بررسی آزمایشگاهی رفتار میانرویه آب و گاز در فوم پایدار شده توسط نانو ذره اصلاح شده

امروزه فوم کاربرد فراوانی در صنعت حفاری، سیمانکاری، شکاف دهی مخازن و جابجایی نفت در فرایند ازدیاد برداشت دارد. به ویژه در حفاری زیرتعادلی که امروزه بسیار محبوب شده است. در میان سیالهای حفاری کم چگال موجود، فوم قابلیت حمل بهتر خرده های حفاری و بهتر معلق نگاه داشتن آنها در حین توقف حفاری را دارد. از مهم ترین خواص فوم که در کنترل فشار ته چاهی و حمل خرده های حفاری نقش عمدهای دارد، پایداری فوم و فومزایی است. برای پایداری فوم از مخلوط نانوذره و سورفکتانت استفاده شد. نانوذره به تنهایی قادر به تشکیل فوم نیست. با جذب سورفکتانت کاتیونی بر روی نانوذره سیلیکا با بار منفی، نانوذره از آبدوستی کامل به سمت آبگریزی جزیی میرود و به عنوان یک ماده فعال سطحی فوم را تشکیل میدهد.نانوذره های فلزی به صورت خام آب دوست هستند به عبارت دیگر تمایل دارند بیشتر در آب محلول بمانند تا به سطح تماس دو سیال بروند و باعث تشکیل و پایداری فوم شوند. از این رو برای کاهش آب دوستی آن ها باید ترشوندگی سطح نانوذره را اصلاح کرد.فوم پایدار شده به وسیله محلول نانوذره و سورفکتانت با توجه به تحقیقات جدید به نظر می رسد عملکرد بهتری نسبت به فوم های در حفاری زیرتعادلی داشته باشد.از این رو در این مطالعه تاثیر محلول نانوذره و سورفکتانت را بر خواص سطحی نانوذره مورد بررسی قرار دادیم تا به درک بهتری از این نانوذره به عنوان فعال سطحی دست پیدا کنیم. آزمایش زاویه تماس و کشش سطحی روی مخلوط نانوذره و سورفکتانت در دامنه غلظت سورفکتانت، غلظت نانوذره و شوری انجام شد. این اندازهگیریها آشکار کرد زاویه تماس و کشش سطح در دامنه غلظت سورفکتانت به ترتیب یک حداکثر و یک حداقل را تجربه میکنند که هر دو آنها در 0/04 درصد وزنی از سورفکتانت هستند، این پدیده مربوط به حداکثر جذب سطحی سورفکتانت بر نانوذره میباشد. همچنین کشش سطحی با افزایش غلظت نانوذره و کاهش شوری، کاهش مییابد.

کلیدواژه ها:

حفاری زیرتعادلی ، فوم پایدار شده ، نانوذره ، سورفکتانت ، کشش بین سطحی