۰
plusresetminus
تاریخ انتشارسه شنبه ۳ اسفند ۱۳۹۵ - ۰۹:۲۵
کد مطلب : ۵۶۰۴۸

کاربرد فناوری نانو در حفاری و تولید نفت

سکوهای نفتی و ابزارهای حفاری را می توان از نانومواد ساخت و یا پوششی از این نانومواد برای آنها، به منظور ایجاد مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر پوشش، مقاومت در برابر شوک و همچنین ارتقا هدایت حرارتی، در نظر گرفت. این قابلیتها، توانایی شرکتها را تا حد زیادی برای کار کردن در شرایط نامساعد و سخت افزایش می دهد.
کاربرد فناوری نانو در حفاری و تولید نفت
به گزارش آژانس رویدادهای مهم نفت و انرژی " نفت ما " ، با توجه به کاهش منابع موجود و در دسترس صنعت "اکتشاف و تولید" نفت وگاز (E&P) به دلیل افزایش عمق عملیاتی، خطرات و مشکلات مربوط به زمین شناسی زیر سطحی با افزایش عمق، حرکت افقی برای رسیدن به حداکثر تولید، پیچیدگی عملیات حفاری و شکل پروفایل دهانه چاه یا تعداد شعبه های خروجی از دهانه اصلی برای رسیدن به حداکثر تماس با مخزن، با چالشهایی روبرو شده است. این مسائل باعث افزایش هزینه ها و محدود شدن فناوریهای تولید و حفاری قابل استفاده و مفید می شوند. این صنعت همچنین با مشکلات و چالشهای مربوط به مواد در نتیجه تغییرات قابل توجه شرایط فیزیکی، شیمیایی و حرارتی مجاری افقی عمیق تر و محدودیتهای قانونی زیست محیطی روبرو است. امروزه صنایع نفت و گاز به دنبال پلیمرها، مواد شیمیایی یا محصولات طبیعی با قدرت مکانیکی بالا، کوچک از نظر فیزیکی، پایدار از لحاظ شیمیایی و حرارتی، از نظر بیولوژیکی قابل تجزیه Biologically degradable ،سازگار با محیط زیست برای ساختن سیالات هوشمندی که در حفاری و تولید کاربرد دارند، هستند. طبق یک پیش بینی حدود 40 تا 50 درصد از برداشت هیدروکربن در آینده از میادین و مخازن دریایی Offshore خواهد بود. سختیها و مشکلاتی در حفاری و اکتشاف مخازن زیر دریا وجود دارد که این مشکلات در مخازن خشکی یا مخازن زیر آبهای کم عمق وجود ندارند. به دلیل تغییر در شرایط عملیاتی مانند عمق عملیاتی یا یک تغییر در جهت حفاری از عمودی به افقی، سیالات مرسوم و معمول حفاری و محرکها، عملکرد ضعیفی از خود نشان می دهند. در نتیجه تأثیر غلظت و اندازه مواد، عملکرد ذرات در مقیاس ماکرو و میکرو، سیالات حفاری، تکمیل و بهره افزایی محدود بوده و تنها تا حدودی در حل مشکلات مربوط به حفاری و تولید اثر بخش هستند. چالش دیگری که وجود دارد سیمان کاری چاههای نفت عمیق است که نیازمند مواد غیرمعمول برای فراهم کردن شرح و جزئیات مربوط به مخزن است. در ضمن صنعت حفاری نیازمند موادی ارتقا یافته، سبک، با ساختاری محکم برای بسیاری از کاربردها نظیر کاهش وزن سکوهای دریایی، مخازنی که حمل و نقل آنها از نظر اقتصادی و عملیاتی راحت باشد و همچنین بهبود عملیات حفاری، می باشد. مشکل حل نشده دیگری که در مقابل تولید نفت وجود دارد تشکیل رسوبات و رسوب ناخواسته ترکیبات آلی سنگین موجود در نفت، است. این گونه چالشها، فرصتهای مهمی را برای راه حلهایی که به کمک نانومواد فراهم می شوند در بازار به وجود می آورند؛ چرا که این نانومواد قابلیتهایی از قبیل توانایی مقابله با عوامل خورنده، تحمل دما و فشارهای بالا، توان تحمل بارهای شوک مقاوم در برابر فرسایش و دیگر شرایط سخت محیطی را دارا هستند. سکوهای نفتی و همچنین ابزارهای حفاری را می توان از نانومواد ساخت و یا پوششی از این نانومواد برای آنها، به منظور ایجاد مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر پوشش Wear Resistance، مقاومت در برابر شوک و همچنین ارتقا هدایت حرارتی، در نظر گرفت. این قابلیتها، توانایی شرکتها را تا حد زیادی برای کار کردن در شرایط نامساعد و سخت افزایش می دهد. نانوذرات بخصوص نانو سیلیکا به طور گسترده ای برای ارتقا استحکام خمشی و تراکمی سیمانهای پورتلند و بلایت Belite مورد استفاده قرار گرفته اند. علاوه بر این قابلیت مونیتورینگ نیز برای مالت سیمانی که در آن از نانو استفاده شده، نیز گزارش شده است. به خاطر خصوصیات خاص و پتانسیل برهمکنش نانومواد در مقایسه با توده مواد سازنده آنها، به نظر می رسد که نانومواد بهترین مواد برای استفاده در طراحی سیالهای هوشمند در حوزه های نفت و گاز هستند. علاوه بر این به دلیل آزادی عملی که در ساخت نانوذرات با رفتارها و عملکرد دلخواه و همچنین طبیعت یونی آنها، شکل فیزیکی و اندازه های آنها، چگالی بار و حجم واحد این ذرات وجود دارد، این فناوری راه را برای توسعه نسل جدیدی از سیالات به نام سیالات هوشمند که می توانند در حفاری، تولید و کاربردهای وابسته به بهره افزایی مخزن کاملا مثمرثمر باشند، باز می کند. استفاده از چنین سیالاتی علاوه بر ارتقا عملیات حفاری مزایای از قبیل تغییر ترشوندگی، کاهش نیروی کششی دراگ، و اتصال دهنده ها برای پیوستگی شن را نیز به همراه دارد. در یک آزمایشگاه تخصصی نفت، سیالی پیشرفته که با نانوذرات و پودرهای بسیار ریز مخلوط شده بود، ساخته شد. آزمایشها نشان داده است که این سیال به شدت سرعت حفاری را افزایش می دهد. چنین سیالی همچنین از وارد شدن صدمه به سنگ مخزن در چاه نیز جلوگیری کرده و موجبات برداشت نفت بیشتر را فراهم می کنند. نانوذرات نیکل و میکرو ذرات جاذب نیز برای جذب آسفالتن ها از محلول نفت سنگین مدل نیز به کار گرفته شده اند. ظرفیت جذب آسفالتن روی نانوذرات نیکل همانطور که نتایج نشان می دهند، مزایای انکار ناپذیری در مقایسه با میکرو ذرات دارند. سید رامین موسوی/ کارشناس ارشد مهندسی شیمی
ارسال نظر
نام شما
آدرس ايميل شما
کد امنيتی


اکسیداسیون کاتالیزوری، روشی در حال تکامل جهت گوگرد زدایی
ساسان طالب نژاد/دکتری مهندسی شیمی و کارشناس توسعه کسب و کار در حوزه پتروشیمی و‌پالایش
پتروشیمی صنعت بی سردار!
عبدالرسول دشتی