بهبود کیفیت بنتونیت‎های نامرغوب با مواد شیمیایی مناسب برای کاهش مصرف پلیمرها در سیالات حفاری پایه‏آبی

حبیبه شیخ رستم آبادی، پژوهشکده مهندسی نفت، پردیس بالادستی، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران علیرضا نصیری، پژوهشکده مهندسی نفت، پردیس بالادستی، پژوهشگاه صنعت نفت سید جمال شیخ ذکریایی، دانشکده مهندسی نفت، واحد علوم وتحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران محمود معماریانی، ژوهشکده علوم زمین، پردیس بالادستی، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران

چکیده

در حفر چاه‏های نفت و گاز، سیال حفاری نقشی بسیار مهم دارد. یکی از مواد مصرفی در سیالات حفاری، ماده معدنی بنتونیت به همراه آب است که برای کنترل تراویده سیال استفاده می شود. تولید بنتونیت با کیفیت مورد نیاز صنعت حفاری در معادن کشور رو به کاهش گذاشته است. از این رو به ارایه روشی جدید برای افزایش کیفیت این ماده در سیالات حفاری نیاز است. معمولا برای جبران عملکرد ضعیف بنتونیت های نامرغوب، استفاده از پلیمرها به ‏صورت افزودنی در سیال حفاری، توجه پژوهشگران را بیش‏تر جلب کرده است. اما این مواد عیوبی نیز دارند که از آن جمله می توان به آسیب سازند و بالا بودن هزینه تولید اشاره کرد. بنابراین پژوهش هایی متفاوت در زمینه استفاده از روش های دیگر در حال انجام هستند. در این پژوهش ارتقای کیفیت بنتونیت های نامرغوب از راه بهبود قدرت جذب آب و افزایش خصوصیات رئولوژیکی آنها، مدنظر بوده است. بدین منظور ابتدا 12 نوع بنتونیت حفاری با کیفیت مختلف تهیه و خصوصیات آنها بررسی شد. نمونه 6-b به‏عنوان بنتونیت با کیفیت نسبتا خوب و نمونه 9-b به‏عنوان بنتونیت با کیفیت بسیار ضعیف انتخاب و سپس مواد شیمیایی با پایه کربناتی و منیزیمی به آنها اضافه و خصوصیات آنها اندازه‏گیری شد. نتایج نشان داد که با افزایش هر دو ماده شیمیایی می توان بنتونیت هایی با کیفیت قابل ‏قبول مطابق با استاندارد api rp 13a به دست آورد. به صورتی که سیالات بهسازی شده‏ توانستند به‏طور میانگین خصوصیات رئولوژیکی را 5/6 برابر بهبود ببخشد و همچنین تراویده سیال در بنتونیت بسیار ضعیف را حدود 5/2 برابر کاهش دهند. همچنین نتایج نشان داد که خواص رئولوژیکی این بنتونیت ها 5/2 تا 4 برابر پلیمر کربوکسی متیل سلولز و نشاسته حفاری در سیال بنتونیتی است. بنابراین افزودنی های شیمیایی ذکرشده می توانند برای کنترل خواص رئولوژیکی جایگزین سیالات پلیمری شوند