سنتز نانو‌ذرات سيليكا آمورف از مواد طبيعي و به‌كارگيري آن در سيال حفاري به منظور پايداري لايه‌هاي شيلي

ناپايداري سازندهاي شيلي به‌هنگام استفاده از گل‌هاي پايه آبي يكي از مشكلات بزرگ در هنگام حفاري چاه‌هاي هيدروكربوري مي‌باشد. در هنگام حفاري فرا تعادلي اختلاف فشاري كه بين سيال حفاري و سازند ايجاد مي‌شود باعث شده كه صافاب سيال حفاري به درون شيل نفوذ كرده و به‌دليل بزرگ بودن ذرات جامد موجود در سيال حفاري در مقايسه با گلوگاه‌هاي منفذي شيل كه در حدود 3 تا nm 100 مي‌باشد تشكيل كيك گل براي جلوگيري از نفوذ صافاب به داخل شيل ميسر نبوده، در نتيجه صافاب سيال حفاري به‌طور پيوسته وارد سازند شده و باعث افزايش فشار منفذي شيل و به دنبال آن كاهش پايداري و ريزش ديواره چاه مي‌شود. به منظور مسدود‌‌سازي منافذ نانومتري شيل و جلوگيري از نفوذ صافاب، اقدام به سنتز نانوذرات SiO2 آمورف با استفاده از روشي ساده و كارآمد از ماده‌اي دور ريز از صنعت كشاورزي به نام سبوس برنج گرديد و در سيال حفاري پايه آبي طي دو غلظت 3 و 5% وزني حجمي به‌كار گرفته شد. با گرفتن خواص رئولوژي گل پايه و گل پايه همراه با نانوذرات و مقايسه نتايج تست‌ها مشخص شد كه نانوذرات به‌كار گرفته شده باعث بهبود خواص رئولوژي سيال حفاري نظير افزايش پايداري حرارتي و كاهش ميزان صافاب مي‌شود. در ادامه با استفاده از دستگاه انتقال فشار منفذي (PPT) به بررسي اثر گل حاوي نانوذرات در مسدود سازي منافذ شيلي و كاهش فشار منفذي پرداخته شد. نتايج نشان داده كه استفاده از غلظت 3% نانوذرات سنتز شده باعث كاهش نرخ نفوذ سيال به درون شيل در حدود 5/6 % و با افزايش غلظت نانوذرات به 5% به ميزان 43/7 % از نفوذ سيال به درون شيل جلوگيري مي‌شود كه اين عامل مي‌تواند از تضعيف خواص مكانيكي لايه‌هاي شيلي و ريزش آنها در هنگام حفاري توسط گل‌هاي پايه آبي جلوگيري كند.