اثر دما بر خواص روانه شناسی با حد تنش برشی گل های حفاری بنتونایت اصلاح شده با نانوذره اکسید آهن

در این مقاله، اثر دما بر خواص روانه شناسی و کاهش وزن یک گل حفاری بنتونایت برپایه آب اصلاح شده با نانوذره اکسید آهن (nanofe_2 o_3) مورد بررسی قرار گرفت. غلظت بنتونایت در گل های حفاری، تا 6% براساس وزن آب تغییر داده شد و دما از 25 تا 85 درجه ، تغییر داده شد. غلظت nanofe_2 o_3 بین 0 تا 1% ، براساس وزن گل حفاری تغییر داده شد تا خواص روانه شناسی گل حفاری، اصلاح شود. nanofe_2 o_3 و رس بنتونایت، با استفاده از تحلیل پراش اشعه ایکس (xrd) و آنالیز وزن سنجی حرارتی (tga)، مشخصه یابی شدند. در مطالعه tga، کاهش وزن کل در دمای 800 درجه برای بنتونایت از 13% تا 16/1% کاهش یافت که این کاهش 91 درصدی است هنگامی که رس بنتونایت با 1% از nanofe_2 o_3 مخلوط شد. همچنین نتایج نشان دادند که 1% از nanofe_2 o_3، خواص روانه شناسی گل حفاری را افزایش داد. اصلاح با nanofe_2 o_3 ، تنش سلیم (τ_o) و ویسکوزیته پلاستیک (pv) را به ترتیب به اندازه 45 تا 200 درصد و 20 تا 105 درصد براساس محتوا و دمای بنتونایت گل حفاری، افزایش داد. رفتار نازک شوندگی برشی گل حفاری بنتونایت با و بدون nanofe_2 o_3 با استفاده از مدل هایپربولیک سنجش شد و با سه پارامتر مدل هرشل-بالکلی، مقایسه شد. نتایج نشان داند که مدل هایپربولیک، رابطه نازک شوندگی برشی بین تنش برشی و نرخ کرنش برشی گل حفاری بنتونایت اصلاح شده با nanofe_2 o_3 را بسیار خوب، پیش بینی کرد. همچنین، این مدل هایپربولیک، حداکثر حد تنش برشی را دارد درحالی که مدل هرشل-بالکلی، بر حداکثر تنش برشی، محدودیت ندارد. براساس مدل هایپربولیک، تنش برشی بیشینه برای 2%، 4% و 6% گل حفاری بنتونایتی بدون nanofe_2 o_3 در دمای اتاق، به تریب 25، 35 و 51 پاسکال بودند. حداکثر تنش برشی برای گل های حفاری بنتونایتی 2%، 4% و 6% اصلاح شده با 1% nanofe_2 o_3 در دمای 25℃، به ترتیب 59، 84 و 140 پاسکال بودند، بنابراین افزایش 135 تا 175 درصدی در تنش برشی نهایی، تولید شده بوسیله بنتونایت اصلاح شده با nanofe_2 o_3 مشاهده شد. اثرات غلظت بنتونایت و غلظت nanofe_2 o_3 بر پارامترهای مدل با استفاده از یک مدل غیرخطی (nml)، سنجش شدند. nlm، اثر عملیات nanofe_2 o_3 بر همه پارامترهای مدل، را سنجش کرد.