بررسی تاثیرات pH و دانسیته بر رفتار رئولوژیک سیال حفاری پایه آبی حاوی بنتونیت و پلیمرهای طبیعی

بهبود خواص سیال حفاری یکی از پارامترهای مهم در موفقیت عملیات حفاری محسوب میشود. رئولوژی یکی از مهمترین خواص سیال حفاری است که به عوامل مختلفی از جمله دانسیته، دما، pH، خواص شیمیایی-فیزیکی اجزاء سیال و اثر متقابل آنها بستگی دارد. هدف اصلی این پژوهش ارائه یک سیال حفاری پایه آبی بنتونیتی پلیمری و ارزیابی روند تغییرات رئولوژیکی آن تحت تاثیر متغیرهای pH، دانسیته و عامل وزن افزا می باشد. بدین منظور از پلیمرهای طبیعی زیست تخریب پذیر CMC و XG در کنار بنتونیت و عوامل وزن افزا استفاده گردید. در مرحله اول این مطالعه برای تعیین ترکیبات و تشخیص هویت مواد مصرفی از آنالیزهای XRD، ICP-OES و TGA استفاده گردید. سپس بوسیله آزمون رئومتری رفتار رئولوژیکی نمونه های سیال مورد بررسی قرار گرفتند. داده های تجربی بدست آمده توسط مدل های Bingham plastic و Herschel-Bulkley برازش شده و قیاس گردیدند. نتایج بدست آمده نشان داد که مدل Herschel-Bulkley رفتار جریان سیالات را بخوبی در شرایط و دماهای مختلف بیان می کند. بر اساس بررسی رئولوژی سیال مورد نظر در دمای مشخص نیز تعیین شد که سیال در pH های 9 و 11 رئولوژی مناسبی از خود نشان می دهد. همچنین در این تحقیق تاثیر کلسیت و باریت (به عنوان عوامل وزن افزا) بر رئولوژی سیال ارزیابی شد و نتایج حاکی از آن بود که نمونه دارای کلسیت نسبت به باریت رئولوژی بهتری را شامل می شود. ارزیابی افزایش دانسیته سیال به عنوان یکی دیگر از پارامترهای مورد بررسی در این مطالعه، نشان داد که افزایش دانسیته تا 1/6 gr/cm 3 در pH=9 موجب بهبود خواص رئولوژیکی سیال حفاری می گردد.

کلیدواژه ها:

سیال حفاری ، رئولوژی ، pH ، دانسیته ، بنتونیت ، زانتان گام1 ، کربوکسی متیل سلولز2