مطالعه آزمایشگاهی تاثیر مواد افزودنی (پلیمر-نمکها) روی خواص فیزیکی و رئولوژی گل حفاری در سیکل گردش گل
چکیده
در این مطالعه تاثیر دو نوع پلیمر xc و cmc h.v (cmc با گرانروی بالا) که در صنعت نفت ایران بیشترین استفاده را دارند، بر رفتار رئولوژی و فیزیکی گل پایه آبی - رسی (متشکل از آب و بنتونایت ) و تاثیر دو نمک nacl و cacl2 بر رفتار و خواص گل پایه آبی-رسی و گل های پلیمری حاصل از پلیمرهای مذکور مورد مطالعه قرار می گیرد. همچنین تاثیر دما بر روی سه نوع گل (بنتونایتی و دو گل پلیمری) و میزان تطابق رفتار رئولوژیکی گلهای مختلف با مدلهای موجود، مورد استفاده در عملیات حفاری در ایران می باشد. در ضمن برای ایجاد شرایط عملیات واقعی، یک دستگاه گردش گل طراحی و ساخته گردیده است . نتایج بدست آمده از این مطالعه نشان می دهند که اطلاعات بدست آمده از گلهای مختلف در سیکل گردش گل و تهیه آنها توسط روش استاندارد api (همزمان الکتریکی hamilton beatch( دارای اختلافاتی می باشند و این اختلافات به افزوده شدن پلیمر xc قابل ملاحظه تر است . دلیل آن مکانیزمهای مختلف دو دستگاه می باشد که در سیکل گردش گل، گل در حالت دینامیک بوده و در معرض نیروهای برشی قرار می گیرد (خصوصا در نازلها) در حالیکه در همزن، گل در حالت ایستاتیک بوده و نیروهای برشی موجود در سیکل بر آن اعمال نمی شود. افزودن پلیمرها به گل پایه بنتونایتی باعث بهبود خواص رئولوژی و تیکسوترپیک گل شده و هرزروی سیال کاهش می یابد. در غلظتهای مساوی از دو پلیمر، cmc گرانروی پلاستیکی و ظاهری و ژل نهایی را نسبت به xc بیشتر افزایش می دهد و xc نقطعه واروی را بیشتر افزایش می دهد. افزودن پلیمر تاثیری بر دانستیه و ph گل ندارد. افزودن نمک در غلظتهای پایین (محدوده غلظت یون در آب شهر اهواز) باعث بهبود خواص رئولوژی و تیکسوترپیک در هر دو حالت hydrated و prehydrated می گردد و بر خواص فیزیکی بخصوص فیلتراسیون تقریبا بی اثر است . اما با افزایش غلظت نمکها بخصوص در حالت hydrated کارایی بنتونایت و گلهای پلیمری کم شده و از بین می رود و هرزی سیال به شدت افزایش می یابد. بعلاوه بر افزودن نمکها در غلظتهای متوسط به بالا باعث کاهش جزیی ph و افزایش نسبی دانسیته گل می گردد. افزایش دمای گل در حال گردش در سیکل، باعث گرانروی پلاستیکی در هر سه گل می گردد و نقطه واروی و گرانروی ظاهری و خواص تیکسوتروپیک را در گلهای بنتونایتی و پلیمری xc افزایش می دهد. در حالیکه موجب کاهش این خواص در گل پلیمری cmc می گردد. نتایج حاصل از مدلسازی نیز نشان می دهند که مدل herschel رفتار رئولوژیکی تمامی نمونه گلهای مورد بررسی در این مطالعه را بخوبی پوشش می دهد و با وجودی که در عمل، مدل بینگهام برای گلهای حفاری مورد استفاده قرار می گیرد، این مدل رفتار رئولوژی اکثر گلها را خوب توجیه نمی کند.