Pizhūhish-i Naft (Apr 2024)
مطالعه آزمایشگاهی عملکرد نانوکامپوزیت ژل در انسداد سازندهای نفتی حین عملیات حفاری
Abstract
یکی از متداول‌ترین و پرهزینه‌ترین مشکلات در حین عملیات حفاری، هرزروی سیالات حفاری است که می‌تواند پیامدهای دیگری مانند ناپایداری چاه، عدم تمیز‌سازی چاه، گیر لوله‌ها، مسائل مربوط به کنترل چاه و آسیب سازند را به‌دنبال داشته باشد. ژل پلیمرها نقش مهمی در انسداد سازندهای بسیار نفوذپذیر و شکاف‌دار ایفا می‌کنند. ایجاد اتصال عرضی بین پلیمرها منجر به تشکیل ژل‌هایی با ویسکوزیته دلخواه و نیز کاهش مقدار پلیمر مصرفی شود. سنتز اتصال‌دهنده‌های عرضی بر‌روی سطح نانو ذرات، موجب تشکیل عامل شبکه‌ای کننده نانو می شود که می تواند شبکه پلیمری گسترده‌تری را تشکیل دهد. نانوکامپوزیت ژل از پلیمرهای شبکه شده توسط اتصال‌دهنده عرضی نانو تشکیل می‌شود. در این مطالعه تأثیر پارامترهایی مانند نوع اتصال‌دهنده عرضی، دما و یون‌های مخرب بر عملکرد ژل هیبریدی، خاصیت خود ترمیمی ژل در نرخ‌های برشی بالا، پایداری ژل با زمان و امکان آسیب سازند مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. با استفاده از تست‌های پایداری دینامیکی، میزان فشار قابل تحمل ژل‌ها به‌منظور کنترل هرزروی در سازندهای تراوا و شکاف‌دار اندازه‌گیری شد. همچنین مدل‌سازی تجربی با روش های سطح پاسخ انجام شد و مدل به دست آمده ویسکوزیته نانوکامپوزیت ژل را با دقت 86% در محدوده پارامترهای ورودی پیش‌بینی می‌کند. با توجه به نتایج آزمایشگاهی، حضور اتصال‌دهنده عرضی نانو در ژل باعث خاصیت خودترمیمی ژل در نرخ‌های برشی بالا می‌شود. نانوکامپوزیت ژل عملکرد بهتری نسبت به ژل هیبریدی در دماهای بالا و همچنین در حضور یون‌های مخرب دارد که این به‌دلیل راندمان بالای اتصال‌دهنده عرضی نانو در تشکیل شبکه ژل است. علاوه‌براین حضور عامل شبکه‌ای کننده نانو در ژل ماکزیمم فشار سیل‌بندی ژل‌ها در انسداد سازندهای تراوا و شکاف‌دار را افزایش می‌دهد و نانوکامپوزیت ژل تا فشار‌های بالاتری در برابر فشار سیال حفاری مقاومت می‌کند. با توجه به گسیختگی کامل نانوکامپوزیت ژل در هیدرکلریک اسید امکان آسیب به مخزن کاهش می‌یابد.
Keywords
