بهبود انتقال حرارت گل حفاری با استفاده از نانو لوله های کربنی

امروزه طراحی و فرمولاسیون گل حفاری برای حفاری در چاه های نفت و گاز و چاه های ژئوترمال یکی از چالش های پیش روی در طراحی عملیات حفاری است.

خنک سازی سیال حفاری و آماده سازی گل پایدار با ضریب انتقال حرارت بالا از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است.

نانو سیالات حفاری، نانو لوله های کربنی پخش شده در سیال با درصد حجمی پایین، ممکن است منجر به بالا رفتن ضریب انتقال حرارت سیال در مقایسه با سیال پایه گردد. از همین روی برای طراحی گل های حفاری در شرایط دما و فشار بالا، گزینه بسیار مناسبی هستند.

در این پروژه، اثر پارامترهای مختلف همچون: درصد حجمی نانو لوله کربنی، آسیاب کردن، استفاده از نانو لوله های کربنی عامل دار شده و اثر دما و کیفیت دیسپرژن نانو لوله ها در سیال (با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی) بر روی خواص حرارتی و رئولوژیکی گل های حفاری پایه آبی و نفتی به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار می گیرد.

نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که بیشترین میزان بهبود ضریب انتقال حرارت در گل حفاری پایه آبی مربوط به نانو لوله های کربنی عامل دار شده است که این مقدار در درصد حجمی 1% و دمای محیط آزمایش معادل 23.2% است که با افزایش دما به c?50 به 31.8% می رسد.

در گل پایه نفتی نیز بیشترین درصد افزایش ضریب انتقال حرارت در درصد حجمی 1% و دمای محیط در صورت استفاده از نانو لوله کربنی عامل دار معادل 43.05% است که در دمای c?60 به 52.9% می رسد.

علاوه بر این مقایسه خواص رئولوژیکی گل حفاری ساده با نانو سیال حفاری در هر دو محیط آبی و نفتی بینگر بهبود شرایط و افزایش کیفیت و عملکرد گل حفاری در حین عملیات حفاری می باشد.

اساتید راهنما: دکتر عباسعلی خدادادی، دکتر بابک فاضل عبدل آبادی

سال انتشار: شهریور 1391