اصطکاک و سایش ناشی از فرآیندهای مختلف در عملیات حفاری ساخت و تولید نانوساختار، عامل دار نمودن و تعیین مشخصات محصول و پایدار سازی نانوساختار در سیال در حال انجام است.
وی ساخت و ارزیابی عملکرد کارآیی نانو ذرات در شرایط عملیاتی و میدانی، 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، بکار گیری و آزمودن تکنولوژی نانو در ترکیبات سیالات حفاری پایه آبی برای نخستین بار در کشور و حرکت به سمت تولید ملی را از دیگر اهداف این طرح معرفی کرد.
تدوین دانش فنی و ساخت سیالات نسل جدید پایه آبی و دوستدار محیط زیست
سلیمانی تدوین دانش فنی و ساخت نانو ذرات با کارایی بالا، مقایسه عملکرد نانو ذرات با نوع متعارف، تدوین دانش فنی و ساخت سیالات نسل جدید پایه آبی و دوستدار محیط زیست با کمترین آسیب وارده به سازند تولیدی، ساخت حداکثر 3 نوع نانو ذره را از دیگر اهداف این طرح معرفی کرد.
وی تصریح می کند: با اجرای کامل پروژه یاد شده، انواع گیر لوله ها کاهش، سرعت حفاری نیز به دلیل کاهش گشتاور و امکان اعمال بهینه پارامترهای حفاری بهبود می یابد.
 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 روش های مدون دانش فنی ساخت نانو ذره با هدف جلوگیری از هزینه های اضافی تحمیلی از اصطکاک و فرسایش قطعات حفاری و آماده شدن بسترها و زیر ساخت های لازم در ساخت سایر نانو افزایه های مورد در مصرف در سیالات حفاری  را از دیگر دستاوردهای این پروژه معرفی کرد.
وی یادآورمی شود: پژوهشکده فناوری های نوین نانو دانشگاه شیراز، مرکز تحقیقات نانو پژوهشگاه صنعت نفت در این پروژه مشارکت دارند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Page Reader Press Enter to Read Page Content Out Loud Press Enter to Pause or Restart Reading Page Content Out Loud Press Enter to Stop Reading Page Content Out Loud Screen Reader Support