بهبود عملکرد صمغ زانتان در سیستم‌های گلی مبتنی بر آب

مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) :

بهبود عملکرد صمغ زانتان در سیستم‌های گلی مبتنی بر آب با استفاده از پلیمر زیستی سازگار با محیط زیست

چکیده

صمغ زانتان معمولاً در سیالات حفاری برای ایجاد ویسکوزیته، تعلیق جامدات و کنترل از دست دادن مایعات مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این حال، به دماهای بالا حساس است و در برابر آلاینده های میدانی مقاوم نیست. این مقاله یک مطالعه تجربی در مورد اثرات یک بایو پلیمرِ دوست دارِ محیط زیست (صمغ دیوتان) بر صمغ زانتان (XC) در گل بنتونیت پایه آبی می‌باشد نتایج آزمایشگاهی برای ترکیب‌های مختلفِ پلیمرهای زیستی، در گل‌های بنتونیتی مبتنی بر آب و فرموله‌ شده بدون نمک و همچنین در گل‌های بنتونیتی مبتنی بر آب و حاوی کلرید سدیم (NaCl) انجام گشت. خواص رئولوژیکی گل‌های بنتونیتیِ مبتنی بر آب و فرموله شده با صمغ زانتان ( 2Ibm ) و گل‌های بنتونیتیِ مبتنی بر آب و تهیه شده با استفاده از صمغ زانتان (  1Ibm) و صمغ دیوتان ( 1Ibm )، بوسیله ویسکومتر مدل 1100 پس از پیرسازی در دمای 25 درجه سانتی گراد، 100 درجه سانتی گراد و 120 درجه سانتی گراد به مدت 16 ساعت اندازه گیری شد. مایع موسسه نفت آمریکا(API)  حذف گشت و کیک فیلتر فرمولاسیون گل با استفاده از فیلتر پرس دما بالا فشار بالا (HTHP) اندازه گیری شد. خواص گل بنتونیتِ مبتنی بر آب حاوی تنها صمغ زانتان با گل بنتونیتِ پایه آب حاوی صمغ زانتان و صمغ دیوتان مورد مقایسه قرار گرفت. از نتایج ارائه شده مشاهده می‌گردد که ترکیب صمغ دیوتان و صمغ زانتان در نسبت 1:1 در گل بنتونیتی مبتنی بر آب عملکرد آن را با توجه به خواص سیال افزایش می‌دهد - ویسکوزیته ظاهری، استحکام ژل، نقاط تسلیم، نسبت نقطه تسلیم(YP)/ویسکوزیته پلاستیک (PV) ،ویسکوزیته با نرخ برش پایین (LSRV)، شاخص رفتار جریانn) ) وشاخص قوام سیال (K). هم‌چنین فرمول‌های سیال نیز ویژگی‌های ساخت کیک گلی مطلوبی را نشان می‌دهند. داده های تجربی، کاهش 16%، 19% و 34% در از دست دادن مایع API برای گل بنیتویتِ مبتنی بر آب، حاوی XC و در حضور صمغ دیوتان، پس از پیرسازی در دمای 25 ، 100 و 120 درجه سانتی گراد، به ترتیب به مدت 16 ساعت را نشان می‎‌دهند. هم چنین، نتایج تجربی نشان می‌دهند که گل بنتونیتِ مبتنی بر آبِ حاوی صمغ زانتان و صمغ دیوتان آسیب کمتری به ساختار وارد می‌کند و متحمل آلودگی با یک کاتیون تک ظرفیتی (Na+) می‌شود. بنابراین، هم افزایی صمغ زانتان و صمغ دیوتان می‌تواند عملکرد مایعات حفاری مبتنی بر آب را بهبود بخشد.

نتایج

هدف از این مطالعه بررسی اثرات یک پلیمر دوستدار محیط زیست (صمغ دیوتان)، بر روی یک پلیمر صنعتی پرمصرف (صمغ زانتان) در گل بنتونیت پایه آب و تهیه شده بدون نمک و هم‌چنین در گل بنتونیت پایه آب حاوی نمک(NaCl)  می‌باشد. نتایج آزمایشگاهی برای ترکیب‌های مختلف پلیمرهای زیستی در گل‌های بنتونیتی مبتنی بر آب برای تعیین بهینه عملکرد سیال انجام گشت. خواص گل بنتونیت مبتنی بر آب که فقط حاوی صمغ زانتان می‌باشد با گل بنتونیت پایه آب حاوی صمغ زانتان و صمغ دیوتان به عنوان پلیمرهای محلول مورد مقایسه قرار گرفت و نتیجه گیری های زیر به عمل رسید:

• ترکیب صمغ دیوتان و صمغ زانتان در نسبت 1:1 عملکرد گل بنتونیتِ پایه آب را افزایش می دهد.

• گل بنتونیت حاوی صمغ زانتان و صمغ دیوتان آسیب کمتری به ساختار وارد می‌کند، زیرا کیک گلی نازک و نفوذپذیری کم آن از نفوذ ریزدانه‌ها به ساختار جلوگیری می‌کند.

• داده های تجربی، کاهش 16%، 19% و 34% در از دست دادن مایع API برای گل بنیتویتِ مبتنی بر آب، حاوی صمغ­ زانتان و در حضور صمغ دیوتان، پس از پیرسازی و در دمای 25 ، 100 و 120 درجه سانتی گراد، به ترتیب به مدت 16 ساعت را نشان می‎‌دهند.

• صمغ دیوتان مقاومت گل بنتونیتی مبتنی بر آب و حاوی صمغ زانتان را در برابر آلودگی نمک بهبود می‌بخشد.

• صمغ دیوتان ویژگی‌های تلفات فیلتراسیون استاتیکی گل‌های بنتونیتی مبتنی بر آب و حاوی صمغ زانتان را حتی در حضور نمک بهبود می‌بخشد.

• صمغ دیوتان پتانسیل‌های تعلیق، ویژگی‌های تمیز کردن سوراخ‌ها و قلمه‌های حفر شده و ظرفیت حمل مواد وزنی گل‌های بنتونیت مبتنی بر آب و حاوی صمغ زانتان را افزایش می‌دهد.

• صمغ دیوتان ، صمغ زانتان را از تخریب حرارتی محافظت می‌نماید یا به عنوان یک عامل قربانی عمل می‌نماید.

• صمغ دیوتان ویژگی‌های ژل شدن گل‌های بنتونیتی مبتنی بر آب و حاوی صمغ زانتان را بهبود می‌بخشد.

• هم افزایی صمغ دیوتان و صمغ زانتان پایداری حرارتی صمغ زانتان را می‌افزاید و عملکرد گل بنتونیت بر پایه آب را بهبود می‌بخشد.

دانلود فایل : بهبود عملکرد صمغ زانتان در سیستم‌های گلی مبتنی بر آب با استفاده از پلیمر زیستی سازگار با محیط زیست

Reference

Akpan EU, Enyi GC, Nasr GG. “Enhancing the performance of xanthan gum in water-based mud systems using an environmentally friendly biopolymer”. Journal of Petroleum Exploration and Production Technology. 2020 Jun;10:1933-48.

DOI: https://doi.org/10.1007/s13202-020-00837-0

ترجمه و ویرایش : سروین ابراهیمی