رضا آذین

تحولات اخیر در نانوسیالات مشخص کرده که افزودن نانوذرات به سیالات حفاری-پایه آبی می تواند تعدادی زیادی از مشکلات حفاری از جمله ناپایداری چاه، هرزروی، گشتاور و کشش، گیر رشته حفاری، تورم شیل و کاهش سرعت حفاری را حل کند. در این مطالعه نانوذرات گیلسونایت آب دوست از واکنش گیلسونایت طبیعی با مخلوطی از اسید سولفوریک و اسید نیتریک و به دنبال آن فرآیند آسیاب کاری سیاره ای تولید می شود. گیلسونایت آب دوست با استفاده از طیف سنج تبدیل فوریه مادون قرمز، پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی، آنالیزهای عنصری، گرما وزن سنجی و طیف سنج جرمی تعیین مشخصه می شود. تمام نتایج مشخصه سازی نشان دادند که خواص گیلسونایت آب دوست به دلیل اصلاح سطح متفاوت از خواص گیلسونایت طبیعی است. همچنین نانوذرات گیلسونایت آب دوست توسط آنالیز اندازه ذرات، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی، طیف سنج تبدیل فوریه مادون قرمز، آنالیز گرما وز ن-سنجی و مشتق توزین حرارتی مشخصه سازی می شود. نانوذرات گیلسونایت آب دوست با قطر متوسط 300 نانومتر بدون ماده دیسپرس کننده در آب پراکنده می شود. اثرات نانوذرات گیلسونایت آب دوست بر روی خواص رئولوزیکی و همچنین افت صافآب گل حفاری پایه- آبی قبل و بعد از فرآیند هات رول بررسی شده است. نتایج نشان داد که افزودن همزمان 10 گرم گیلسونایت آب دوست به گل پایه و کاهش غلظت نشاسته به نصف مقدار اولیه منجر به بهترین ترکیب برای کارآمدی گل حفاری پایه- آبی است. علاوه بر این، افزودن نانوذرات گیلسونایت آب دوست به گل حفاری پایه- آبی در فرآیند تمیز گردن چاه، خواص رئولوژیکی، میزان افت صافآب و روانکاروی بررسی می شود. همچنین اثر نانوذرات گیلسونایت آب دوست بر گیر تفاضلی سیال پایه و بازیابی شیل ارزیابی شده است. نتایج نشان داد که رفتار رئولوژیکی گل پایه (b2) بعد از افزودن نانوذرات گیلسونایت آب دوست قبل از هات رول بهبود یافته و بعد از هات رول در دمای oC 149 و 4 ساعت نیز خصوصیات رفتاری نمونه n3، به طور قابل توجه ای نسبت به گل پایه (b2) حفظ شده است. همچنین بعد از فرآیند هات رول ویسکوزیته پلاستیک (PV) بهبود یافته و نقطه واروی (YP) به طور قابل ملاحظه ای حفظ و نسبت (YP/PV) نیز افزایش یافته است. از طرفی، افت صافآب در شرایط استاندارد به میزان 36%، افت صافآب و ضخامت کیک گل در شرابط دما بالا- فشار بالا ب