1
ستاد ویژه توسعه فناوری نانو Iran Nanotechnology Initiative Council بستن
  • ستاد ویژه توسعه فناوری نانو

  • مدیریت بانک اطلاعات شاخص های فناوری نانو

  • سایت جشنواره فناوری نانو

  • سیستم جامع آموزش فناوری نانو

  • شبکه آزمایشگاهی فناوری نانو

  • موسسه خدمات فناوری تا بازار

  • کمینه استاندارد سازی فناوری نانو

  • پایگاه اشتغال فناوری نانو

  • کمیته نانو فناوری وزارت بهداشت

  • جشنواره برترین ها

  • مجمع بین المللی اقتصاد نانو

  • اکو نانو

  • پایگاه اطلاع رسانی محصولات فناوری نانو ایران

  • شبکه ایمنی نانو

  • همایش ایمنی در نانو

  • گالری چند رسانه ای نانو

  • تجهیزات فناوری نانو

  • صنعت و بازار

  • باشگاه نانو

استفاده از نانوحسگرها در نمودارگیری چاه

در رابطه با تعیین خواص مخزن و سیالات آن مسائل و مشکلاتی در صنعت وجود دارد که اهم آن¬ها عبارتند از: - ابزار رایج در صنعت تنها قادر به اندازه-گیری خواص در نزدیکی دهانه چاه هستند؛ - صنعت قادر به اندازه¬گیری خواص شکاف¬ها و شبکه درون چاهی نیست و تنها به مقادیر تخمینی اتکا می¬شود؛ - صنعت قادر به مانیتور کردن تغییرات درون چاهی خواص سیال در هنگام توسعه و تولید مخزن نیست. هم¬چنین، با افزایش دانش در مورد خصوصیت-های سیال، شبکه و شکاف¬های مخازن و نیز تغییراتی که در اثر تولید در این پارامترها ایجاد می¬شود، می¬توان به افزایش نرخ تولید کمک نمود. تفاوت چشمگیر در خواص نوری، مغناطیسی و الکتریکی نانومواد نسبت به حالت توده خود و همچنین توانایی این ذرات در تشکیل یک ساختار عبور دهنده در کسرهای حجمی پائین، نانومواد را تبدیل به ابزاری بسیار مناسب برای ساخت حسگرها و عوامل ایجاد وضوح برای عکسبرداری کرده است. چنین نانوموادی هنگامی که با سیالهای هوشمند مخلوط می¬شوند می¬توانند برای ساخت و توسعه حسگرهای با کیفیت تصویر بالا و بی نهایت حساس برای محاسبه دما، فشار و تنش درون چاهی در شرایط نامساعد به کار گرفته شوند. این حسگرها می¬توانند در حضور یک میدان مغناطیسی کاملا ایمن کار کنند و قابلیت به کارگیری در دما و فشار بالا را دارند. به کمک علم نانوحسگرها می¬توان اطلاعات و داده¬های بسیار دقیق¬تر و جزئی¬تری را از یک مخزن نفتی به دست آورد و نمودارگیری دقیق-تری از چاه قابل دستیابی است. در این روش ابتدا در آزمایشگاه، پرتوهای مختلفی نظیر گاما، ایکس، نوترون و همچنین انواع مختلف امواج صوتی و میدان¬های مغناطیسی یا الکتریکی در مقابل لیتولوژی¬های مختلف اعمال می¬شود و بازتابش¬های مربوطه ثبت شده (کالیبراسیون) و نمودارهای مربوط رسم می¬شود. سپس ابزار نمودارگیری در میدان نفتی یا گازی درون یک چاه رانده شده و فرآیند تاباندن پرتوها، امواج و میدان¬ها و ثبت بازتابش¬ها صورت می¬پذیرد. نهایتا از مقایسه نمودارهای به دست آمده با نمودارهای استاندارد جنس لایه¬ها (لیتولوژی) تعیین می-شود. همچنین با استفاده از تئوری¬ها، تخلخل و درجه اشباع سیالات نیز به دست آورده می¬شود. برای به دست آوردن مقادیر صحیح از نمودارهای گرفته شده در چاه اصلاحات مختلفی انجام می-شود. در این قسمت، از نانوسنسورها برای تحلیل پرتوها به طور دقیق و به خاطر سطح ویژه بالای آن¬ها، از تحلیل پرتوها در همه جهات استفاده می¬شود. این نانوسنسورها علاوه بر این کارکرد، وظیفه تعیین جنس لایه¬ها و تضمین خواص سیال را نیز خواهند داشت. به نظر می¬رسد که چون بخشی از نمودارگیری از چاه مربوط به بررسی تخلخل¬ها می¬شود، می¬توان با استفاده از یک سری نانوپودرها با وارد کردن در مخزن و دانستن تعداد و سطح ویژه آنها میزان تخلخل مواد و سنگهای چاه را تخمین زد؛ البته با دقتی بسیار بالاتر از روش¬های پیشین، می¬توان نانوسنسورها را به عمق¬های بیشتری درون سازندها رسانده و تحلیل¬های فوق را در نقاط متنوع¬تری به انجام رسانید. نانوذرات سیلیکون فوق قطبی می توانند ابزار جدیدی را که برای محاسبات و تصویربرداری در اکتشاف نفت استفاده می¬شوند فراهم کنند. نانوحسگرهایی که به کمک نانو غبارها در فضای حفرات به کار گرفته می شوند می توانند برای استحصال اطلاعات در مورد مشخصات مخزن، مانیتور کردن جریان سیال و تشخیص نوع جریان مورد استفاده قرار گیرند. نانو سی¬.تی. می¬تواند از سنگ¬های متراکم حاوی گاز و سنگ¬های کربناته که ساختار حفره¬های آن به وسیله میکرو سی.-تی.¬ها قابل تشخیص نیست، تصویربرداری کنند.

پیش زمینه طرح :

در سال 2008، برای جستجوی پتانسیل¬های استفاده از نانو فناوری در آمریکا کنسرسیوم انرژی پیشرفته با حضور شرکت¬های بزرگ نفتی مانند Shell ،Schlu ، Total، Conocophilips و BP تشکیل شد. هدف اصلی کنسرسیوم تحقیقاتی، توسعه و ساخت نانو حسگرها و میکروحسگرهای زیر سطحی برای تزریق در دهانه چاه های نفت و گاز است. با استفاده از مزیت فوق ریز بودن آنها، این نانو حسگرها به خارج از دهانه چاه¬ها حرکت کرده و از میان حفره¬های ساختار مخزن عبور کرده و یا داخل آنها قرار می گیرند و بدین شکل می توانند اطلاعاتی از خواص فیزیکی مخازن هیدروکربنی را به دست آورند. در حال حاضر محققان در آزمایشگاه فوتونیک دانشگاه صنعتی ویرجینیا، در حال توسعة سنسورهای قابل اعتماد و ارزان از فیبرهای نوری جهت اندازه‌گیری فشار، دما، جریان نفت و امواج آکوستیک در چاه‌های نفت می‌باشند. این سنسورها به علت مزایایی نظیر اندازة کوچک، ‌ایمنی در قبال تداخل الکترومغناطیسی، قابلیت کارآیی در فشار و دمای بالا و همچنین محیط‌های دشوار، مورد توجه بسیار قرار گرفته‌اند. از همه مهم‌تر اینکه امکان جایگزینی و تعویض این سنسورها بدون دخالت در فرآیند تولید نفت و با هزینة‌ مناسب فراهم می‌باشد. در حال حاضر عمل جایگزینی و تعویض سنسورهای قدیمی در چاه‌های نفت میلیون‌ها دلار هزینه در پی دارد. سنسورهای جدید از نظر تولید بسیار مقرون ‌به صرفه بوده و اندازه‌گیری‌های دقیق‌تری ارائه می‌دهند. انتظار می‌رود که تکنولوژی این سنسورها تولید نفت را با ارائه اندازه‌گیری‌های دقیق و قابل اعتماد و کاهش ریسک‌های همراه با اکتشاف و حفاری نفت بهبود بخشد. هم¬چنین، سنسورهای جدید به علت برخی کاربردهای ویژه نظیر استخراج دریایی و افقی نفت، جایی که به کار بستن سنسورهای قدیمی در چنین شرایطی بسیار مشکل است، از توجه ویژه‌ای برخوردارند. در این رابطه ژانگ و همکاران در دانشگاه تاین جین چین، یک نوع جدید از نانوسنسورهای فشاری برای اندازه¬گیری خواص چاه نفتی را اختراع کرده¬اند. محققان دانشگاه رایس اعلام کردند که موفق به ابداع روشی با استفاده از نانو سنسورها شدند که با استفاده از آن می توان مقدار نفت باقیمانده در میادین نفتی را مشخص کرد. آنها در مقاله ای با عنوان "نانوذرات مهندسی برای تشخیص هیدروکربن در سنگهای میادین نفتی" با موفقیت پلی وینل الکل عامل دار شده با کربن سیاه اکسید شده را به عنوان یک ترکیب آبگریز از میان انواع سنگ¬های مخازن نفتی عبور داده و مشاهده کردند که هنگامی که سنگ مخازن دارای هیدروکربن می¬باشد ترکیب مورد نظر از آن عبور می¬کند. توانایی عبور موثر یک مولکول آبگریز از میان سنگهای مخازن نفتی و عبور آن هنگامیکه با یک هیدروکربن مواجه می¬شود به عنوان کاربرد بالقوه ای برای تعیین نفت در چاه¬های نفت مورد استفاده قرار می¬گیرد. میزان نفت را می¬توان با عبور نانوذرات مذکور از منطقه مورد علاقه و جمع آوری نانوذرات و آنالیز آنها مشخص کرد.

فرصت ها :

دستیابی به روش دقیقی برای تعیین نمودارهای چاهی در شرایط مختلف و دشوار مخازن

اهداف مورد نظر
- به دست آوردن نمودارهای تعیین کننده جنس لایه¬های مختلف مخزن با استفاده از نانوحسگرها؛
- تعیین میزان نفت موجود یا باقیمانده در سازند با استفاده از نانوحسگرها؛
- تعیین ویژگی¬های سنگ مخزن و میزان تخلخل در مناطق مختلف با استفاده از نانوحسگرها؛
- تعیین ویژگی¬های سیالات درون مخازن و درجه اشباعیت آن¬ها با استفاده از نانوحسگرها؛
فاز های مورد نظر
فاز اول: ساخت نانوحسگرهای مناسب برای اندازه¬گیری نمودارهای چاهی
فاز دوم: انجام تست¬های آزمایشگاهی برای به دست آوردن نمودارهای چاه
فاز سوم: انجام تست¬های میدانی برای یک نمونه چاه واقعی