ارزیابی کارایی افزایه‌های پلیمری، نانوذرات پلیمری و مواد فعال سطحی در بهبود رئولوژی و کنترل هرزروی سیالات حفاری: مطالعۀ مروری

Abstract

موفقیت حفاری مخازن هیدروکربنی به‌طور جدایی‌ناپذیری به کارایی سیال حفاری وابسته است. پلیمرها و نانوذرات پلیمری به‌عنوان افزودنی‌های کارامد، ظرفیت بسیاری برای بهبود خواص سیالات حفاری دارند. با این حال، نقش مواد پلیمری در این زمینه در مراحل ابتدایی است و در سال‌های اخیر پیشرفت‌های چشم‌گیری داشته است. مطالعۀ حاضر، به مرور جامع و بررسی سیالات حفاری بهبودیافته و اصلاح‌شده به‌وسیلۀ پلیمرها و نانوذرات پلیمری مختلف می‌پردازد. هم‌چنین اثرات پلیمرهای جدید، سامانه‌های پلیمری مبتنی ­بر آب دریا و سازگار با محیط زیست، سامانه‌های پلیمری کاتیونی و آنیونی، نقش مواد فعال سطحی و نانوذرات پلیمری را در بهبود خواص سیالات حفاری تشریح و برتری‌های فنی و اقتصادی آن‌ها تحلیل کرده است. این پژوهش ضمن بررسی پیشرفت‌های اخیر در سنتز و کاربردهای پلیمرها و نانوذرات پلیمری در سامانۀ سیالات حفاری، نقش پلیمرها در اصلاح و ارتقای خواص رئولوژی و کنترل هرزروی، ضخامت کیک گل، خواص فیلتراسیون و پایداری حرارتی را به بحث گذاشته است. مرور مقالات نشان می‌دهد که سامانه‌های پلیمری سازگار با محیط زیست تا 30 درصد، هزینه‌ها را کاهش می‌دهند و موجب کاهش حمل و دفع پسماند می‌شوند. استفاده از سامانه‌های پلیمری کاتیونی و آنیونی بار سنگ را خنثی می‌کند و برهمکنش الکترواستاتیک آن با آب را کاهش می‌دهد که مانع از نفوذ آب به‌درون رس می‌شود و می‌تواند مانند پلیمر PHPA (Partially Hydrolyzed Polyacrylamid)مشکلات حفاری لایه‌های رسی را کاهش دهد. پلیمر تراویدۀ ترمینالیا مانتالی به‌عنوان یک زیست ­پلیمر و پلیمر (Carboxymethyl cellulose) CMC افزایه‌های مطلوبی برای افزایش گران‌روی هستند. هم‌چنین قابلیت تحمل فشار و آب‌بندی بسیار بالای سیالات حفاری مبتنی­بر نانوذرات پلیمری موجب جلوگیری از انتقال فشار و به حد اقل رساندن تعامل سیالات بین مته و سازند می‌شود و پایداری چاه را بهبود می‌بخشد.

Keywords

• بهبود سیالات حفاری
• پلیمر
• نانوذرات پلیمری
• مواد فعال سطحی
• رئولوژی
• کنترل هرزروی