شناخت و نحوه کاربرد عملي مواد شيميايي در گل هاي حفاري

 موادي که در ساخت گل بکار ميرود٬ عبارتند از:
 
۱– نمک ( کلريد سديم)
نمک با فرمول شيميايي NACL ٬ ماده اي است معدني که تا مرز اشباع ٬ به دلايل زير استفاده ميشود:
الف) جهت جلوگيري از حل شدن نمک موجود در طبقات زمين در گل حفاري و پيشگيري از ريزش جداره چاه استفاده ميشود.
ب) جهت جلوگيري از خميره شدن و باد کردن لايه هاي رسي بکار ميرود.
 
۲-باريت (سولفات باريم)
ماده اي است معدني با فرمول شيميايي BASO4٬ که در ايران به وفور يافت شده و وزن مخصوص آن ۴٫۴-۴٫۲ گرم بر سانتيمتر مکعب ميباشد.اين ماده در اسيد حل نميشود و فقط براي افزايش وزن گل از آن استفاده ميشود.
 
۳-  ثعلب (کربواکسيدمتيل سلولز)
ماده اي است آلي که بنام CMC در ساخت گل بکار ميرود.اين ماده در آب به خوبي حل شده و در دو نوع HIGH VIS CMC (با گرانروي بالا) و CMC LOW VIS (با گرانروي پايين) وجود دارد.
از CMC HV براي افزايش غلظت گل تا مرز ۲۵۰-۲۰۰ ثانيه استفاده ميشود و تا حدودي نيز صافاب گل را کنترل ميکند.در آب شيرين با مصرف دو گرم ٬ غلظت بالايي ايجاد ميکند. اما در آب نمک مصرف آن بالا بوده و تاثير کمتري دارد.لازم به ذکر است که CMC HV در محيطهاي قليايي بخوبي عمل ميکند.
از CMC LV در آب نمک و آب شيرين جهت کنترل فلوئيدلاس استفاده ميشود. همچنين بعلت داشتن حالت کلوئيدي ميتواند مواد وزن افزا را در سيال حفاري بصورت معلق نگهدارد و در محيطهاي قليايي پايدار است.
 
۴- پوست گردو(بادام)
در صنعت حفاري آن را بنام WALNUT SHELL مي شناسند.اين ماده به سه نوع دسته بندي ريز٬ متوسط و درشت طبقه بندي شده است. پوست گردو(بادام) ماده جلوگيري کننده از هرزروي است.
 
۵- پودر سنگ آهک ( لايمستون پودر)
نام شيميايي آن کربنات کلسيم ((CACO3 بوده که بصورت پودر از آن استفاده ميشود.اين ماده در آب نامحلول بوده و براي افزايش وزن گل هاي پايه آبي تا وزن PCF 110    و گلهاي روغني تا وزن PCF 100 از آن استفاده ميشود.
وزن مخصوص لايمستون پودر٬ ۲٫۷ گرم بر سانتيمتر مکعب بوده وچون به خوبي در اسيد حل ميشود٬ در مخازن نفتي و گازي بعنوان ماده وزن افزا از آن استفاده ميشود.
از نوع دانه بندي شده آن -LIMESTON CHIPS- جهت پر کردن ترک خوردگي هاي سازند ها استفاده ميشود.
۶- کاستيک سودا (سود سوزآور)
کاستيک سودا با فرمول شيميايي NAOH ٬ ماده ايست که بخوبي در آب حل شده و PH محيط را تا ۱۴ بالا ميبرد. اين ماده از لحاظ درجه ريسک پذيري خطرناک است . همچنين بعلت گران بودن اين ماده بهتر است فقط در گل هاي بنتونايتي از آن استفاده شود و براي باقي گل ها از اهک استفاده گردد.
 
۷- سودا اش (SODA ASH)
نام شيميايي اين ماده کربنات سديم با فرمول شيميايي Na2Co3 است. اين ماده ميتواند PH  محيط را تا ۱۱٫۵ بالا ببرد. از سودااش ميتوان جهت رسوب دادن يونهاي کلسيم در گلهاي آبي و سولفات باريم در گلهايي با PH پايين استفاده کرد.
CaSo4 + Na2Co3 Na2So4 + CaCo3
از سودااش ميتوان براي مقابله با آلودگي هاي سيمان استفاده کرد.
Ca(OH)2 + Na2Co3 CaCo3 + ۲NaOH
 
۸- بي کربنات سديم
بي کربنات سديم يا جوش شيرين با فرمول شيميايي NaHCo3 و PH=8.5٬ جهت رسوب دادن يونهاي کلسيم ناشي از آلودگيهاي سيمان از ان استفاده ميشود.قابل ذکر است که PH گل هاي آلوده به سيمان اغلب بالاتر از ۱۱ ميباشد.فرمولهاي زير نحوه واکنش بي کربنات سديم را بر آلودگيهاي سيمان ٬ نشان ميدهد:
Ca(OH)2 + NaHCo3 CaCo3 + NaOH + H2O
NaOH + NaHCo3 Na2Co3 + H2O
لازم به ذکر است استفاده بيش از حد از بي کربنات سديم باعث آلودگي بيشتر گل ميباشد.
 
 
۹- فروبار
ماده اي به است رنگ قرمز آلبالويي با فرمول شيميايي Fe2o3 که وزن مخصوص آن ۴٫۷ بوده ومولکولهاي بصورت گرد و مدور است.
مدور بودن مولکولهاي فروبار باعث ميشود که اين ماده بخوبي توسط همزن ها معلق شود که اين امر براي باريت با مولکولهاي مسطح امکان پذير نمي باشد. به همين علت رسوبات باريت به سختي از کف مخزن جدا ميشود.
فروبار ماده ايست غير فعال که فقط جهت افزايش وزن گل از PCF 75 به بالا استفاده ميشود. البته با وجود غير فعال بودن ٬ اين ماده در محيطهاي گازي حاوي هيدروژن سولفوره ٬ فعال ميگردد.
 اين نکته را نيز بايد متذکر شد که علاوه بر مشکل تهيه آن ٬ ميتوان به گران بودن فروبار اشاره کرد. پس بهتر است حدالامکان از باريت استفاده شود.
 
 جدول مقایسه باریت و فروبار
۱- باريت ماده اي معدني است.
۲- وزن مخصوص باريت ۲/۴ ميباشد.
۳- داراي ذرات مسطح و بشقابي است.
۴- نام شيميايي آن سولفات باريم است.
 
۱- فروبار محصولي صنعتي است.
۲- وزن مخصوص فروبار ۷/۴ ميباشد.
۳- داراي ذرات گرد و مدور است.
۴- تشکيل شده از هماتيت و پاره اي سيليکات هاست.
 
 
 
 
۱۰– کلرور کلسيم
اين ماده با فرمول شيميايي CacL2 ٬ ماده اي است که بصورن فلس يا دانه دانه عرضه ميشود که بسيار جاذب رطوبت بوده و نبايد در مجاورت هواي ازاد قرار گيرد. موارد استفاده از کلرورکلسيم بشرح زير است:
الف) در گل هاي بدون مواد جامد با ۹۰ درصد خلوص کلسيم کلرايد ٬ تا وزن PCF 82 ٬ از اين ماده استفاده ميشود.
ب) در گل هاي روغني ٬ جهت جلوگيري از باد کردن رس ها و ريزش SHALE استفاده ميشود.
ج) در سيمانکاري بعنوان کاهش دهنده زمان بندش استفاده ميشود.
 
۱۱- مايکا
اين ماده که بنام سنگ طلق ناميده ميشود ٬ به لحاظ شکل ظاهري ٬ بصورت ورقه هايي شيشه اي ٬که روي هم قرارگرفته اند٬ به نظر ميرسد .مايکا در طبيعت يافت ميشود ٬ از لحاظ رنگ به دوصورت است:
 الف) مسکويت ها که سفيد رنگ هستند.
 ب) بيولايت ها که بعلت داشتن مواد معدني ديگر ٬ عموماً تيره رنگ هستند.
 
لازم به ذکر است که وزن مخصوص مايکا ٬  ۳ – ۲٫۸ ميباشد.
 
۱۲- فايبرلاک
ماده اي است متشکل از مواد کنفي ٬ پوست شلتوک و در مواردي ذرات دانه بندي شده پوست شکلات ٬ که جهت جلوگيري از هرزروي گل حفاري از آن استفاده ميشود.
 
۱۳-صدف آهکي (OYSTER SHELL or SHELL FISH)
اين ماده که از پوست صدفهاي دريايي يا مواد مشابه آن ساخته ميشود ٬ ماده اي است که جهت جلوگيري از هرزروي از آن استفاده ميشود و چون در اسيد حل ميشود ٬ بيشتر در مخازن نفتي و گازي به هنگام هرزروي از آن استفاده ميشود.
 
۱۴-آهک ( LIME )
لايم همان آهک آبديده است که نام شيميايي آن هيدروکسيدکلسيم با فرمول Ca(OH)2 ميباشد.
از آهک جهت اهداف زير در گل استفاده ميشود:
الف) براي افزايش PH در گل هاي آبي تا مرز ۱۲
ب) براي ساختن گل هاي آهکي ( از اين گل در ايران استفاده نميشود. )
ج) جهت تعيين PF و PM  در گل هاي پایه آبی.
د) جهت رسوب دادن يونهاي کلسيم و منيزيم در آب ها بخصوص آب دريا
ه) بالا بردن اکتیویته گل های پایه روغنی و خنثی کردن هیدروژن سولفوره  و CO2
 
۱۵- استارچ
استارچ همان نشاسته با فرمول شيميايي  C12H22O11 ميباشد. اين ماده ممکن است از سيب زميني ٬ ذرت ٬ گندم و يا ساير گياهان نشاسته اي ديگر تهيه شود.اين ماده در آب نمک اشباع که PPM نمک آن PPM 320000-280000باشد بخوبي عمل کرده و تا دماي ۲۲۵ درجه فارنهايت ٬ مقاومت دارد.استارچ در آب هاي شيريني که PH آنها از ۹٫۵ بيشتر باشد به خوبي جواب ميدهد.از استارچ در گل هاي سنگين براي کنترل صافاب در محدوده ۲ – ۰٫۵ استفاده ميشود.
 
 
۱۶- بنتونايت
بنتونايت نوعي رس است که در مجاورت آب خاصيت شکل پذيري دارد. ساختمان مولکولي آن بصورت لايه هاي متناوب از سيليکات SiO2) ) و آلومين Al2o3))
تشکيل شده که در ميان اين لايه ها و سطح رويي آنها کاتيون هايي نظير سديم و کلسيم وجود دارد. بنابراين ميتوان گفت بنتونایت های مصرفی در گل حفاری بر دو نوع است:
 الف) سديم بنتونايت
 ب ) کلسيم بنتونايت
 
سديم بنتونايت يا (مونت موري لونايت ) مرغوبترين نوع بنتونايت است ولي نوع دوم يعني کلسيم بنتونايت ٬ بلحاظ دو ظرفيتي بودن ٬ از مرغوبيت کمتري برخوردار است.
 
خواص بنتونايت:
۱- در گل هاي پايه آبي سبک وزن و در آبهاي شيرين توليد ويسکاسيتي مي نمايد.
۲- براي استفاده در آب نمک ٬ ابتدا بايد آنرا در آب شيرين حل کرده و سپس براي استفاده بهينه به آب نمک اضافه نمود.
۳- بنتونايت خاصيت تعويض يوني دارد. يعني بخوبي قادر است يونهاي موجود در محيط اطراف را با يونهاي سطح خود تعويض کند.
۴- خاصيت ژلاتيني دارد. يعني ذرات آن با جذب آب ٬ متورم شده و پس از مدتي ميترکد. اين عمل باعث ايجاد خاصيت پلاستيکي در گل ميگردد.
 
موارد استفاده از بنتونايت:
۱- افزايش گرانروي در گل هاي پايه آبي.
۲- کنترل صافاب گل.
۳- مقومت در حرارت هاي بالاتر از ۳۰۰ درجه فارنهايت.
۴- خاصيت هيدراته و پراکنده شدن.
۵- استفاده در سيمان کاري جهت سبک کردن وزن سيمان.
۶- استفاده از آن بعنوان پيل جهت جلوگيري کردن از هرزروي.
 
۱۷- کف صابون (  FOAMAL AGENT)
مايعي است که در صورت مخلوط شدن با آب ٬ ايجاد کف کرده و گل صابوني با وزني کمتر از آب  بوجود مي آورد.
 
۱۸– D.M.E
نام کامل اين ماده DRILLING MUD EMULSIFIER است که جهت امولسيون کردن روغن در آب استفاده ميشود.
 
۱۹- امولسي فاير اوليه
ماده اي است که از اسيدهاي آلي و آمينه تهيه شده است و جهت پايه اصلی امولسيون گل هاي روغني ( INVERT) بکار ميرود.
 
۲۰– امولسي فاير ثانويه
ماده اي است که بعنوان پايدار کننده حالت امولسيوني معکوس در گلهاي روغني از آن استفاده ميشود.
 
۲۱- F.L.C
ماده اي است که فلوئيد لاس گل هاي روغني ( INVERT) را کنترل ميکند. اين ماده از مواد نفتي مانند قير و پاره اي افزودني ها به وجود مي آيد.
 
۲۲– ماده غلظت دهنده گلهاي روغني
اين ماده که پايه اصلي آن نوعي رس بنام ارگانوفليک گلي است طوري ساخته شده که در گازوئيل حل شده و ايجاد غلظت ميکند.
 
۲۳- BIT LUBE
ماده اي است که براي روانکاري مته و لوله هاي حفاري و کم کردن حالت پيچشي ( Torque ) از آن استفاده ميشود.
 
۲۴- PIPE LAX
ماده اي است که براي روان کردن لوله ها و آزاد کردن گير لوله ها از آن استفاده ميشود.

پاسخ دهید