مطالعه آزمایشگاهی تاثیر نانوذرات اکسید فلزی بر ظرفیت گرمایی ویژه سیال حفاری

با توجه به اهمیت خنک کاری مته در عملیات حفاری به خصوص در اعماق زیاد، در این مقاله استفاده از نانو ذراتاکسید فلزی به عنوان افزونه ای جهت افزایش ظرفیت گرمایی گل حفاری مورد آزمایش و ارزیابی قرار گرفته است. بااستفاده از خصوصیات ویژه نانو ذرات، سعی در افزایش ظرفیت گرمایی سیال حفاری پایه آبی به منظور جذب حرارتی بیشتراز تجهیزات درون چاه، خصوصا مته انجام شده است. ظرفیت گرمایی گل حفاری، در حالت پایه و نانو سیال حفاری، حاوینانو ذرات آلومینا (آلفا)، اکسید تیتانیوم و سیلیکا در چهار درصد وزنی 0/01، 0/05، 0/1 و 0/5 مورد بررسی قرار گرفت. جهت شناسایی و تعیین خلوص نانو ذرات تست های میکروسکوپ الکترونی عبوری و طیف سنج پراش اشعه ی ایکس انجامگرفت. جهت اندازه گیری و مقایسه ظرفیت گرمایی ویژه گل پایه و نانو سیال حفاری، دستگاه اندازه گیری ظرفیت گرماییدر دمای محیط طراحی و ساخته شد. نتایج آزمایشات نشان داد که استفاده از آلومینا در 0/01 و 0/1 و 0/5 درصد وزنی به ترتیب 23/16%، 32/26% و 35/82% و همچنین سیلیکا در 0/05 درصد وزنی برابر 35/20% و اکسید تیتانیوم در 0/5 درصد وزنی برابر 43/35% سبب بهبود و افزایش ظرفیت گرمایی ویژه نانو سیال حفاری نسبت به حالت پایه شده است. با توجه به عملیاتی بودن گل حفاری مورد آزمایش و صرفه اقتصادی نانو ذرات، می توان با استفاده از نانوذرات با درصد های وزنی فوق با افزایش ظرفیت گرمایی گل، هزینه های مربوط به تعویض مته فرسوده ناشی از حرارت و دمای بالای چاه را کاهش داد.

کلیدواژه ها:

ظرفیت گرمایی ، مته ، خنک کاری ، نانو سیال حفاری ، نانوذرات اکسید فلزی