Investugation and comparing the effects of nanoparticles, thickener and starch-functionalized with nanoparticles on the rheological properties, thermal and electrical conductivity of drilling mud

Salehnezhad, Limo (2017) Investugation and comparing the effects of nanoparticles, thickener and starch-functionalized with nanoparticles on the rheological properties, thermal and electrical conductivity of drilling mud. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img]
Preview
Text (بررسی و مقایسه¬ی اثر نانو ذرات، قوام دهنده¬ها و نشاسته عامل دار شده با نانو ذرات، بر خواص رئولوژیکی، هدایت حرارتی و الکتریکی در گل حفاری)
Limo Salehnezhad.pdf

Download (414kB) | Preview
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

Drilling is one the most important processes for the oil and gas industries. Selection of a proper drilling mud is necessary to have an acceptable drilling with the minimum of the cost and maximum of the efficiency. In this research, first, metal nanoparticles of zinc oxide and iron oxide were synthesized and according to initial experiments, zinc oxide nanoparticles were selected to continue the work, then the effects of starch as a biodegradable polymer, zinc oxide as metallic nanoparticles and ultrasonic treatment time as homogenizer were studied on some of the functional properties of water based drilling mud. Experiments were arranged based on central composite design and results were analyzed and optimized using response surface methodology. The optimum of the thermal and electrical conductivity and sedimentation were found at 0.80% starch, 0.80% ZnO and 30 min for ultrasonic treatment. The predicted values were 0.6 (W/mK), 508.91 (µS/cm) and 8.54% for the thermal and electrical conductivity and sedimentation, respectively. Also, to have an optimum drilling mud from the viewpoint of rheological properties, 0.82% starch, 0.20% ZnO and 65.01 min for ultrasonic treatment was found. The predicted values were 45.56 (mPa.s), 0.48, 66.08 (mPa), 3.44 (mPa.s) and 19.43 (mPa/mPa.s) for flow consistency index, flow behavior index, yield point, plastic viscosity and shear-thinning characteristic, respectively.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: بررسی و مقایسه¬ی اثر نانو ذرات، قوام دهنده¬ها و نشاسته عامل دار شده با نانو ذرات، بر خواص رئولوژیکی، هدایت حرارتی و الکتریکی در گل حفاری
Persian Abstract: حفاری یکی از مهمترین فرآیندها در صنعت نفت و گاز می¬باشد. انتخاب مناسب سیال حفاری جهت دست¬یابی به حداکثر بهره¬وری و حداقل هزینه¬ها ضروری می¬باشد. در این پژوهش ابتدا نانو ذرات فلزی اکسید روی و اکسید آهن سنتز شده و با توجه به آزمایشات اولیه نانو ذرات اکسید روی جهت ادامه کار انتخاب شدند، سپس تاثیر نشاسته به عنوان پلیمر طبیعی، نانو ذرات فلزی اکسید روی و زمان مافوق¬صوت کردن به عنوان همگن کننده بر روی برخی از خواص کاربردی گل حفاری پایه آبی بررسی شده است. آزمایشات بر اساس طرح مرکب مرکزی طراحی شده و نتایج با استفاده از روش سطح پاسخ بررسی و بهینه شد. بیشترین مقدار رسانایی حرارتی و الکتریکی و کمترین مقدار ته¬نشینی در 80/0% نشاسته، 80/0% نانو ذره اکسید روی و زمان مافوق صوت 30 دقیقه به دست آمد. مقادیر پیش بینی شده برای هدایت حرارتی و الکتریکی و ته نشینی به ترتیب 60/0 وات بر متر کلوین، 91/508 میکرو زیمنس بر سانتی¬متر و 54/8 درصد بود. همچنین گل حفاری بهینه از نظر خواص رئولوژیکی، در مقادیر 82/0 درصد نشاسته، 20/0 درصد نانو ذره اکسید روی و 01/65 دقیقه زمان مافوق صوت به دست آمد. به ترتیب مقادیر 56/45 میلی پاسکال ثانیه، 48/0، 08/66 میلی پاسکال ، 44/3 میلی پاسکال ثانیه و 43/19 میلی پاسکال بر میلی پاسکال ثانیه برای شاخص غلظت، شاخص رفتار جریان، نقطه تسلیم، ویسکوزیته پلاستیک و پارامتر رقیق شدگی برشی به دست آمد.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Heydari, AmirUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Mohammadi, AbdulrezaUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Chemical Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Chemical Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Chemical Engineering
Faculty of Engineering > Department of Chemical Engineering
Date Deposited: 06 Oct 2018 14:01
Last Modified: 06 Oct 2018 14:01
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/413

Actions (login required)

View Item View Item