تاثیر نانو ذرات زیرکونیا بر خواص فیزیکی و مکانیکی سیمان های سنگین

دانلود مقاله درمورد بررسی تاثیر نانو ذرات زیرکونیا بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی سیمان های سنگین وزن چاه های نفت مناطق نفت خیز جنوب

67 صفحه word – قابل ویرایش + دارای منابع

مناسب رشته : مهندسی نفت

گرایش: بهره برداری

فهرست مطالب :

فصل اول: مقدمه و بیان مفاهیم

• 1-1-مقدمه
• 1–2-بيان مسأله تحقیق
• 1–3-ضرورت انجام تحقيق
• 1–4-اهداف مشخص تحقيق
• 1–5-سؤالات تحقیق
• 1–6-فرضيه‏هاي تحقیق
• 1-7-متغيرهاي تحقیق
• 1–8-نوآوري در تحقيق
• 1-9-روش تحقیق

فصل دوم: تئوری وپیشینه تحقیق

• 2-1-مقدمه
• 2-2-سیمان کاری چاه
• 2-3-لوله جداری
• 2-3-1-لوله جداری هادی
• 2-3-2-لوله جداری میانی
• 2-3-3-لوله جداری سطحی
• 2-3-4-لاینر
• 2-3-5-لوله جداری تولیدی
• 2-4-سیمان پرتلند
• 2-5-فرآیند هیدراتاسیون سیمان
• 2-6-مواد افزودنی سیمان و انواع متداول
• 2-7-مواد افزودنی سیمان
• 2-7-1-شتاب دهنده ها
• 2-7-2-ریتاردر ها
• 2-7-3-عوامل وزن افزا
• 2-7-4-عوامل کنترل افت صافاب
• 2-7-5-توسعه دهنده ها
• 2-7-6-وزن مخصوص دوغاب
• 2-7-7-آب آزاد
• 2-7-8-افت صافی
• 2-8-9-رفتار جریانی
• 2-9-مراحل سيمان
• 2-9-1-مرحله دوغاب سيمان
• 2-9-2-مرحله ژلگي
• 2-9-3-مرحله بندش سيمان
• 2-10-دوغاب‌های سنگین وزن سیمان
• 2-11-فرآیند طراحی سیمانکاری
• 2-12-مشکلات سیمان کاری چاه
• 2-13-مروری بر مطالعات گذشته

فصل سوم: تجهیزات و وسایل آزمایشگاهی

• 3-1-مقدمه
• 3–2دستگاه مخلوط کن برقی اتوماتیك
• 3–3ترازو
• 3–4دستگاه گرانروی سنج چرخشی
• 3–5دستگاه اندازه گیری بندش دوغاب سیمان در شرایط چاه
• 3–6دستگاه اندازه گیری مقاومت تراکمی سیمان  (UCA)
• 3–7دستگاه فیلتر پرس
• 8-3 نانو ذرات زیرکونیا

فصل چهارم: آنالیز و تحلیل نتایج

• 4-1- تهیه کردن دوغاب های سیمان حفاری و آزمایشات
• 4-2-بحث و نتایج
• 4-3-آنالیز تصویر برداری میکروسکوپی

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

• 5-1- نتیجه گیری
• 5-2- پیشنهادات
• منابع
• چکیده لاتین

دارای فهرست جداول و اشکال نیز میباشد…

چکیده ای از این مقاله :

هدف اولیه سیمان کاری چاه نفت، ارائه ایزوله منطقه ای است. سیمان چاه نفت با افزودن آب و چند ماده افزودنی به دوغاب سیمان تهیه می شود. از افزودنی های سیمان برای بهبود استحکام و زمان پخت استفاده می شود. دوغاب سیمان به داخل حلقۀ بین لوله جداری و سازند پمپ می شود تا از مهاجرت بین ناحیه ای سیال در داخل سازند جلوگیری کند و انزوای ناحیه ای بادوام را فراهم کند. اطمینان از پیوند قوی بین لوله جداری و سازند، کلید هر عملیات سیمان کاری موفق است. در این تحقیق بصورت آزمایشگاهی تاثیرات نانو ذرات زیرکونیا بر روی سیمان چاه نفت به عنوان یک افزایه افزایش دهنده استحکام سنگ  سیمان بررسی شد. آزمایشات مورد نیاز در این تحقیق (میزان افت صافاب دوغاب سیمان ، خواص رئولوژیکی، زمان بندش اولیه، زمان نیم بندش نهایی و استحکام تراکمی سنگ سیمان) طبق استانداردهای عملیاتی در صنعت سیمان حفاری (API-10B) مورد ارزیابی قرار گرفت، تا تاثیرات نانو ذرات زیرکونیا در دوغاب کاملا مشخص شده و بهترین مقدار استفاده در دوغاب سیمان حفاری نیز مشخص شود. خصوصیات رئولوژیکی دوغابهای سیمان مطابق استاندارد API با استفاده از ویسکومتر مدل فن35 برای تعیین رفتار رئولوژی دینامیک و استاتیک دوغاب سیمان براساس مدل پلاستکیی بینگهام اندازه گیری می گردد. همچنین مقادیر افت صافاب دوغاب و آزمایش شکست مکانیک سنگ برروی نمونه های سیمانی سخت شده پس از گذشت 24 ساعت نیز مطابق با روش استاندارد توصیه شده توسط انستیتو مهندسی نفت آمریکا بررسی خواهد شد. اضافه کردن نانو زیرکونیا به دوغاب سیمان تغییر محسوسی در گرانروی پلاستیکی ایجاد نمی کند ولی باعث افزایش نقطه وارفتگی می شود.نتایج نشان داد نانو زیرکونیا به صورت تند کننده ی زمان نیم بندش سیمان عمل کرده است. بیشترین استحکام سنگ سیمان کلاس G حاوی نانو زیرکونیا (3400 پام) مربوط است به دوغاب شماره 5 که در آن مقدار نانو زیرکونیا 4 درصد وزنی سیمان خشک می باشد. کمترین زمان بندش اولیه دوغاب سیمان کلاس G حاوی نانو زیرکونیا نیز برای دوغاب شماره 5 بدست آمده است. نتایج نشان داد که ذرات نانو ZrO2 به‌عنوان هسته‌سازی در طول فازهای هیدراتاسیون سیمان عمل می‌کنند و به دلیل واکنش‌پذیری برتر در سطح نانو، فرآیند هیدراتاسیون را ارتقا می‌دهند. در نتیجه ریزساختار ماتریس سیمان را متراکم می کند، تخلخل را کاهش می دهد و مقاومت فشاری را افزایش می دهد.

نمایی از این مقاله :