لیست اختراعات مرتضي گله دارزاده
امروزه افرونهاي كلوييدي گازي (CGA) به روش پروفسور سبا از طريق هم زدن بسيار سريع (معمولا 8000 در در دقيقه) و ايجاد نيروي برشي بسيار زياد در محلول حاوي مقدار بسيار كمي ماده فعال سطحي ايجاد مي شوند. اين حبابهاي بسيار پايدار قطر متوسطي در حدود 50 ميكرومتر دارند از اين رو فصل مشترك زيادي ايجاد مي كنند. داشتن مشخصه هاي منحصر به فردي چون دانسيته بسيار پايين (در واقع محلول افرون سبكترين محلول شناخته شده است) و پايداري نسبتا زياد در مقايسه با كف هاي معمولي و نيز امكان پمپاژ آن موجب جلب توجه بسياري از محققين براي استفاده از CGA در زمينه هاي مختلف مهندسي شده است. ازجمله اين كاربردها عبارتند از استفاده از افرونها براي افزايش انتقال جرم، تصفيه س.سپانسيون ها، كاربرد در محيط زيست در زمينه تصفيه آب، خاك و غيره و نيز بيوتكنولوژي مي باشد. جديدترين كاربرد افرونها استفاده از آنها در حفاري چاههاي نفت و گاز مي باشد به طوريكه در دو سه سال اخير ميليون ها دلار توسط شركت هاي معتبر بين المللي نفت و گاز در زمينه استفاده از افرون ها براي كاهش هزينه هاي حفاري صرف هزينه تحقيقات شده است. تركيب گل كلوييدي جهت افزايش راندمان حفاري در چاه هاي با فشار پايين، مخازن در حال تخليه از دو ماده اصلي و يك حلال تشكيل شده است كه قادر مي باشد ويسكوزيته ي گل را تا حد قابل قبولي افزايش دهد و همچنين حباب هاي پايداري درون گل ايجاد نمايد. مكانيزم عملكرد اين تركيب بدين صورت مي باشد كه سر غير قطبي سورفكتنت كه شامل يك گروه هيدروكربني است ترجيح مي دهد تا به سطح بين آب و پليمر بپيوندد، براي اين منظور به شكل جزئي از آب جدا شده و به پليمر متصل مي گردد و در نتيجه سطح انرژي آن كاهش مي يابد و در حالت پايدارتري قرار مي گيرد و سيستم به حالت تك فاز و با حباب نمايان مي گردد.
سيالات پايه افروني از اوايل سال 2000 ميلادي وارد صنعت حفاري شده است و تاكنون بصورت موفقيت آميزي در بيش از 300 چاه مشكل دار در سراسر دنيا مورد استفاده قرار گرفته اند. اين سيالات با توجه به خواص منحصر بفرد خود، مي توانند بسياري از مشكلات حفاري (بخصوص در مخازن تخليه شده و انحرافي) نظير هرزروي، ناپايداري ديواره چاه، گير فشاري و بسياري ديگر از مشكلات را برطرف كنند. افرونها مي توانند به صورت موقتي خلل و فرج ديواره چاه را مسدود كنند. برعكس گل حفاري كه باعث كور كردن حفره ها مي شود افرونها بخاطر ساختمان منحصر به فرد خود فقط باعث مسدود شدن موقتي حفره ها مي گردند. چون اين مواد پس از مدت زماني كه حفره را مسدود كردند در اثر تخليه هوا به تدريج از بين رفته و حفره ها به حالت اوليه خود باز مي گردند. از اين رو مشكلات موجود در زمينه تغييرات فشاري در بسترهاي نفتي و گازي و همچنين محدوديتهاي سيالات حفاري متداول و سنتي، حفاري نوين را به سمت استفاده از تكنولوژي افرون در مخازن بهره برداري شده و چاه هاي بافشار چندگانه در بسترهاي غني از نفت و گاز هدايت كرده است. بر اساس روش قديمي حفاري، معمولا استفاده از سيال چگالتر در راستاي پايداري براي حفاري هاي بالاترو پايين تر از نواحي توليد در مخازن بهره برداري شده يك الزام مي باشد. زيرا در اين نواحي معمولا فشار بالاتر مي باشد. مواجه شدن سيال چگال حفاري با نواحي بهره برداري شده نفتي در چاه موجب اتلاف شديد و غير قابل كنترل سيال حفاري و همچنين حفاري هاي ديفرانسيلي مي شود. راه حل قديمي ديگر براي حفاري چاه هاي با نواحي فشاري چندگانه استفاده از سيالي با دانسيته به اندازه كافي كم، براي متعادل كردن فشار چاه در پايين ترين ناحيه فشاري آن مي باشد كه خود موجب حفاري غير متعادل و فرو ريختن ديواره يا انفجار چاه مي گردد. در حفاري نوين با استفاده از تكنولوژي سيال افروني مي توان بر مشكلات ياد شده فائق آمد. تركيب گل افروني در اين اختراع از دو ماده اصلي و يك حلال تشكيل گرديده است كه پتانسيل بسيار بالايي از خود در حين حفاري سازند هاي درحال بهره برداري يا تخليه شده از خود نشان ميدهد.
خصوصيات جالب و خيره كننده سيالات حفاري افروني و كاربردهاي موفق اين سيالات باعث شده است كه شركتهاي مختلف و محققان نسبت به تحقيقات و سرمايهگذاري در اين زمينه توجه بيشتري كنند.از مزاياي تكنولوژي سيالات افروني كاهش چشمگير هزينه هاي حفاري و نگهداري چاه است. خصوصيات سيالات افروني از قبيل چگالي كامل، كنترل هرزروي و نفوذ سيال حفاري به درون سازند، كنترل نشت سيال حفاري، تميزسازي مناسب، تطابق با محيط زيست، استفاده آسان و كارايي ثابت شده آنها، اين سيالات را انتخابي مناسب و با ارزش نموده است. استفاده از اين تكنولوژي كاهش قابل توجه هزينه هاي اقتصادي و زماني را در پي خواهد داشت. اگرچه سيالات حفاري افروني در حفاري چاه، عمليات تكميل چاه، تعميرات چاه، سيمان كاري و ... مورد استفاده قرار گرفته است با اين وجود اين تكنولوژي نيازمند مطالعه بيشتر و شناخت زمينه هاي استفاده از آن ميباشد. طبق بررسي هاي انجام شده، در ايران مطالعات جدي و پايه اي در زمينه ساخت و استفاده از سيالات حفاري افروني صورت نگرفته است. با توجه به اينكه مشكل هرزروي گل در اغلب عمليات حفاري ايران وجود دارد و حل اين معضل يكي از دغدغه هاي اصلي صنعت ميباشد بررسي ساخت و امكانسنجي استفاده از سيالات حفاري افروني ميتواند نويد بخش راه حلي اساسي در جهت حل مشكلات مرتبط باشد.
موارد یافت شده: 3