مقدمه
براي دست يابي به سيال مخزن مي بايست چاههايي را از سطح زمين تا محل تجمع نفت و گاز (مخزن) حفر نمود. يكي از ديسيپلينهاي مربوط به حفاري گل حفاري و سيتم گردش گل است. گل حفاري سيالي است که از دورن لوله‌هاي رشته حفاري به پايين پمپ ميشود، از سوراخ‌هاي مته بيرون مي‌آيد و سپس از فضاي حلقوي بين ديواره چاه و لوله‌هاي حفاري، کنده هاي حاصل از حفاري را به سطح حمل مي‌کند. همچنين گل حفاري، کار خنک کردن مته و کنترل سيالات موجود در لايه‌ها را نيز بر عهده دارد.گل حفاري بايد خواص ريولوژيك و چگالي و ويسکوزيته مناسبي جهت حمل کنده‌هاي حفاري شده به بالا را داشته باشد و از قابليت انتقال توان هيدروليکي پمپ‌ها برخوردار باشد. شكل زير، سيستم گردش گل حفاري را نشان ميدهد.
شكل 1. شماتيكي از سيستم گردش گل حفاري.
خواصي همچون چگالي مناسب با استفاده از نانوافزودني‌ها قابل حصول است. ويسکوزيته مناسب نيز با اضافه کردن نانوافزودني‌هايي که خاصيت روغنکاري دارند (Nano lubricants) بدست مي‌آيند. حصول خاصيتي همچون قابليت انتقال توان هيدروليکي و تراکم‌پذيري (Compressibility) از مهم‌ترين عواملي است که به نظر مي‌رسد با استفاده از نانوکامپوزيت ها, نانوتيوب‌هاي کربني و برخي از نانوپودرهاي سراميکي سخت با وزن مخصوص مناسب نظير نانوپودرهاي کربيد سليسيم قابل دستيابي باشد. گل‌هاي حفاري يا پايه آبي هستند يا پايه نفتي (روغني). براي حصول خواصي همچون چگالي مناسب، عدم خورندگي يا خورندگي کم، خاصيت روان‌کاري، جلوگيري از هرزروي، تراکم‌پذيري مناسب، سمي نبودن و بالاخص خاصيت تيکسوتروپ(ژلاتيني) از نانو افزودني ها استفاده ميشود. اگر احياناً عمليات حفاري قطع شد، گل مي بايست به حالت ژلاتيني در آمده و مانع از ته نشين شدن کنده هاي حفاري شده و از گير كردن ابزار حفاري درون چاه جلوگيري كند. همچنين گل ژلاتيني بايد به گونه‌اي باشد که با کمترين تنش از حالت ژلاتيني به حالت روان درآيد و مجدداً خاصيت تيکسوتروپيک گل را اعاده کند. در اين بخش نيز با توضيح خواص فوق, نانوپليمرها و نانوکامپوزيت‌ها, نانوذرات رسي (Nano clays) و همچنين نانوپراکنده‌کننده‌ها (Nano dispersant) تأثيرات بسزايي روي بهبود اين خواص دارند.
بارِن و همكارانش در سال (2003) موفق به توليد نانوموادي شده اند كه سطحشان پرداخت شده است و به سيالات اضافه مي شوند تا يک نوع کف خاص را توليد نمايد. از کف مذکور در ساختن گل هاي حفاري سبک که مي توان با آن حفاري غيرتعادلي(Under Balanced Drilling) انجام داد مي توان استفاده کرد. اين کف قابليت خارج کردن ضايعات حفاري را نيز دارد.
منبع :سايت نانو
نانوذرات، روان كننده، كاهش اصطكاك