نویسندگان
1 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی نفت و زمین انرژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر ، تهران، ایران.
2 استادیار دانشکده مهندسی نفت و زمین انرژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
3 استادیار دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه سلطان قابوس، عمان.
4 پژوهشگر، دانشکده انرژی و علوم زمین، دانشگاه هریوت وات، بریتانیای کبیر، ایرلند شمالی
10.22034/ijme.2025.2045718.2027
چکیده
در حفاری چاهها، یکی از اهداف استفاده از سیال حفاری، تشکیل کیک گل ناتراوا و نازک است. بر اساس استانداردهای موجود، خواص کیک گل تحت شرایط استاتیکی مورد بررسی قرار میگیرد، اما تاثیر شرایط دینامیکی بر این خواص هنوز به طور کامل مورد توجه قرار نگرفته است. در این تحقیق، به منظور مقایسه شرایط دینامیکی و استاتیکی، آزمایشهایی با استفاده از حلقه جریان آزمایشگاهی انجام شد که فشار در آنها موثر نبوده و به بررسی ضخامت، حجم فیلترات خروجی در لحظات اولیه و ویژگیهای سطحی کیک گل تحت شرایط مختلف پرداخت. متغیرهایی همچون فرمولاسیون سیال، زاویه چاه، دمای سیال و سرعت چرخش رشته حفاری در این مطالعه بررسی شدند. نتایج نشان میدهند که چرخش رشته حفاری و دمای سیال تاثیر مثبتی بر افزایش ضخامت کیک گل دارند. تصاویر میکروسکوپ الکترونیکی SEM نشان میدهند که بافت پلیمری تشکیل شده در شرایط دینامیکی بسیار متفاوت از حالت استاتیکی است، هرچند تفاوتهای قابل توجهی در سیالات بنتونایتی مشاهده نمیشود. افزایش دما منجر به افزایش ضخامت کیک گل و کاهش گرانروی سیالها میشود. چرخش رشته حفاری در حالت دینامیکی باعث کاهش خلل و فرج سطح کیک گل و افزایش ضخامت آن میگردد، بهطوریکه سطح کیک گلهای دینامیکی بسیار منظمتر و ساختاریافتهتر از کیک گلهای استاتیکی است. استفاده از مواد پلیمری کنترلکننده خواص فیلتراسیون به جای بنتونایت، باعث کاهش ضخامت کیک گل میشود، در حالی که افزودن این مواد به گل بنتونایتی موجب افزایش ضخامت کیک گل در هر دو حالت استاتیکی و دینامیکی خواهد شد. همچنین، سیال بنتونایتی مخلوط با کربوکسی متیل سلولز کمترین حجم فیلترات خروجی و کمترین آسیب به سازند را نشان داد. تاثیر منفی نمکها بر عملکرد پلیمرهای کنترلکننده خواص فیلتراسیون و تخریب آنها در تهنشینی مواد وزنافزا و پلزننده به وضوح مشاهده شد.