بررسی آزمایشگاهی ویسکوزیته فوم آبی پایدار شده با نانوذره و سورفکتانت به عنوان گل حفاری کم چگال در عملیات حفاری غیر تعادلی: تاثیر نوع سورفکتانت (آنیونی، کاتیونی و غیریونی)

امروزه حفاری زیرتعادلی توجه زیادی را به خود جلب کرده است، در میان سیالهای حفاری کم چگال موجود، فوم قابلیت حمل و معلق نگاه داشتن بهتر کنده های حفاری در حین توقف حفاری را دارد. از خواص فوم که در کنترل فشار ته چاهی و حمل خرده های حفاری نقش عمده ای دارد، پایداری و ویسکوزیته ظاهری فوم است. نانوذره خام به تنهایی قادر به تشکیل فوم نیست. بر اساس مطالعات مخلوط نانوذره و سورفکتانت فوم پایدار تری نسبت به محلول سورفکتانتی تشکیل میدهد. در این مقاله تاثیر نوع سورفکتانت را بر خواص استاتیک و دینامیک فوم در حضور نانوذره سیلیکا بررسی کردیم. سه نوع سورفکتانت آنیونی، غیر یونی و کاتیونی در این مقاله استفاده شد و آزمایشهای اندازه گیری کشش سطحی در غلظتهای مختلف از این سورفکتانت انجام شد. معیار جذب سورفکتانت روی نانوذره توسط اندازه گیری رسانایی تعریف شد. در صورت استفاده از سورفکتانت آنیونی و غیر یونی معیار جذب برابر صفر است و جذبی صورت نمی گیرد. در صورت استفاده از سورفکتانت کاتیونی، دامنه غلظت سورفکتانت به دو ناحیه ی جذب سطحی بالا (حدود 0/04 درصد وزنی از سورفکتانت) و جذب سطحی پایین (بقیه غلظتها) تقسیم می شود. فوم آبی با تزریق همزمان نیتروژن و محلول مولد فوم در میان فضای متخلخل ماسه سنگی و در فشار انتهای psi 4000 تشکیل شد و ویسکوزیته ظاهری فوم و نمودار افت فشار مورد بررسی قرار گرفت و همچنین مقایسهای بین فوم آبی پایدار شده با سورفکتانت و با مخلوط نانوذره و سورفکتانت انجام گرفت. تنها در مورد سورفکتانت کاتیونی و در حداکثر جذب سطحی در دامنه غلظت سورفکتانت، ویسکوزیته ظاهری به شدت افزایش یافت. به گونهای که در 0/1 درصد وزنی نانوذره و 0/04 درصد وزنی از این سورفکتانت ویسکوزیته ظاهری فوم نسبت به حالتی که محلول مولد فوم فقط سورفکتانت است سه برابر میشود و به 31/5 سانتی پویز میرسد.

کلیدواژه ها:

حفاری زیر تعادلی ، فوم آبی ، سورفکتانت ، نانوذره ، پایداری فوم ، ویسکوزیته ظاهری