حمید پورخلیل - انستیتو مهندسی نفت، دانشگاه تهران، ایران
علی نخعی - انستیتو مهندسی نفت، دانشگاه تهران، ایران
علیرضا نصیری - واحد پژوهش حفاری پژوهشکده اکتشاف و تولید، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران
مجید ولی زاده - واحد پژوهش حفاری پژوهشکده اکتشاف و تولید، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

مشکل ناپایداری شیل یکی از مسائل چالشبرانگیز در صنعت حفاری است. وقوع ناپایداری در این نوع سازندها یک مسئله وابسته به زمان، بهدلیل نفوذ تدریجی آب به داخل شیل، است. بهدلیل تراوایی فوق العاده پایین شیل(۱۲-۱۰ تا ۶-۱۰ دارسی) و همچنین بزرگتر بودن ذرات جامد موجود در سیال حفاری از گلوگاه فضای منفذی شیل(۳ تا nm ۱۰۰)، تشکیل کیک حفاری برای جلوگیری از نفوذ آب به شیل ممکن نیست، در نتیجه مواد فیلترشده سیال حفاری پیوسته به سازند وارد می شوند. این امر بهمرور باعث افزایش فشار منفذی و همچنین تضعیف خواص مکانیکی سنگ و ریزش دیواره چاه می شود. یکی از روش های جلوگیری از نفوذ آب مسدود کردن حفرات شیل با استفاده از نانوذرات است. در این پژوهش از نانوذرات اکسید روی استفاده شده که علاوه بر اندازه مناسب، خواص سطحی مناسبی نیز دارند. با طراحی آزمایش انتقال فشار(PPT)، تاثیر استفاده از نانوذرات بر کاهش نفوذ آب به نمونه شیلی بررسی شده است. این آزمایش بهخوبی افزایش فشار منفذی سازند(در اثر انتقال فشار سیال حفاری به داخل نمونه) را در حالت های مختلف نشان داده است. از نتایج میتوان برای مقایسه کاربرد افزایه های مختلف بهمنظور کاهش نفوذ سیال به داخل نمونه استفاده کرد. اندازه و خواص سطحی مناسب نانوذرات استفادهشده باعث کاهش موثر تراوایی شیل و در نتیجه کاهش نفوذ آب میشوند. با استفاده از غلظت های ۲۵/۰، ۵/۰ و ۷۵/۰% از نانوسیال اکسید روی، بهترتیب کاهش نفوذ فشار منفذی ۶۰، ۸۷ و ۹۶% در مقایسه با آب دریا به دست آمده است.

تورم شیل, کاهش تراوایی, نانوذرات, نانواکسید روی, فشار منفذی, پایداری چاه