Oil industry Chemical

1. باریم سولفات(Barium Sulfate) و باریت (Barite)

معرفی باریم سولفات(Barium Sulfate) و باریت (Barite)

  باریم سولفات (Barium Sulfate) با فرمول شیمیایی BaSO₄ و باریت (Barite) که در واقع فرم طبیعی همین ترکیب است، از جمله مواد معدنی مهم و پرکاربرد در صنایع مختلف به شمار می آیند. این دو ماده گرچه از نظر ترکیب شیمیایی مشابه هستند، اما ویژگی ها، کاربرد ها و فرآوری آن ها می تواند متفاوت باشد. شناخت دقیق این ترکیبات برای فعالان حوزه های حفاری نفت، صنایع شیمیایی، پزشکی، رنگ سازی و بسیاری از شاخه های دیگر اهمیت بالایی دارد. 

باریت (Barite) و ویژگی های فیزیکی: 

باریت، که در برخی منابع با نام "باریتین" نیز شناخته می شود، یک کانی طبیعی متشکل از باریم سولفات (BaSO₄) است. این کانی عمدتاً به صورت بلور های سفید یا خاکستری دیده می شود، اما بسته به ناخالصی ها می تواند در رنگ های مختلفی مانند زرد، آبی، قهوه ای و حتی قرمز داشته باشد. 

ویژگی های فیزیکی باریت:

- فرمول شیمیایی: BaSO₄

- چگالی بالا: حدود 4.5 گرم بر سانتی متر مکعب

- سختی: حدود 3 تا 3.5 در مقیاس موس

مقیاس موس(Mohs Scale of Mineral Hardness) یک مقیاس نسبی برای اندازه گیری سختی مواد معدنی است در این مقیاس، مواد بر اساس اینکه کدام مواد دیگر می توانند خراش دهند یا از آن ها خراش بردارند از 1 تا 10 درجه بندی می شوند. 

- غیر سمی و خنثی از نظر شیمیایی

- نامحلول در آب و اکثر اسید ها 

 چگالی بالا و پایداری شیمیایی باریت، آن را به یک ماده ایده آل برای استفاده در صنعت نفت و گاز به عنوان ماده وزن دهنده در سیالات حفاری تبدیل کرده است.  

باریم سولفات و ویژگی های فیزیکی: 

باریم سولفات یک ترکیب غیر آلی سفید رنگ است که به صورت مصنوعی یا طبیعی قابل تهیه است. این ترکیب به دلیل نامحلولی در آب، مقاومت بالا و خواص اپتیکی خاص، کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارد. باریم سولفات صنعتی معمولاً به صورت پودر سفید رنگ تولید و عرضه می شود. 

ویژگی های فیزیکی باریم سولفات:

- فرمول شیمیایی: BaSO₄

- چگالی بالا: حدود 4.5 -4.2گرم بر سانتی متر مکعب

- ظاهر: پودر سفید رنگ

- غیرقابل حل در آب و اغلب اسیدها

- مقاومت بالا در برابر حرارت و مواد شیمیایی

- بدون بو و بدون مزه

 تفاوت باریم سولفات و باریت : 

کاربرد های باریم سولفات و باریت : 

 1. صنعت حفاری نفت و گاز: بیش از 70% مصرف جهانی باریت مریوط به صنعت حفاری است. باریت به عنوان ماده وزن دهنده در سیالات حفاری استفاده می شود تا فشار هیدرواستاتیک لازم برای جلوگیری از فوران چاه تامین شود. 

2. صنعت رنگ و پوشش: باریم سولفات به دلیل رنگ سفید، پراکندگی نور و خاصیت پوششی خوب، در تولید رنگ های مات، پوشش های صنعتی، لاک ها و جوهر ها به کار می رود. در مقایسه با دی اکسید تیتانیوم ارزان تر است و به عنوان فیلر استفاده می شود. 

 3. پلاستیک سازی و لاستیک: در ترکیبات پلاستیکی، باریم سولفات به عنوان پر کننده سفید رنگ و افزایش دهنده استحکام استفاده می شود. همچنین باعث افزایش مقاومت در برابر اشعه UV می شود و در صنایع خودروسازی کاریرد دارد. 

4. صنعت کاغذ: از باریم سولفات برای تولید کاغذ های گلاسه و با کیفیت بالا استفاده می شود. این ترکیب باعث افزایش درخشندگی و مقاومت کاغذ می شود. 

5. کاربرد های پزشکی: باریم سولفات به عنوان ماده خام یا واسط در تولید سایر ترکیبات باریم مانند باریم کربنات یا باریم کلراید استفاده می شود. همچنین گاهی به عنوان عامل شفاف کننده در تولید شیشه های نوری کاربرد دارد. 

روش های تولید باریم سولفات مصنوعی : 

اگرچه باریت طبیعی در دسترس است، اما برای مصارف خاص، باریم سولفات با خلوص بالا به صورت صنعتی تولید می شود. دو روش رایج برای تولید این ترکیب عبارتند از: 

1. واکنش باریم کلراید با سولفات سدیم: 

BaCl₂+Na₂SO₄→BaSO₄+2NaCl

2. تصفیه باریت طبیعی با اسید و سپس خنثی سازی

در این روش، ناخالصی های موجود در سنگ باریت حذف و محصولی با درصد خلوص بالا تهیه می شود که در صنایع حساس مانند پزشکی کاربرد دارد. 

2. ضد کف (Anti Foam)

 معرفی ضد کف (Anti Foam) و کاربردش در صنعت حفاری

 ضد کف ها معمولاً مایعات یا امولیسیون هایی هستند که حاوی ترکیباتی با خاصیت کاهش دهندگی کشش سطحی اند. آن ها وارد سطح حباب های کف شده، پیوند دیواره های کف را می شکنند و در نهایت حباب ها را از بین می برند یا از تشکیل آن ها جلوگیری می کنند. این مواد معمولاً بر پایه سیلیکون، روغن های معدنی، پلی اترها یا حتی ترکیبات طبیعی ساخته می شوند. در حفاری، ضد کف ها باید با گل حفاری سازگار باشند، تاثیر منفی روی خواص رئولوژیکی (مانند ویسکوزیته) نگذارند و در فشار و دمای بالا نیز پایدار باقی بمانند. 

 انواع رایج ضد کف در حفاری:

1. ضد کف سیلیکونی: از جمله موثرترین انواع ضد کف در حفاری هستند که دوام بالایی داشته و در شرایط سخت مانند دمای بالا و فشار زیاد (HPHT) عملکرد بسیار خوبی از خود نشان می دهند. اما ممکن است با برخی افزودنی های سیال حفاری تداخل ایجاد کنند. 

2. ضد کف غیر سیلیکونی(پایه روغنی یا پلیمری): ضدکف های غیرسیلیکونی، که معمولا بر پایه روغن یا پلیمر ساخته می شوند، گزینه ای مناسب برای استفاده در سیالات حفاری پایه آبی هستند. این نوع ضد کف ها اغلب سازگاری شیمیایی بیشتری با سایر افزودنی های سیال حفاری دارند و در مقایسه با ضد کف های سیلیکونی، معمولا اثرات زیست محیطی کمتری دارند، به همین دلیل در بسیاری از پروژه ها ترجیح داده می شوند. 

3. ضدکف های طبیعی یا زیستی: ضدکف های طبیعی یا زیستی (Bio-Based Antifoams) نوعی از ضدکف های نسل جدید هستند که از مواد گیاهی، منابع تجدید پذیر یا ترکیبات زیست تخریب پذیر ساخته می شوند. این نوع ضد کف ها برای پروژه هایی که در مناطق حساس زیست محیطی ( مثل مناطق حفاظت شده، نزدیک رودخانه ها یا جنگل ها) انجام می شوند، گزینه بسیار مناسبی هستند. 

جدول مقایسه ای انواع ضدکف در حفاری

 ضد کف ها در چند بخش از فرآیند حفاری مورد استفاده قرار می گیرند: 

- در سیستم گردش گل حفاری: برای جلوگیری از کف کردن ناشی از ورود هوا یا اختلاط شدید. 

- در سیستم تصفیه و بازیافت گل: جلوگیری از کف در شیکرها، دکل، مخازن گل و سانتریفیوژها. 

 - در حفاری های افقی یا Under balanced: به دلیل اینکه ورودی گاز به سیستم بیشتر است و احتمال ایجاد کف افزایش می یابد. 

 استفاده از ضد کف ها نه تنها باعث افزایش بهره وری و ایمنی حفاری می شود، بلکه هزینه های ناشی از خرابی تجهیزات، تاخیر در عملیات و از دست رفتن سیال را کاهش می دهد. 

نکات ایمنی و زیست محیطی

اگرچه بسیاری از ضد کف ها ایمن هستند، اما استفاده بی رویه یا نادرست آن ها می تواند مشکلاتی ایجاد کند، مثل: 

- تغییر خواص شیمیایی گل حفاری

- آسیب به برخی فیلتر ها یا پمپ ها

- خطراتی برای جانوران آبزی در صورت تخلیه در محیط

3. اکسیژن زدا (Oxygen Scavenger)

 معرفی اکسیژن زدا (Oxygen Scavenger)، راهکاری موثر برای مقابله با خوردگی

 در عملیات حفاری نفت و گاز، وجود اکسژن محلول در سیالات صنعتی می تواند شروع کننده زنجیره ای از مشکلات باشد، از خوردگی لوله ها و آسیب به تجهیزات گرفته تا توقف عملیات و افزایش هزینه ها. اکسیژن زدا (Oxygen Scavenger)، یکی از راهکار های موثر برای کنترل این چالش می باشد. ماده ای شیمیایی که حضورش در سیالات حفاری، ضامن ایمنی و پایداری فرایندهاست. 

در بسیاری از مراحل حفاری، سیالاتی مانند گل حفاری یا آب تزریقی به چاه وارد می شوند. اگر این سیالات حاوی اکسیژن محلول باشند، می توانند منجر به خوردگی شدید در تجهیزات فلزی مانند لوله ها، مته ها، مخازن و شیرآلات شوند. خوردگی نه تنها عمر تجهیزات را کاهش می دهد، بلکه ریسک نشت، آلودگی محیط زیست و اختلال در عملکرد سیستم را نیز به همراه دارد. 

 اکسیژن زداها موادی هستند که با اکسیژن محلول در سیالات واکنش داده و آن را به ترکیبات بی ضرر تبدیل می کنند. با این کار، اکسیژن از محیط حذف شده و خطرات ناشی از آن از بین می رود. با حذف اکسیژن، محیطی کنترل شده و پایدار فراهم می شود که تجهیزات در آن با دوام و کارایی بالا عمل می کنند. 

انواع اکسیژن زداها

1. معدنی (Inorganic): رایج ترین نوع آن سدیم سولفیت (Sodium Sulfite) است. این ماده اقتصادی، با سرعت بالا در عملکرد و مناسب برای دماها و فشارهای معمولی در حفاری است. اما ممکن است در محیط های اسیدی یا دماهای بسیار بالا دچار افت عملکرد شود. 

2. آلی (Organic): این مواد معمولا در سیستم هایی با دمای بالا یا فشار زیاد استفاده می شوند و می توانند نقش مهار کننده خوردگی هم داشته باشند. مانند دی اتیل هیدروکسیل آمین (DEHA) یا متیل اتیل کتوکسیم(MEKO). 

 کاربرد اکسیژن زداها در حفاری نفت و گاز: 

در بخش های مختلف عملیات حفاری، اکسیژن زداها به عنوان ماده ای کلیدی مورد استفاده قرار می گیرد.

- گل حفاری (Drilling Mud): افزودن اکسیژن زدا به گل حفاری مانع از خوردگی لوله حفاری و مته می شود. این کار به افزایش عمر مفید تجهیزات و کاهش هزینه های نگهداری کمک می کند. 

 - آب تزریقی به مخزن: در فرایندهای ازدیاد برداشت(EOR-Enhanced Oil Recovery)، تزریق آب یکی از روش های رایج است. آب سطحی معمولا حاوی اکسیژن است و بدون حذف آن، ریسک خوردگی خطوط تزریق و مخازن زیرزمینی بالا می رود. با استفاده از اکسیژن زدا، این خطرات به طور موثر کنترل می شود. 

- سیستم های سطحی و مدار های بسته: در تاسیسات روی سطح ( مثل خطوط فرآیندی، مبدل ها و پمپ ها)، نیز حذف اکسیژن نقش مهمی در پایداری عملکرد ایفا می کند. 

مزایای استفاده از  اکسیژن زداها در صنعت حفاری : 

- کاهش خوردگی و افزایش عمر تجهیزات

 - کاهش هزینه های تعمیر و نگه داری

- افزایش ایمنی عملیاتی

- پایداری در شرایط سخت عملیاتی

- جلوگیری از رسوبات ناخواسته در تجهیزات

نکات مهم در استفاده از اکسیژن زداها: 

- محاسبه دقیق دوز مصرفی: مصرف کمتر از حد مجاز باعث باقی ماندن اکسیژن می شود: در حالی که مصرف بیش از حد ممکن است اثرات جانبی داشته باشد. 

- پایش مداوم اکسیژن محلول: استفاده از سنسورهای اکسیژن یا تست های شیمیایی برای کنترل اثر بخشی اکسیژن زدا ضروری است. 

- انتخاب نوع مناسب: انتخاب بین اکسیژن زدای آلی یا معدنی باید بر اساس دمای عملیاتی، فشار، نوع سیال و جنس تجهیزات انجام شود. 

اگر در پروژه های حفاری، انتقال آب یا بهره برداری از چاه با چالش های خوردگی یا افت کیفیت تجهیزات مواجه هستید، استفاده از اکسیژن زدا یکی از موثر ترین راهکارهای پیش روی شماست. 

4.تعلیق شکن (Reverse Emulsifier)

 تعلیق شکن در حفاری، راهکاری کارآمد جداسازی فازهای نفت و آب 

در فرآبند های حفاری نفت و گاز، سیالات مختلفی با یکدیگر در تماس هستند. یکی از چالش های رایج، تشکیل امولسیون های پایدار است، یعنی مخلوط هایی که در آن قطرات ریز آب درون فاز نفتی یا بالعکس پخش شده اند و به سادگی از هم جدا نمی شوند. برای حل این مشکل از ماده ای بنام تعلیق شکن یا Reverse Emulsifier استفاده می شود که نقش مهمی در بهبود کیفیت سیال و کاهش مشکلات عملیاتی ایفا می کند. 

 تعلیق شکن، ماده ای شیمیایی است که برای جداسازی فازهای مایع در یک امولسیون معکوس به کار می روند. در سیستم حفاری، به ویژه Oil Based Mud، امولسیون آب در روغن تشکیل می شود که در برخی شرایط نیاز به شکستن آن وجود دارد. عملکرد این ماده شیمیایی بر پایه کاهش کشش سطحی بین قطرات آب و محیط روغنی است. این کاهش کشش باعث می شود قطرات ریز آب به هم متصل شوند و فاز آبی از فاز روغنی جدا گردد. 

 انواع تعلیق شکن در حفاری

1. تعلیق شکن های آنیونیک (Anionic): مناسب برای شرایط قلیایی و آب شور

2. تعلیق شکن های غیر یونی(Non-ionic): دارای پایداری بیشتر در دما و فشار بالا.

3. ترکیبی(Blend Type): شامل مخلوطی از مواد فعال سطحی برای افزایش کارایی

 کاربرد های تعلیق شکن در صنعت حفاری:

1. جداسازی امولسیون های پایدار در گل حفاری: در بسیاری از عملیات حفاری، ورود آب سازندی یا سیالات ناخواسته باعث تشکیل امولسیون پایدار می شود. این امولسیون ها می توانند چگالی و ویسکوزیته گل حفاری را تغییر دهند و مشکلاتی مانند افزایش فشار پمپ، کاهش سرعت حفاری و گرفتگی تجهیزات ایجاد کنند. تعلیق شکن با تخزیب لایه بین فازها، جداسازی آب و روغن را تسهیل می کند. 

2. بهبود کیفیت سیال حفاری: وجود ذرات معلق و قطرات آب در گل حفاری می تواند باعث کاهش کیفیت سیال و ایجاد ناپایداری شود. استفاده از این ماده به حفظ ویژگی های رئولوژیکی گل کمک کرده و باعث افزایش کارایی آن در حمل کننده ها و فشار چاه می شود. 

3. کاهش هزینه های عملیاتی: سیالات حفاری معیوب و دارای امولسیون پایدار، نیاز به تصفیه یا جایگزینی دارند که هزینه بر است. با استفاده از تعلیق شکن، زمان و هزینه لازم برای احیا و بازگرداندن سیال به شرایط استاندارد کاهش می یابد و مصرف مواد شیمیایی جانبی کمتر می شود. 

4. تسهیل در دفع یا بازیافت سیالات حفاری: یکی از دغدغه های مهم در حفاری، مدیریت پسماند و سیالات مصرف شده است. تعلیق شکن باعث می شود آب و روغن به راحتی از هم جدا شوند و بازیافت یا دفع آن ها با هزینه کمتر و اثرات زیست محیطی کمتر انجام شود. 

مکانیزم عملکرد تعلیق شکن: عملکرد تعلیق شکن ها معمولا بر پایه یکی از این دو مکانیزم یا ترکیبی از آن هاست:

- تغییر کشش بین سطحی: مولکول های تعلیق شکن در مرز بین آب و نفت قرار گرفته و کشش بین سطحی را کاهش می دهند، در نتیجه قطرات آب راحت تر به هم می چسبند و فاز پیوسته را ترک می کنند. 

- جابه جایی سورفکتانت های پایدار کننده: برخی امولسیون ها به واسطه حضور سورفکتانت ها پایدار می شوند. تعلیق شکن می تواند این سورفکتانت ها را از مرز فازها جدا کند و ساختار امولسیون را ناپایدار سازد. 

 انتخاب تعلیق شکن مناسب: انتخاب تعلیق شکن باید بر اساس شرایط عملیاتی و نوع امولسیون انجام شود عواملی که باید در نظر گرفته شود به شرح زیر است

- نوع پایه سیال حفاری (نفتی یا سنتتیک)

- شوری و ترکیب شیمیایی آب موجود

- دما و فشار سیستم

- زمان ماند سیال در تجهیزات فرآورش ^**

 **: فرآورش سیالات یعنی جداسازی نفت، گاز و آب تولیدی از چاه با تجهیزات مخصوص مانند جدا کننده ها(Separators)، تا محصول نهایی خالص و قابل استفاده شود.  

5.بازدارنده رسوب (Scale Inhibitor)

معرفی بازدارنده رسوب (Scale Inhibitor) و اهمیت بازدارنده رسوب در صنعت حفاری  

بازدارنده رسوب یا Scale Inhibitor ترکیبی شیمیایی است که با تغییر ساختار کریستال ها و جلوگیری از تشکیل لایه های رسوب، از تجمع آن ها روی سطوح داخلی خطوط لوله و تجهیزات حفاری پیشگیری می کند. این مواد در واقع با ایجاد یک لایه نازک شیمیایی روی سطوح، یا با تغییر رفتار یون های موجود در سیال، مانع از رسوب گذاری می شوند. 

مکانیزم اصلی بازدارنده ها شامل موارد زیر است:

- تداخل در فرآیند کریستالیزاسیون: بازدارنده ها سرعت تشکیل و رشد کریستال های رسوب را کاهش می دهند. 

- پایدار سازی یون ها در حالت محلول: باعث می شوند یون های رسوب ساز به صورت محلول باقی بمانند و رسوب نکنند. 

- تغییر شکل کریستال: بازدارنده ها باعث می شوند که کریستال ها غیر منظم و شکننده شده و از چسبیدن به سطح جلوگیری شود. 

استفاده از بازدارنده رسوب در صنعت حفاری مزایای متعددی دارد که شامل موارد زیر می باشد: 

- افزایش بازدهی و پایداری عملیات حفاری: جلوگیری از انسداد خطوط لوله و کاهش زمان توقفات ناخواسته. 

-کاهش هزینه های نگهداری و تعمیرات: کاهش خرابی تجهیزات و نیاز به تعویض زودهنگام قطعات

-کاهش ریسک های ایمنی: رسوبات می توانند باعث افزایش فشارهای ناگهانی و خطرات انفجاری شوند. 

-بهبود کیفیت سیال حفاری: حفظ خواص سیال و جلوگیری از تغییرات ناخواسته در ترکیب آن. 

انواع بازدارنده های رسوب در صنعت حفاری 

در صنعت حفاری، بسته به نوع سیال حفاری، ترکیب آب و شرایط چاه، انواع مختلفی از بازدارنده های رسوب استفاده می شود. مهم ترین آن ها عبارتند از : 

 بازدارنده های فسفاته: به دلیل قدرت بالا در مهار رسوبات سولفاتی، کاربرد فراوانی در چاه های نفت دارند. 

بازدارنده های آلی: قابلیت جلوگیری از انواع رسوب ها را داشته و با مواد دیگر ترکیب می شوند. 

بازدارنده های نیتروژنه: برای شرایط خاص حفاری که نیاز به کنترل دقیق تر رسوب دارند استفاده می شوند. 

پلی کربوکسیلات ها: این مواد به خاطر سازگاری با شرایط سخت حفاری و مقاومت در برابر دماهای بالا، بسیار کابرد دارند. 

 چالش های انتخاب بازدارنده رسوب 

انتخاب بازدارنده رسوب مناسب در حفاری نیازمند درک دقیق از شرایط چاه و سیال است. برخی نکات مهم عبارتند از: 

- مطابقت با دمای چاه: دماهای بالا ممکن است باعث کاهش اثربخشی برخی بازدارنده ها شود. 

- سازگاری با سایر مواد شیمیایی: سیالات حفاری معمولا شامل ترکیبات مختلف هستند که باید بازدارنده با آن ها تداخل نداشته باشد. 

- دوز مصرفی بهینه: مصرف بیش از حد باعث افزایش هزینه ها و مصرف کمتر ممکن است ناکافی باشد. 

- پایش و کنترل مستمر: اندازه گیری کیفیت سیال و میزان رسوب به صورت دوره ای برای تنظیم مصرف ضروری است. 

بازدارنده رسوب (Scale Inhibitor) به عنوان یک راهکار در صنعت حفاری، نقش مهمی در افزایش عمر تجهیزات، بهبود عملکرد سیستم ها و کاهش هزینه های عملیاتی دارد. انتخاب و کاربرد صحیح این مواد شیمیایی، تضمین کننده موفقیت عملیات حفاری در شرایط پیچیده و متنوع چاه های نفت و گاز است. 

6. آنتی کروژن (Corrosion Inhibitor)

 معرفی آنتی کروژن (Corrosion Inhibitor) و کاربردش در صنعت حفاری

یکی از بزرگترین چالش ها در عملیات حفاری چاه های نفت و گاز، پدیده خوردگی(Corrosion) است. تجهیزات حفاری به طور مداوم در تماس با گل حفاری، سیالات زیرزمینی و شرایط سخت محیطی قرار دارند. وجود آب شور، گازهای خورنده مانند H₂S و CO₂ و همچنین شرایط دما و فشار بالا، باعث تسریع خوردگی فلزات در سیستم می شود. خوردگی اگر کنترل نشود می تواند باعث کاهش عمر تجهیزات، افزایش هزینه ها، توقف عملیات و حتی بروز حوادث خطرناک شود.  در مقابله با این مشکل، در صنعت حفاری از آنتی کروژن ها (Corrosion Inhibitors) استفاده می شود. این مواد شیمیایی با ایجاد یک لایه محافظ بر روی سطح فلزات یا تغییر شرایط محیط، مانع از تخریب و فرسودگی تجهیزات می شوند. 

آنتی کروژن یا باز دارنده خوردگی ماده ای است که به سیستم حفاری اضافه می شود تا از واکنش های شیمیایی و الکتروشیمیایی بین سیالات و سطح فلز، یا با تغییر خواص محیط اطراف فلز، باعث کاهش نرخ خوردگی می شوند. 

دلایل اهمیت خوردگی در حفاری:

 1. هزینه اقتصادی بالا

2. خطرات ایمنی

3. کاهش عمر تجهیزات

4. کاهش بازده عملیات حفاری

انواع آنتی کروژن های مورد استفاده در حفاری

1. بازدارنده های آنیونی(Anodic inhibitors): در عملیات حفاری برای مقابله با پدیده خوردگی، از دسته های مختلفی از آنتی کروژن ها استفاده می شود که هر کدام عملکرد و ویژگی خاص خود را دارند. یکی از رایج ترین گروه ها، بازدارنده های آندی هستند. این مواد با ایجاد یک لایه محافظ روی سطح فلز، مانع از ادامه واکنش های اکسیداسیون می شوند و به نوعی جلوی تخریب بخش آندی فلز را می گیرند. نمونه هایی مانند کرومات ها، نیترات ها و فسفات ها در این دسته قرار می گیرند. 

مزایا: ایجاد لایه مقاوم روی سطح فلز

معایب: حساس به غلظت، مصرف بیش از حد می تواند باعث خوردگی حفره ای شود. 

2.بازدارنده های کاتدی(Cathodic Inhibitors): نوع دیگری از آنتی کروژن ها، بازدارنده های کاتدی هستند که بیشتر روی واکنش های بخش کاتدی اثر می گذارند. این ترکیبات با کاهش سرعت واکنش هایی مانند احیای اکسیژن یا یون های هیدروژن، از رشد و پیشرفت خوردگی جلوگیری می کنند. نمک های فلزی خاص مثل روی و نیکل در این گروه استفاده می شوند. 

 مزایا: موثر در حضور اکسیژن

معایب: در محیط های اسیدی عملکرد ضعیف تری دارند. 

3.بازدارنده های ترکیبی (Mixed Inhibitors): همانطور که از نامشان پیداست، این مواد هم زمان روی بخش آندی و کاتدی اثر می گذارند و به همین دلیل در شرایط عملیاتی متنوع تر، کارایی بالاتری دارند. بسیاری از افزودنی های مورد استفاده در گل های حفاری امروز در این دسته قرار می گیرند. 

 نمونه ها: فسفات های آلی، آمین ها

4. بازدارنده های آلی (Organic Inhibitor): در کنار این موارد، استفاده از بازدارنده های آلی (مانند ایمیدازولین ها) نیز در صنعت حفاری رواج زیادی پیدا کرده است. ترکیباتی مانند آمین ها، ایمیدازولین ها و سولفونات ها با جذب شدن روی سطح فلز، یک لایه هیدروفوبیک(آب گریز) ایجاد میکنند که مانع از تماس آب و مواد خورنده با سطح فلز می شود. این نوع آنتی کروژن ها به دلیل تطبیق پذیری بالا و سازگاری بیشتر با محیط به شکل گسترده در پروژه های حفاری مدرن به کار می روند. به طور کلی، انتخاب نوع آنتی کروژن بستگی زیادی به شرایط حفاری دارد. اگر محیط حفاری اسیدی باشد، بازدارنده های آلی عملکرد بهتری دارند. در حالی که در محیط های قلیایی یا حضور نمک های معدنی، بازدارنده های آندی و کاتدی می توانند گزینه مناسب تری باشند. در پروژه های حساس که نیاز به بیشترین محافظت وجود دارد نیز معمولا از بازدارنده های ترکیبی استفاده می شود.

مزایا: سازگار با شرایط متنوع

معایب: گران تر نسبت به بازدارنده های معدنی 

 کاربرد آنتی کروژن ها در حفاری:

1. گل حفاری پایه آبی(WBM): در گل های حفاری پایه آبی به دلیل حضور آب و نمک های محلول، احتمال خوردگی تجهیزات بسیار بالاست. این سیالات می توانند باعث زنگ زدگی لوله ها و اتصالات شوند و عمر تجهیزات را به شدت کاهش دهند. استفاده از آنتی کروژن ها در این نوع باعث می شود روی سطح فلز لایه ای محافظ تشکیل شود و تماس مستقیم آب و یون های خوردنده با فلز به حداقل برسد. در نتیجه، تجهیزات در برابر زنگ زدگی و تخریب مقاوم تر می شوند.

2. گل حفاری پایه نفتی(OBM): 

 در گل های پایه نفتی هم اگرچه میزان آب کمتر است، اما ترکیبات شیمیایی خورنده و شرایط عملیاتی می توانند باعث خوردگی فلزات شوند. در این حالت آنتی کروژن ها کمک می کنند تا سطح فلز در برابر این ترکیبات محافظت شود و میزان تماس اجزای فلزی با مواد خورنده کاهش یابد. این موضوع به ویژه برای لوله های حفاری و قطعاتی که به طور مستقیم با گل در تماس هستند اهمیت زیادی دارد. 

3. حفاری در محیط های اسیدی: در برخی عملیات ها مانند اسید کاری چاه ها، محیط به شدت اسیدی می شود و این موضوع خطر خورندگی سریع تجهیزات را به دنبال دارد. در چنین شرایطی استفاده از آنتی کروژن ها حیاتی است، زیرا آن ها می توانند سطح فلز را در برابر اثرات شدید اسید محافظت کنند. این مواد با کاهش سرعت واکنش های شیمیایی، اجازه نمی دهند فلز در مدت کوتاه دچار تخریب شدید شود.

4. حفاری در اعماق زیاد: در حفاری های عمیق، شرایط دما و فشار بسیار بالا است. این شرایط باعث افزایش سرعت واکنش های خوردگی می شود و تجهیزات را در معرض فرسودگی شدید قرار می دهد. آنتی کروژن ها در این موارد نقش حیاتی دارند، زیرا با ایجاد یک سد محافظ و پایدار، نرخ خوردگی را کاهش می دهند و اجازه می دهند تجهیزات مدت بیشتری بدون آسیب کار کنند. در واقع بدون استفاده از این بازدارنده ها حفاری در چنین محیط هایی بسیار پر هزینه و خطرناک خواهد بود. 

7. آهن زدا (Iron Chelant)

8. پلی اکریل آمید (PAM)

پلی اکریل آمید (PAM) و کاربردهای آن در صنعت حفاری

پلی اکریل آمید(PAM) یکی از مهم ترین پلیمرهای مصنوعی است که در صنعت حفاری نفت و گاز نقش حیاتی دارد. این ماده با توانایی بهبود ویژگی های فیزیکی و شیمیایی سیالات حفاری، راندمان عملیات حفاری را افزایش می دهد و خطرات احتمالی را کاهش می دهد. 

ساختار و ویژگی های پلی اکریل آمید

PAM یک پلیمر محلول در آب است که از مونومر آکریل آمید ساخته می شود. این ماده در انواع یونی ( کاتیونی و آنیونی)، غیره یونی و  آمفوتریک تولید می شود. در ادامه به ویژگی های مهم و کلیدی PAM اشاره می شود: 

- ایجاد ژل پایدار و افزایش ویسکوزیته سیال حفاری

- مقاومت در برابر تغییرات دما و pH 

- کنترل و تثبیت ذرات معلق و لجن حفاری

- سازگاری با سایر افزودنی های حفاری

انواع پلی آکریل آمید در حفاری

پلی اکریل آمید(PAM) بسته به ویژگی های شیمیایی خود به انواع مختلفی تقسیم می شود که هر کدام کاربردهای خاصی در حفاری دارند. یکی از مهم ترین تفاوت ها در این پلیمر ها، بار الکتریکی آن هاست. PAM میتواند به چهار دسته اصلی آنیونی، کاتیونی، غیر یونی و آمفوتریک باشد و هر نوع اثر متفاوتی بر سیال و خاک حفاری دارد. 

 - یکی از مهم ترین انواع پلی اکریل آمید، پلی اکریل آمید آنیونی(APAM) است. این نوع به دلیل داشتن بار منفی، توانایی بالایی در جذب ذرات با بار مثبت دارد و به همین دلیل بیشترین کاربرد را در صنعت حفاری دارد. در سیالات حفاری APAM باعث بهبود خواص رئولوژیکی گل حفاری شده و با لخته سازی ذرات ریز، مانع از مشکلات چاه می شود. علاوه بر این، در تصفیه خانه های آب و فاضلاب صنعتی و معدنی نیز به عنوان یک ماده لخته ساز موثر استفاده می شود. 

 - نوع دیگر، پلی آکریل آمید کاتیونی(CPAM) است که به دلیل داشتن گروه های با بار مثبت، به راحتی به ذرات و کلوئید های منفی جذب می شود. این نوع بیشتر در صنایع کاغذسازی، نساجی و تصفیه فاضلاب های شهری به کار می رود و اگر چه در صنعت حفاری مصرف محدودی دارد، اما در برخی شرایط برای پایدار سازی شیل مورد استفاده قرار میگیرد. 

- در کنار این دو نوع، پلی آکریل آمید غیریونی (NPAM) نیز وجود دارد که فاقد بار الکتریکی است و عملکرد آن بیشتر بر اساس ایجاد پیوند هیدروژنی است. این ماده بیشتر در تصفیه فاضلاب های با شرایط خاص مانند محیط های اسیدی یا دارای شوری بالا کاربرد دارد و در صنعت حفاری مصرف چندانی ندارد. 

- نوع چهارم، پلی اکریل آمید آمفوتریک است که ترکیبی از گروه های آنیونی و کاتیونی در ساختار خود دارد و به همین دلیل رفتار آن به pH محیط بستگی پیدا می کند. در محیط های اسیدی خاصیت کاتیونی و در محیط های قلیایی خاصیت آنیونی از خود نشان میدهد. این نوع بیشتر در پروژه های خاص و پیچیده در تصفیه فاضلاب یا حفاری کاربرد دارد. 

از نظر شکل عرضه نیز پلی آکریل آمید در سه فرم اصلی تولید می شود: پودر خشک که رایج ترین و اقتصادی ترین نوع آن است، امولسیون که سرعت حل شدن بالاتری داردو برای سیستم های تزریقی مناسب است و در نهایت محلول مایع که آماده مصرف بوده اما غلظت آن پایین تر است. 

 در مجموع می توان گفت انواع پلی آکریل آمید شامل آنیونی، کاتیونی، غیر یونی و آمفوتریک هستند که بسته به شرایط عملیاتی نوع صنعت انتخاب می شوند. در این میان، پلی آکریل آمید آنیونی (APAM) بیشترین مصرف را در حفاری نفت و گاز دارد و نقش مهمی در بهبود کارایی سیالات حفاری ایفا می کند. 

مزایای استفاده از پلی آکریل آمید در حفاری

1. کاهش هزینه های عملیاتی: با بهبود کارایی گل حفاری، مشکلاتی مثل گیر لوله یا ریزش دیواره چاه کمتر اتفاق می افتد و این موضوع باعث صرفه جویی چشمگیر در هزینه های عملیاتی می شود. 

2. اثر گذاری بالا در دوز پایین: مقدار کمی از پلی آکریل آمید می تواند تغییرات بزرگی در خواص سیال ایجاد کند. این ویژگی باعث می شود مصرف مواد شیمیایی کمتر و اقتصادی تر باشد. 

3. کاهش مصرف سایر افزودنی ها: به دلیل اینکه پلی آکریل آمید همزمان چندین خاصیت دارد ( لخته سازی، کنترل ویسکوزیته، کاهش اصطکاک)، نیاز به استفاده از چند ماده شیمیایی مختلف کمتر می شود. 

4. سازگاری نسبی با محیط زیست: در مقایسه با برخی مواد شیمیایی دیگر، بعضی از گریدهای پلی آکریل آمید زیست سازگارتر هستند و اثرات مخرب کمتری بر محیط زیست باقی می گذارند. 

5. صرفه جویی در مصرف انرژی: کاهش اصطکاک باعث می شود انرژی کمتری برای گردش گل حفاری نیاز باشد، که هم عمر تجهیزات را افزایش می دهد و هم هزینه های انرژی را کاهش می دهد. 

 کاربردهای پلی آکریل آمید در صنعت حفاری

1. بهبود رئولوژی گل حفاری: پلی آکریل آمید می تواند ویسکوزیته گل حفاری را کنترل کند. در شرایطی که گل خیلی رقیق است، با افزایش ویسکوزیته به انتقال بهتر کنده ها کمک می کند و وقتی که غلظت بیش از حد بالا باشد، باعث روان تر شدن سیال می شود. این خاصیت انعطاف پذیر بودن، مدیریت شرایط مختلف حفاری را آسان تر می کند. 

2. لخته سازی و جدا سازی ذرات ریز: در فرآیند حفاری، ذرات ریز رس و کلوئید وارد گل می شوند. اگر این ذرات در سیستم باقی بمانند، باعث سنگین شدن بیش از حد گل و بروز مشکلاتی مانند گرفتگی می شوند. پلی آکریل آمید با خاصیت لخته سازی، این ذرات را به هم متصل کرده و جداسازی آن ها را آسان تر می سازد. 

3. کاهش اصطکاک(Friction Reducer): عبور گل حفاری از لوله ها و جداره چاه اصطکاک زیادی ایجاد می کند که منجر به افزایش مصرف انرژی و فشار بر روی تجهیزات می شود. پلی آکریل آمید به عنوان یک کاهنده اصطکاک عمل کرده و این مشکل را بر طرف می کند، در نتیجه پمپ ها راحت تر کار می کنند و انرژی کمتری مصرف می شود. 

4. پایداری سازندهای شیل: یکی از مشکلات حفاری، برخورد با سازندهای رسی و شیل(نوعی سنگ رسوبی) است که در تماس با آب متورم شده و باعث ریزش دیواره چاه می شوند. پلی آکریل آمید با ایجاد لایه ای محافظ روی سطح ذرات رسی، از تورم و ریزش جلوگیری کرده و پایداری چاه را افزایش می دهد. 

پلی آکریل آمید(PAM) با افزایش ویسکوزیته، کنترل لجن و تثبیت دیواره چاه، راندمان، ایمنی و کاهش هزینه های حفاری را به همراه دارد. انتخاب صحیح نوع و رعایت نکات فنی، کلید موفقیت در استفاده از این پلیمر مهم است. با رشد صنعت حفاری و نیاز به عملیات پیچیده تر، نقش PAM در آینده بیش از پیش حیاتی خواهد بود. 

9. بنتونیت (Bentonite)

 بنتونیت (Bentonite) نوعی خاک رس معدنی است که عمدتا از مونتموریلونیت تشکیل شده و از تجزیه سنگ های آتشفشانی به وجود می آید. این ماده وقتی با آب تماس پیدا می کند، متورم شده و ژلی با گرانروی بالا تشکیل می دهد. همین خاصیت باعث شده که بنتونیت به عنوان جز اصلی گل حفاری استفاده شود. 

 گل حفاری، سیالی است که در حین حفاری درون چاه به گردش در می آید و وظایف مختلفی مانند انتقال کنده ها، خنک کردن مته و تثبیت دیواره چاه را انجام می دهد. بنتونیت به دلیل خاصیت تورم و ایجاد ویسکوزیته مناسب، پایه ای ترین ماده برای تهیه این گل محسوب می شود. 

کاربردهای بنتونیت در حفاری

استفاده از بنتونیت در حفاری تنها به افزایش گرانروی سیال محدود نمی شود. مهم ترین نقش های آن عبارتند از: 

- انتقال کنده ها به سطح: ذرات سنگی که مته بر می دارد، باید به سرعت از چاه خارج شوند تا مسیر حفاری باز بماند. بنتونیت با ایجاد دوغاب غلیظ، این ذرات را به سطح منتقل می کند. 

- تثبیت دیواره چاه: با تشکیل لایه ای نازک و نفوذ ناپذیر روی دیواره، مانع ریزش یا نفوذ سیال به سازند می شود. 

- کنترل فشار چاه: با ایجاد ستون سیال، فشار مخزن کنترل می شود و از فوران ناگهانی جلوگیری می گردد. 

انواع بنتونیت حفاری: بنتونیت به دو دسته اصلی تقسیم می شود. 

1. بنتونیت سدیمی(Sodium Bentonite): به دلیل توانایی تورم بسیار بالا در تماس با آب، یکی از پرکاربردترین انواع بنتونیت در صنعت حفاری به شمار می رود. به دلیل خصوصیاتش، بنتونیت سدیمی اغلب اولین انتخاب در پروژه های نفت، گاز و چاه های عمیق است. 

- پایداری ژل: ایجاد لایه ای محافظ روی دیواره چاه که از ریزش آن جلوگیری می کند. 

- ویسکوزیته قوی: روان سازی مته و تسهیل جریان گل حفاری. 

- تورم بالا: توانایی انتقال راحت ذرات سنگین و خاک به سطح چاه. 

مناسب شرایط دشوار: ایده آل برای حفاری های عمیق و محیط های چالش بر انگیز.

2. بنتونیت کلسیمی(Calcium Bentonite): تورم کمتری نسبت به نوع سدیمی دارد و به همین دلیل برای دستیابی به عملکرد مطلوب، اغلب به مواد شیمیایی فعال کننده نیاز دارد. 

- ویسکوزیته متوسط: برای تثبیت دیواره چاه باید ترکیب یا افزودنی ها انجام شود. 

- تورم پایین تر: قدرت ایجاد ژل کمتر و نیاز به فعال سازی

- کاربرد محدود تر: مناسب پروژه های کم عمق یا شرایط خاص زمین شناسی.

مزایای استفاده از بنتونیت حفاری

 استفاده از بنتونیت حفاری در پروژه های مرتبط به صنعت نفت، گاز و آب، مزایای قابل توجهی به همراه دارد که مستقیما بر سرعت، ایمنی و هزینه های عملیات تاثیر می گذارد. این ماده معدنی به دلیل خواص منحصر به فرد خود، یکی از ضروری ترین اجزای گل حفاری محسوب می شود. 

1. افزایش راندمان و سرعت حفاری: بنتونیت با ایجاد خاصیت روان کنندگی در گل حفاری، اصطکاک بین مته و دیواره چاه را به میزان زیادی کاهش می دهد. این موضوع باعث می شود مته با فشار کمتری کار کند و سرعت نفوذ در لایه های زمین بیشتر شود. 

 2. ارتقای ایمنی عملیات: یکی از مهم ترین وظایف گل حفاری، کنترل فشار درون چاه است. بنتونیت با ایجاد ژل پایدار، مانع ورود ناگهانی گاز یا سیال از مخزن می شود و خطر فوران چاه را کاهش می دهد. این ویژگی نقش مهمی در حفظ جان کارکنان و جلوگیری از آسیب به تجهیزات دارد. 

3. کاهش فرسایش و استهلاک تجهیزات: گل حفاری حاوی بنتونیت، مانند یک لایه محافظ، از مته و سایر تجهیزات در برابر سایش و ضربه محافظت می کند. این خاصیت، عمر مفید تجهیزات را افزایش داده و هزینه تعویض یا تعمیرات را کاهش می دهد. 

4. عملکرد پایدار در شرایط سخت: بنتونیت حفاری حتی در شرایط دمای بالا و فشار زیاد، خواص فیزیکی و شیمیایی خود را حفظ می کند. این پایداری باعث می شود کیفیت حفاری در طول پروژه ثابت بماند و اختلالی در کار ایجاد نشود. 

5. کاهش هزینه های عملیاتی: با افزایش عمر تجهیزات و بالا رفتن سرعت حفاری، هزینه کلی عملیات به شکل محسوسی کاهش پیدا می کند. استفاده از بنتونیت یک سرمایه گذاری مطمئن برای بهینه سازی بودجه پروژه است. 

6. بهبود کیفیت خروجی حفاری: بنتونیت با قابلیت انتقال سریع کنده ها به سطح، مانع ته نشینی آن ها در چاه می شود. این موضوع از گرفتگی مسیر حفاری جلوگیری کرده و کیفیت نهایی عملیات را بهبود می بخشد. 

فرآیند تهیه و مصرف بنتونیت حفاری 

بنتونیت پس از استخراج از معدن، به کارخانه فرآوری منتقل شده و به صورت پودر نرم بسته بندی می شود. در محل پروژه، این پودر با آب مخلوط شده و گل حفاری تشکیل می شود. مقدار بنتونیت مصرفی بسته به نوع سازند، عمق حفاری و خواص مورد نیاز سیال متفاوت است. 

نکات مهم در انتخاب بنتونیت حفاری

بررسی خلوص و درصد مونتموریلونیت 

بررسی به قدرت تورم و گرانروی

قیمت و دسترسی به منابع پایدار

 با پیشرفت فناوری های حفاری و افزایش نیاز به عملیات ایمن تر و اقتصادی تر، نقش بنتونیت همچنان پر رنگ باقی خواهد ماند. تحقیقات جدید بر بهبود کیفیت و اصلاح شیمیایی بنتونیت متمرکز است تا مقاومت بیشتری در برابر دما و فشار بالا داشته باشد. همچنین، توجه به مسائل زیست محیطی باعث می شود استفاده از بنتونیت های سازگارتر با محیط زیست در آینده گسترش یابد. 

10. لجن زدا (Deflocculant)

لجن زدا (Deflocculant)، فناوری های صنعت نفت و گاز 

در صنعت حفاری چاه های نفت و گاز، کنترل کیفیت و خواص گل حفاری یکی از مهم ترین وظایف تیم مهندسی است. گل حفاری نه تنها وظیفه حمل کنده های حفاری به سطح را برعهده دارد، بلکه باید فشار چاه را متعادل نگه دارد، دیواره چاه را پایدار کند و شرایط لازم برای ادامه ی عملیات حفاری را فراهم نماید، یکی از چالش های مهم در این زمینه، فلوکوله شدن ذرات رس و افزایش ویسکوزیته گل حفاری است. این پدیده می تواند عملکرد سیستم را مختل کند، سرعت حفاری را کاهش دهد. برای مقابله با این مشکل، از لجن زداها یا Deflocculant استفاده می شود. لجن زدا (Deflocculant) ماده ای شیمیایی است که در گل حفاری برای جلوگیری از تجمع ذرات رس و کلوئیدی به کار می رود. این مواد با تغییر بار الکتریکی سطح ذرات، مانع از چسبیدن آن ها به یکدیگر می شوند. نتیجه ی این فرآیند، کاهش گرانروی و بهبود پایداری رئولوژیکی گل حفاری است. 

به بیان ساده تر، اگر لخته ها یا فلوک ها در گل حفاری تشکیل شوند، گل بیش از حد غلیظ می شود و گردش آن در سیستم سخت خواهد شد.  Deflocculant این لخته ها را از هم جدا کرده و امکان حرکت آزاد ذرات را فراهم می کند. 

 دلایل استفاده از لجن زدا در گل حفاری عبارتند از : 

1. کنترل رئولوژی گل حفاری: گل حفاری وقتی وارد چاه می شود باید بتواند هم کنده های حفاری را منتقل کند و هم فشار هیدرواستاتیکی مناسبی ایجاد نماید. اگر گل بیش از حد غلیظ شود، پمپاژ آن سخت خواهد شد و انرژی بیشتری مصرف مصرف می کند. از طرفی اگر خیلی رقیق باشد، توانایی حمل کنده ها را از دست می دهد. لجن زدا با پراکنده نگه داشتن ذرات رس و جلوگیری از لخته شدن آن ها، کمک می کند که ویسکوزیته و خصوصیات رئولوژیکی گل حفاری در محدوده مطلوب باقی بماند. این یعنی گل حفاری همیشه حالت پایدار و کارایی لازم را خواهد داشت. 

2. افزایش کارایی حفاری: وقتی گل حفاری به خوبی تنظیم شده باشد، راحت تر در سیستم گردش می کند و با انرژی کمتری پمپاژ می شود. این موضوع باعث می شود که کنده های حفاری سریع تر به سطح برسند، فشار درون چاه بهتر کنترل شود و سرعت کلی حفاری بالاتر برود. به بیانی ساده، با استفاده از لجن زدا، راندمان عملیات حفاری افزایش پیدا می کند و تیم حفاری می تواند با مشکلات کمتری کار را پیش ببرد.

3. کاهش رسوب و گرفتگی تجهیزات: یکی از مشکلات رایج در عملیات حفاری، ته نشین شدن جامدات و تشکیل رسوب در لوله ها، پمپ ها و مسیر گردش گل است. این اتفاق می تواند باعث کاهش عمر تجهیزات و توقف های ناخواسته شود. لجن زدا با جلوگیری از فلوکوله شدن ذرات، مانع ته نشینی سریع آن ها می شود و اجازه نمی دهد گل حفاری خاصیت گل آلود و رسوب زدا پیدا کند. در نتیجه، سیستم تمیزتر و تجهیزات سالم تر باقی می مانند. 

4. کاهش هزینه ها: در نهایت، استفاده از لجن زدا به طور مستقیم و غیر مستقیم باعث صرفه جویی در هزینه ها می شود. از یک طرف، چون گل حفاری پایدار می ماند، مصرف سایر مواد شیمیایی کاهش پیدا می کند. از طرف دیگر، به دلیل کمتر شدن رسوب و گرفتگی، نیاز به تعمیر و تعویض تجهیزات هم کمتر می شود. همچنین سرعت حفاری بالاتر می رود و زمان کل پروژه کوتاه تر می شود. همه ی این موارد یعنی هزینه نهایی حفاری پایین تر خواهد آمد و پروژه اقتصادی تر پیش خواهد رفت. 

مکانیزم عملکرد لجن زدا(Deflocculant):

مکانیزم عملکرد Deflocculant بر پایه ی افزایش بار منفی سطح ذرات رس است. در حالت طبیعی، ذرات رس تمایل دارند با یکدیگر فلوک تشکیل دهند، زیرا بارهای الکتریکی مثبت و منفی روی سطح آن ها باعث جذب متقابل می شود. با ایجاد یک لایه ی یونی اطراف ذرات، این نیروهای جاذبه را کاهش داده و نیروی دافعه را افزایش می دهد. 

نتیجه:

- ذرات به حالت پراکنده (Dispersed) باقی می مانند. 

- گل حفاری پایدار تر می شود. 

- از افزایش ناگهانی ویسکوزیته جلوگیری می شود. 

انواع لجن زداهای مورد استفاده در صنعت حفاری:

مواد Deflocculant متنوعی در حفاری به کار می روند که هر کدام مزایا و محدودیت های خاص خود را دارند. 

1. لیگنوسولفونات ها (Lignosulfonates) 

 لیگنوسولفونات ها پرکاربردترین لجن زداها در حفاری هستند. این مواد از فرآورده های جانبی صنایع چوب و کاغذ به دست می آیند و به دلیل قیمت مناسب و کارایی بالا، انتخاب اول بسیاری از مهندسان حفاری محسوب می شوند.

انواع: کروم لیگنوسولفونات(CLS)

کروم فری لیگنوسولفونات (CFLS)

 مزایا: ارزان، موثر، سازگار با شرایط مختلف زمین شناسی

معایب: در بعضی شرایط ممکن است رنگ و بوی گل حفاری را تغییر دهند. 

 2. تانیک اسید(Tannic acid): تانیک اسید یک ماده طبیعی با خاصیت پلی فتولی است که خاصیت Deflocculant دارد. این ماده نسبت به لیگنوسولفونات ها کمتر استفاده می شود اما در برخی شرایط خاص حفاری، به ویژه زمانی که محدودیت زیست محیطی وجود دارد، می تواندانتخاب خوبی باشد. 

3. پلی فسفات ها(Polyphosphates): پلی فسفات ها مانند سدیم هگزامتافسفات در گذشته کاربرد زیادی در گل حفاری داشتند. آن ها با افزایش بار منفی روی سطح ذرات رس، از فلوکوله شدن جلوگیری می کنند. امروزه استفاده از این ترکیبات کمتر شده، اما همچنان در برخی پروژه ها به عنوان لجن زدا به کار می روند. 

4. پلیمرهای آنیونی(Anionic Polymers): پلیمرهای آنیونی نسل جدیدی از لجن زداها هستند که قدرت زیادی در پراکنده نگه داشتن ذرات دارند. این مواد عملکرد بهتری در شزایط خاص حفاری نشان می دهند و نسبت به مواد قدیمی تر، پایداری بیشتری به گل می دهند. البته باید توجه داشت که قیمت این دسته از Deflocculant ها بالاتر است. 

5. سدیم سیلیکات(Sodium Silicate): سدیم سیلیکات در شرایط ویژه به عنوان لجن زدا استفاده می شود. این ماده توانایی خوبی در پایدار سازی ذرات دارد و می تواند از ته نشینی سریع رس ها جلوگیری کند، هر چند مصرف آن گشترده نیست، اما در برخی پروژه های خاص جایگزین مناسبی محسوب می شود. 

• قبلی
• بعدی