مقدمه :

هدف از این آزمایش مطالعه خواص روانی گل حفاری و چگونگی کنترل آن ها می باشد.

 

قسمت اول – اثر نقطه ییلد بر روی ویسکوزیته ظاهری

 

    1 –  معادل یک  بشکه تعلیق بنتونیت در آب شیرین با ویسکوزیته ظاهری 15 سانتی پواز تهیه و خواص زیر را اندازه بگیرید:

• ویسکوزیته ظاهری
• ویسکوزیته پلاستیکی
• نقطه ییلد

   2 –  محلول 10% (ده گرم درصد میلی لیتر آب) آهک تهیه نمایید و معادل نیم گرم آهک (پنج میلی لیتر محلول) به گل فوق بیافزایید و خواص فوق را پس از 5 دقیقه بهم زدن مجدداً آزمایش نمایید.

  3 –  نتایج دو آزمایش بالا را بر روی کاغذ گراف معمولی رسم نمایید و مقایسه کنید.

 

هدف:

هدف آزمایش بالا مشاهده اثر افزایش نقطه ییلد بر روی ویسکوزیته ظاهری می باشد. افزودن آهک Ca(OH)₂ به گل باعث افزایش نیروهای جاذبه بین ذرات رسی و در نتیجه بالا رفتن نقطه ییلد می شود. چون ویسکوزیته ظاهری تابع نقطه ییلد نیز می باشد بنابراین تغییرات آن مستقیماً بر روی ویسکوزیته ظاهری اثر می گذارد. بدین مناسبت موقعی که در یک گل نیروهای جاذبه زیاد شوند ویسکوزیته ظاهری متناسب با افزایش نقطه ییلد بالا می رود.

 

قسمت دوم – اثر آب در کنترل نقطه ییلد

 

    1 – گل مورد آزمایش در قسمت اول مقدار پنج درصد حجمی (17.5 میلی لیتر) آب شیرین بیافزایید و پس از سه دقیقه بهم زدن خواص آزمایش شده را اندازه­ گیری نمایید و در روی گراف رسم نمایید.

 

هدف:

مشاهده موثر نبودن آب در کنترل نقطه ییلد هدف این آزمایش می­ باشد. اگرچه افزودن آب تقلیل جزئی در نقطه ییلد را به علت ترقیق ذرات رسی باعث م ی­شود ولی این به معنی این نیست که نیروهای جاذبه  تقلیل یافته­ اند بلکه این تغییر ظاهری در نقطه ییلد بعلت زیاد شدن فاصله بین ذرات ایجاد شده است. بنابراین با افزودن مقدار کافی آب می­توان نقطه ییلد و بهمراه  آن ویسکوزیته ظاهری را پایین آورد ولی این عمل مستلزم صرف مقادیر غیرعادی آب بوده  و تازه گل حاصله دارای استحکام بندش و افت صافی زیاد خواهد بود.

 

 

قسمت  سوم – اثر مواد شیمیائی بر روی خواص روانی گل

 

   1 – استفاده از یک محلول 10 درصد تترافسفات سدیم مقدار 0.3 پوند فسفات به یک نمونه یک  بشکه ای از گل قسمت دوم افزوده پس از پنج دقیقه بهم زدن خواص اندازه ­گیری شده را مجدداً آزمایش نموده بر روی گراف منعکس نمایید.

 

هدف:

   هدف از آزمایش فوق مشاهده اثر افزودن مواد شیمیائی برای تقلیل نقطه ییلد می­باشد. افزایش فسفات به کل در مورد این آزمایش ایون مسئول ایجاد ویسکوزیته ظاهری و نقطه ییلد زیاد را رفع نموده است. تینرهائی که به سیستم گلی با نقطه ییلد بالا افزوده می­ شوند منتج به تقلیل ویسکوزیته ظاهری و نقطه ییلد می ­شوند. آنها بر اثر مواد آلوده کننده غلبه نموده و در عین حال نیروهای جاذبه ایجاد شده در اثر والانسهای باند شکسته را اشباع می ­نمایند.

قسمت چهارم- اثر افزایش مواد جامد خنثی بر خواص روانی گل

 

   1 –   وزن نمونه گل بالا را اندازه گرفته مقدار باریت لازم را برای ازدیاد وزن به 12 پوند برای یک بشکه حساب نمایید. باریت محاسبه شده را افزوده پس از پنج دقیقه به هم زدن خواص اندازه گیری شده را آزمایش نمایید و بر روی گراف منعکس کنید.

 

   2 –    وزن گل را از 12 به 14 پوند برای یک بشکه برسانید و خواص بالا را مجدداً آزمایش کنید و بر روی گراف منعکس کنید.

هدف:

 مشاهده اثر افزایش مواد جامد خنثی بر روی ویسکوزیته ظاهری و ویسکوزیته پلاستیکی و نقطه ییلد هدف این آزمایش می­ باشند. در مورد آزمایش بالا مواد وزن دهنده افزوده شده باعث ازدیاد غلظت مواد جامد و افزایش اصطکاک بین ذرات شده است. این عمل سبب ازدیاد ویسکوزیته پلاستیکی و نتیجتاً ازدیاد ویسکوزیته ظاهری می­ شود. نکته قابل توجه اینکه افزودن مواد جامد خنثی به گل باعث تغییر بسیار کمی در نقطه ییلد شده و یا اینکه اصلاً در آن اثر نداشته است. بنابراین می­ توان درک کرد که افزودن تینرهای شیمیایی به این گل در تقلیل ویسکوزیته ظاهری موثر نخواهد افتاد.

قسمت پنجم- اثر ترقیق غلظت مواد جامد بر خواص روانی گل

 

     1 –  مقدار 10 درصد حجمی (35 میلی لیتر) آب شیرین به یک بارل نمونه بالا افزوده پس از پنج دقیقه به هم زدن خواص آزمایش شده را اندازه گیری نمایید و بر روی گراف منعکس کنید.

 

هدف:

مشاهده اثر افزودن آب به گل و تقلیل غلظت مواد جامد بر روی ویسکوزیته ظاهری و ویسکوزیته پلاستیکی و نقطه ییلد هدف این آزمایش است. ترقیق غلظت مواد جامد در عین حال اصطکاک بین ذرات را کم نموده و ویسکوزیته پلاستیکی و در نتیجه ویکسوزیته ظاهری را تقلیل می دهد. بنابراین ویسکوزیته پلاستیکی نمودار غلظت مواد جامد بوده و با کم نمودن مقدار مواد جامد تقلیل می­ یابد.

قسمت ششم – اثر برش ذرات رسی بر روی خواص روانی گل

 

   1 – معادل یک بارل تعلیق 30 سانتی پوازی از بنتونیت و آب تهیه نمایید و خواص روانی آن را آزمایش نمایید.

 

  2 – نمونه بالا را در یک بهم زن Waring Blender ریخته مدت 10 دقیقه به هم بزنید و خواص بالا را مجدداً آ‍زمایش نمایید و با خواص بند(1) این آزمایش مقایسه کنید.

هدف:

هدف این آزمایش مشاهده اثر برش ذرات رسی بر روی ویسکوزیته ظاهری و ویسکوزیته پلاستیکی و نقطه ییلد می ­باشد. در نتیجه نیروی برشی حاصله از سرعت زیاد دستگاه به همزن ذرات رسی بذراتی کوچکتر تقسیم می­ شوند و در نتیجه ایجاد بارهای اشباع نشده در لبه­ های ذرات رسی جدید نیروی کششی بین ذرات زیاد می­ شود و با آن نقطه ییلد بالا می ­رود. عین این عمل بوسیله عمل آسیایی مته حفاری در داخل چاه اتفاق می­ افتد.

نتیجه:

1-    ویسکوزیته فانل(Funnel) یک ویسکوزیته ظاهری می ­باشد. وقتی ویسکوزیته فانل یک گل بالا باشد ویسکوزیته ظاهری آن نیز بالا خواهد بود. بالا بودن ویسکوزیته فانل یا به علت زیاد بودن غلظت ذرات جامد گل و یا زیاد شدن آن ذرات (ویسکوزیته پلاستیکی) می­ باشد و یا اینکه نقطه ییلد گل در اثر آلودگی و یا وجود والانس ­های شکسته اشباع نشده عامل افزایش ویسکوزیته مزبور می ­باشند. بالا بودن ویسکوزیته ظاهری همچنین می­ تواند معلول وجود هر دو عامل فوق باشد. بنابراین با استفاده از (VG) بهتر می ­توان معین نمود که چگونه و به چه نحوی با بکار بردن مواد شیمیایی با آب و یا هر دو ویسکوزیته فانل را بتوان تقلیل داد.

   وقتی باریت به گل حفاری افزوده می ­شود غلظت مواد جامد بالا می­رود و ویسکوزیته ظاهری افزایش می­ یابد. چون در عملیات حفاری اغلب لازم می­ شود که وزن گل افزایش داده شود لذا قبل از افزودن باریت بایستی ویسکوزیته ظاهری را بدون تغییر دادن ماهیت گل به حداقل رسانید. این عمل باعث می ­شود که ویسکوزیته گل در یک حدود مطلوب باقی بماند. بطور کلی در مواقعی که وزن گل را می­ بایست مقدار زیادی افزایش داد اضافه کردن آب و مواد شیمیایی برای ایجاد خواص مطلوب روانی لازم خواهد بود.