ارزيابي اثر نانو ذرات اكسيد فلزي در تركيب با پلي اكريل آميد بر بهبود خواص فيلتراسيون و رئولوژي سيالات حفاري

تنظيم خواص سيال حفاري با استفاده از افزايه‌هاي مناسب براي افزايش راندمان عمليات حفاري اهميت زيادي دارد. در اين مطالعه، اثر نانوذرات اكسيد سيليسيم و اكسيد آهن در تركيب با پلي اكريل آميد بر خصوصيات رئولوژيكي و فيلتراسيون سيال حفاري پايه آبي مورد بررسي قرار گرفت. مشخصه‌يابي مواد با استفاده از آناليز پراش اشعه ايكس (XRD)، تصويربرداري ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و طيف‌سنجي مادون ‌قرمز (FTIR) انجام شد. خواص رئولوژي شامل تغييرات تنش برشي، گرانروي پلاستيك و مقاومت ژله‌اي براي نمونه‌هاي سيال حفاري با غلظت‌هاي مختلف از افزايه پليمري و نانوذرات اندازه‌گيري شد. همچنين اثر افزايه‌هاي مختلف بر ميزان فيلترات سيال حفاري و كيفيت كيك گل ارزيابي و مقايسه شد. نتايج نشان داد كه افزودن نانوذرات اكسيد سيليسيم تا 1٪ وزني موجب 15٪ افزايش در گرانروي سيال حفاري مي‌شود، اما افزودن نانوذرات اكسيد آهن تاثير قابل توجهي بر خواص رئولوژي سيال حفاري ندارد. تغييرات تنش برشي بر حسب نرخ برش نشان داد كه بهترين مدل رئولوژي براي نمونه‌هاي سيال حفاري حاوي نانوذرات مدل هرشل باكلي است. نتايج به دست آمده نشان ‌داد كه به دليل برهمكنش صفحات رس با نانوذرات سيليكا، خواص ژله‌اي و تنش تسليم سيال حفاري در غلظت‌هاي پايين نانوذرات كاهش مي‌يابد. نتايج تست فيلتراسيون نشان داد كه افزودن نانوذرات و پليمر به سيال حفاري، موجب كاهش بيشتر نرخ فيلتراسيون در غلظت‌هاي كمتر پليمر مي‌شود. اين اثر به علت انسداد حفرات كيك گل به وسيله نانوذرات در حضور پليمر است، به طوري كه با افزودن همزمان نانوذرات و پليمر، ميزان فيلتراسيون سيال حفاري از cc 128 به cc 14 كاهش يافت.