خلاصه :
نانو فناوری جنبه‌های فراوانی دارد، در کل هر نوع فرآیندی که بر روی اتم‌ها، مولکول‌ها، نیمه‌هادی‌ها، جامدات و مایعات در مقیاس زیر صد نانومتر صورت بگیرد، نانو فناوری نام دارد. با اینکه ابعاد مقیاس نانو به مراتب کوچک‌تر از میلیمتر و میکرو است، ولی به دلیل نزدیک بودن ابعاد نانو به ابعاد طبیعت کارکردن در این مقیاس نیز راحت‌تر است. نانو تکنولوژی هم اکنون در حال متحول کردن زندگی بشر است و در صنایع تحول زیادی ایجاد نموده و پیش بینی می شود این روال با سرعت بیشتری طی سالهای آتی ادامه یابد . از جمله حوزه هایی که نانو تکنولوژی در آن وارد شده است ، صنایع بالادستی نفت است که مطابق تعریف از اکتشاف تا قبل از پالایشگاه را شامل می شود. در این مقاله استفاده از نانوذرات و نانوافزودنی¬ها در سیمان کاری چاههای نفت مورد بررسی قرار می¬گیرد.
| مقدمه در حین حفاری چاهها ، به منظور پایدارسازی دیواره چاه و جلوگیری از ریزش دیواره ، در فواصل معین ،لوله هایی(لوله های جداری) درون چاه رانده میشوند و پشت آنها سیمان می شو د ولوله های جداری توسط سیمان به جدارة چاه می چسبند و محکم می شوند. این فرآیند به این صورت انجام می شود که ابتدا لوله های جداری به یکدیگر وصل میشوند و تا انتهای چاه رانده می شوند. سپس سیمان از ته چاه به پشت لوله های جداری (فضای بین لوله های جداری و دهانه چاه) پمپ می شود و تا سطح زمین بالا می آید. نهایتاً زمان لازم برای خشک شدن سیمان در نظر گرفته می شود تا لوله های جداری به دیواره چاه متصل شوند. از لحظة تزریق سیمان تا خشک شدن کامل آن، لوله های جداری توسط کابل به دکل متصلند. سیمان‌های مورد استفاده می‌بایستی خواص بندش ،پمپ شوندگی، ویسکوزیته و سختی نهایی قابل کنترلی داشته باشند.شکلهای زیر مراحل سیمان کاری را نمایش میدهند. |
|
|
|
شکل 1. شماتیک فرایند سیمان کاری. |
| کاربرد نانو مواد در سیمان کاری 1-کاربرد نانوذرات در سیمان کاری فرایندهای بالادستی نفت سیمان مورد استفاده در این فرآیند باید خصوصیات ویسکوزیته، استحکام و زمان گیرش مناسبی داشته باشد و با استفاده از نانوافزودنی‌ها می‌توان این خصوصیات را برآورده ساخت. نانوذرات با اضافه شدن به این سیمان به خاطر خواص میان خواص کوانتومی و خواص توده مواد، باعث به وجود آمدن خواص مناسب گردند. یکی از خصوصیات بارز این ذرات پس ازاضافه شدن هموژنیته یکسان تمام مخلوط می باشد که باعث هموژن شدن خواص سیمان میشود. شرکت Nano Product Corp. از نانوذرات سیلیکات کلسیم در سیمان استفاده نموده است و سیمان حاصل قابلیت کاربری در دماهای بالا را دارد ؛ لذا می‌تواند گزینه مناسبی برای چاههای عمیق نفتی و چاههای ژئوترمال، باشد.[1] 2-کاربرد نانوافزودنی ها در سیمان کاری محصول نانوافزودنی combiner w که از سیلیکای آمورف در ساختن آن استفاده شده است ، بواسطة دانه ریز بودن ذرات تشکیل‌دهنده‌اش، خواص ویژه‌ای از لحاظ پایداری، کیفیت و قابلیت استفاده شدن، به سیمان چاهها می‌دهد. [2] همچنین دوغاب سیمان حاصل، کاملاً پایدار میشود و آب اضافی حذف میشود. با توجه به داشتن وزن مخصوص مناسب ، combiner w در دوغاب‌های سبک، بسیار عالی عمل می‌کند. در حفاری آب‌های عمیق و بسیار عمیق که دمای سطح زمین پائین است، combiner w خواص مطلوبی من جمله تراکم‌پذیری اولیه و زمانبندش مناسب به سیمان می‌دهد.با توجه به اینکه زمانبندش سیمان حاصل کاهش می‌یابد، Weight on Cement کمتر شده و حفاری با سرعت بیشتری ادامه پیدا می‌کند. [2] |
