طراحی دوغاب فوف سبک سیمان حفاری چاه های نفت و گاز با استفاده از نانو مواد

چکیده سیمانکاری چاه های نفت و گاز بخش مهمی از عملیات تکمیلی حفاری چاه محسوب می شود که به دلیل تجدید ناپذیری دارای حساسیت خاصی بوده و کیفیت آن در طول عمر چاه تأثیر گذار می باشد. وظیفه سیمان پشت لوله جداری، کمک به محافظت لوله جداری در برابر فشار سازند و محافظت از خوردگی لوله ها در اثر سیالات خورنده یا تماس با چینه ها می باشد. همچنین سیمان از مهاجرت سیالات از سازندی به سازند دیگر یا به سطح ممانعت کرده و از آلودگی هیدروکربورهای مخزن توسط سیالات سایر سازند ها جلوگیری می کند. به کارگیری سیمان برای تقویت طبقات ضعیف و نیز غلبه بر هرزروی و تزریق سیمان برای متروکه سازی یا تعلیق چاه از دیگر موارد استفاده از سیمانکاری می باشد. بدین منظور که در این فرمولاسیون جدید دو گروه از ریز ذرات یعنی نانو لوله های کربنی و نانو ذرات سیلیس کروی استفاده شده است. تبدیل فرمولاسیون معمول دوغاب به فرمولاسیونی با ترکیبات نانو ساختار، باعث کاهش وزن دوغاب سیمان و کاهش loading و همچنین بهبود خصوصیات رئولوژی و ساختاری دوغاب شده است. تبدیل مواد مورد استفاده در فرمولاسیون معمول به نانو، باعث افزایش مساحت سطح و کنترل تخلخل و سایز می شود که در خصوصیات رئولوژی و مکانیکی موثر و سبب سبکی سیمان می گردد. بعد از تهیه دوغاب سبک با استفاده از مواد جدید کلیه آزمایش های مربوط به خواص مکانیکی و رئولوژیکی آن بررسی گریدد. آزمایشاتی برای سبک سازی دوغاب و اندازه گیری مقاومت فشاری 24 و48 ساعته و زمان نیم بندش و آب آزاد و عصاره دوغاب سیمان انجام شد. به گونه ای که استفاده از نانو ذرات به ترتیب باعث بهبود و افزایش 40% و 47% در میزان استحکام تراکمی 24 و 48 ساعته سنگ سیمان شده اند. علاوه بر این نانو ساختار به عنوان یک ماده ضد هرزروی باعث کاهش 37% در هرزروی سیال گردید. از طرف دیگر میزان آب آزاد در کلیه فرمولاسیون های حاوی هر دو گروه ریز ساختارها به صفر رسید. کلیه این آزمایشات بر اساس استاندارد api انجام گردید. کلمات کلیدی:سیمان،نانو سیلیس کروی،نانو کربن تیوب،تخلخل،مهاجرت گاز