عنوان

بهبود کیفیت سیال حفاری با استفاده از نانوذرات سیلیکا و پلیمر

IR

۳۷۹۵پ

فارسی

IR

بهبود کیفیت سیال حفاری با استفاده از نانوذرات سیلیکا و پلیمر

[پایان‌نامه]

Improving the quality of drilling mud using silica nanoparticles and polymer

/حمید قربانی

: مهندسی نفت

، ۱۳۹۸

۱۲۶ص.

:

زبان: فارسی

زبان چکیده: فارسی

چاپی - الکترونیکی

جدول، نمودار

کارشناسی ارشد

مهندسی نفت

۱۳۹۸/۰۶/۰۱

صنعتی سهند

موفقیت در عملیات حفاری به شدت وابسته به سیال حفاری است .سیالات حفاری باعث خنک کنندگی و روغنکاری مته حفاری ، انتقال دهنده کنده های حفاری ، از ایجاد صدمه به سازند جلوگیری می‌کند و همچنین باعث تشکیل کیک گل در سازند های نفوذ پذیر می‌شود .به همین دلیل ، طراحی سیال حفاری بسیار ضروری است .نانو موادها افزودنی های جدیدی برای سیالات حفاری هستند که می توانند خصوصیات سیال را بهبود ببخشند و مشکلات ناشی از افزایش خرابی و کاهش عمر تجهیزات و هزینه های چاه را کاهش دهند .هدف از این مطالعه و پژوهش انتخاب بهترین غلظت از نانو ذرات که خصوصیات و هیدرولیک سیالات حفاری را بهبود ببخشند .در این مطالعه نمونه ها در سیالات حفاری پایه آبی بدون و با استفاده از انواع غلظت های نانو سیلیکا در اندازه ۱۰ نانومتر و نانو اکسید آهن در اندازه ۱۶ نانومتر و پلیمرهای زانتان گام (XC) و پلی آنیونیک سلولز با ویسکوزیته پایینLV) - (PACآماده شده اند .مجموعه ای از کارهای آزمایشگاهی برای همه نمونه ها برای تست های رئولوژی و فیلتراسیون با استفاده از استاندارد API در شرایط فشار پایین دما پایین (LPLT) انجام گردید .در این مطالعه چهار سیستم سیال حفاری برای ارزیابی و تاثیر نانو مواد و پلیمر آماده شد .نتایج نشان دهنده بهبود در خصوصیات رئولوژی و فیلتراسیون برای سیالات پایه آبی در غلظت های مختلف از نانو ذرات بود .افزودن نانو ذرات سیلیکا در دامنه غلظتی بین ۰/۱ تا ۰/۵ درصد وزنی با و بدون استفاده از پلیمرها باعث افزایش خواص رئولوژی می‌شود و هم چنین باعث کاهش در میزان حجم فیلترات تا ۲۷ و ضخامت کیک گل تا ۱۸ می‌شود .افزودن نانو اکسید آهن در در دامنه غلظتی بین ۰/۱ تا ۱ درصد وزنی به سیال حفاری باعث افزایش خواص رئولوژی و افزایش خواص فیلتراسیون می‌شود .استفاده از پلیمرهای زانتان گام و پلی آنیونیک سلولز همراه با این نوع نانو مواد تا حدودی باعث افزایش خواص رئولوژی و کاهش در میزان حجم فیلترات تا ۳۲ و ضخامت کیک گل تا ۲۶ نسبت به حالت بدون استفاده از پلیمر همراه با نانو اکسید آهن می‌شود .علاوه بر این، نتایج منعکس کننده اثر منفی نانوذرات سیلیکا در غلظت ۱ درصد وزنی برای خصوصیات رئولوژی و فیلتراسیون و اکسید آهن در تمامی غلظت ها برای خصوصیات فیلتراسیون می‌باشد .نانو ذرات استفاده شده در این مطالعه می توانند نقش موثر در کاهش مشکلات حفاری بازی کنند .چاه های چند شاخه، چاه هایی با قطر کم و حتی چاه های عمیق افقی می توانند توسط سیالات حفاری پایه آبی با افزودن نانو ذرات مناسب استفاده شوند و نیاز به سیالات حفاری پایه نفتی که از لحاظ هزینه گران و برای محیط زیست نامناسب هستند حذف شوند .

The success of well-drilling operations is heavily dependent on the drilling fluid. Drilling fluids cool down and lubricate the drill bit, remove cuttings, prevent formation damage, suspend cuttings and also cake off the permeable formation. That is why, it is vital to design the drilling fluid. Nanomaterials are the new additives for drilling fluids that can improve its properties and eliminate problems due to increased downtime and reduced equipment life and well costs. The objective of this research is to select the optimum concentration of nanoparticles that enhance drilling fluid properties and hydraulic. In this study, the samples were prepared as water-based drilling fluids without and with using different concentrations of 10 nm nano silica and 16 nm iron oxide nanoparticles and xanthan gum and low viscosity polyanionic cellulose polymers. Series of laboratory experiments were carried out for all samples using standard API Low Pressure Loe Temperture (LPLT) filtration and rheological tests. In this study, four drilling fluid systems were prepared for evaluation and impact of nanomaterials and polymers. The results showed an improvement in the rheology and filtration properties for water-base fluids at different concentrations of nanoparticles. Addition of silica nanoparticles In the concentration range of 0.1 to 0.5 wt. with and without polymers increases the rheological properties and also reduces the filter volume by 27 and the thickness of the cake by 18 . Adding iron nano oxide In the concentration range of 0.1 to 1 wt. to the drilling fluid increases the rheological properties and increases the filtration properties. The use of polymers with this type of nanomaterials slightly increases the rheological properties and reduces the filter volume by up to 32 and the thickness of the cake by up to 26 compared to the non-polymer with iron nano oxide. In addition, the results reflect the negative effect of silica nanoparticles at a concentration of 1 wt for the rheological and filtration properties and iron oxide at all concentrations for the filtration properties. Nanoparticles used in this research can play a vital role in reducing drilling problems. Multilateral wells, slim holes and even deep horizontal wells can be drilled by using water-based drilling fluids with the addition proper nanoparticles and eliminating the need for oil-based drilling fluids that are expensive and environmentally unacceptable

ba

Improving the quality of drilling mud using silica nanoparticles and polymer

نانو ذرات

ویسکوزیته پلاستیکی

نقطه واروی

حجم فیلترات

ضخامت کیک گل

Nanoparticles, polymers, Plastic viscosity, Yield point, Filter volume, thickness of mud cake

نانو ذرات ، پلیمر ، ویسکوزیته پلاستیکی ، نقطه واروی ، حجم فیلترات ، ضخامت کیک گل

قربانی، حمید

طباطبائی‌نژاد، سید علیرضا، استاد راهنما

صحرایی، اقبال، استاد راهنما

ایران

20230612

نفت ،۲۰۰۵۹ ،۱۳۹۸

رمیلپ‍ و اکیلیس‍ ت‌ارذونان‍ زا ه‌دافتسا اب‍ ی‌رافح‍ ل‌ایس‍ ت‌یفیک‍ دوبهب‍.pdf

عادی

عادی

3795.pdf

p20059.pdf

0

ایمانی

متن

0

پ۳۷۹۵

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

92029

1

a

Y