• فارسی
  • English
  • Türkçe

کاربرد گرافن در صنایع نفت و گاز - ایران گرافن

کاربرد گرافن در صنایع نفت و گاز

کاربرد گرافن در صنایع نفت و گاز

گرافن در صنایع نفت و گاز کاربرد بسیاری دارد. با رشد مداوم جمعیت و توسعه سریع اقتصاد، تقاضای جهانی انرژی در حال افزایش است. نفت و گاز طبیعی به‌عنوان مهم‌ترین منابع انرژی کنونی برای جامعه بشری، حداقل در 50 سال اول قرن بیست و یکم در مقیاس وسیع جایگزین نخواهند شد. صنعت نفت و گاز یک بازار چند میلیارد دلاری است که زندگی هر کسی را که تا به حال رانندگی کرده، برق مصرف کرده، در جاده های آسفالت شده راه رفته یا محصولات پلیمری مانند پلاستیک استفاده کرده است، تحت تاثیر قرار می دهد.

در سال‌های اخیر، تحقیقات کاربردی نانومواد در زیست‌شناسی، پزشکی، مهندسی الکترونیک و سایر زمینه‌ها پیشرفت سریعی داشته است که ایده‌های جدیدی را برای توسعه صنعت بالادستی نفت و گاز ارائه می‌کند. هزینه نسبتاً بالای نانومواد یک چالش بزرگ برای کاربرد آن ها در صنعت نفت و گاز است، اما محققان و شرکت‌های نفتی در سراسر جهان هنوز به طور فعال در حال انجام تحقیقات در مورد کاربردهای نانومواد در صنعت نفت هستند. بیشترین نانومواد مورد مطالعه نانولوله های کربنی، نانوالیاف کربنی، نانو اکسیدها و نانو رس ها هستند.گرافن در صنایع نفت و گاز نیز اخیرا بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

گرافن در صنایع نفت

کاربرد گرافن و مشتقات آن به عنوان یک نانومواد خاص در حوزه صنعت نفت و گاز توجه بیشتری را به خود جلب کرده است. با این حال، در مقایسه با کاربرد گسترده آن در سایر زمینه ها (مانند تجزیه زیستی، زیست پزشکی، ذخیره سازی انرژی و تبدیل دستگاه های الکترونیکی، الکترونیک، فوتونیک، مواد کامپوزیتی با استحکام بالا و غیره)، کاربرد گرافن در اکتشاف و تولید نفت و گاز هنوز در مرحله اولیه است. اگرچه زمان تحقیق آن کوتاه است، اما اثرات گرافن و مشتقات آن در اکتشاف و توسعه نفت آشکار است، بنابراین بسیاری از محققان و مهندسان معتقدند که چشم‌انداز کاربرد بهتری در صنایع بالادستی نفت و گاز خواهند داشت.

کاربرد گرافن در صنایع بالادستی نفت و گاز

تحقیقات اکتشافی برای کاربرد گرافن در صنایع نفت و گاز و به کار گیری آن در زمینه‌های سیالات چاه‌کار، بازیافت نفت تقویت‌شده شیمیایی، بازیافت نفت سنگین، کنترل پروفیل و قطع آب، ردیاب و تصفیه فاضلاب نفتی و غیره در سه سال گذشته انجام شده است. در همین حال، آن ها همچنین در ابزار، سنسورها و خطوط لوله استفاده شده اند. اگرچه تحقیقات فوق هنوز در مراحل اولیه است، اما پیش بینی می شود که گرافن و مشتقات آن قطعاً پیشرفت های جدیدی را در کاربرد خود در صنعت نفت و گاز ایجاد خواهند کرد.

سیال حفاری

مهندسی حفاری گام مهمی در ایجاد یک کانال ارتباطی بین سیستم تولید زمین و مخزن زیرزمینی است که به لایه سنگی با منافذ، شکستگی یا روزنه‌هایی اشاره دارد که در آن نفت یا گاز طبیعی ذخیره شده و جریان دارد. عملکرد سیال عامل به طور مستقیم بر کار ساخت و ساز تأثیر می گذارد.

سیال حفاری در مفهوم وسیع به تمام سیالاتی گفته می شود (مانند مایع، گاز، فوم) که به تولید و حذف خرده سنگ ها از سوراخ چاه در حین فرآیند حفاری کمک می کنند. عملکرد سیال حفاری عمدتاً شامل شستشوی کف چاه، حمل خرده سنگ ها، متعادل کردن فشار سازند، خنک کردن و روغن کاری مته، تثبیت دیواره چاه، حفاظت از مخزن نفت و گاز و انتقال نیروی زمینی و غیره است.

بررسی ها نشان داده اند که ذرات گرافن در صنایع نفت و گاز می توانند به طور موثر سیالیت سیال، فیلتراسیون، رئولوژی، پایداری، روانکاری، خواص الکتریکی، خواص حرارتی، ویسکوزیته و سایر خواص را بهبود بخشند، بنابراین می توان آن را به سیال حفاری، سیال تکمیل، سیال سیمانی و غیره اضافه کرد.

کیک گلی

کیک گلی لایه ای از گل است که در حین عملیات حفاری روی دیواره چاه ایجاد می شود. این به عنوان یک مانع بین سیال حفاری و سازند عمل می کند و از هدر رفتن سیال حفاری در سازند جلوگیری می کند. کیفیت کیک گلی برای پایداری و بهره وری چاه بسیار مهم است. از گرافن در صنایع نفت و گاز می توان برای افزایش خواص کیک گلی استفاده کرد و آن را در جلوگیری از، از دست دادن مایعات موثرتر می کند.

گرافن را می توان به سیالات حفاری اضافه کرد تا خواص رئولوژیکی آن ها مانند ویسکوزیته و قدرت تسلیم را بهبود بخشد. این به تشکیل کیک گلی پایدارتر کمک می کند که بهتر به دیواره چاه بچسبد. گرافن همچنین دارای خواص فیلتراسیون عالی است، به این معنی که می تواند ذرات ریز را از مایع حفاری فیلتر کند و از مسدود شدن منافذ در سازند جلوگیری کند.

گرافن در صنایع نفت

بازیابی بهینه نفت EOR

EOR فرآیندی است که شامل تزریق مایعات به مخزن نفت برای افزایش مقدار نفت قابل استخراج است. گرافن را می توان به روش های مختلفی در EOR استفاده کرد. از گرافن در صنایع نفت و گاز می توان برای ایجاد نانوسیال هایی استفاده کرد که می توانند به به مخزن تزریق شوند. این نانوسیالات دارای خواص منحصر به فردی مانند هدایت حرارتی بالا، پایداری بالا و ویسکزیته کم هستند.

آن ها می توانند به کاهش کشش سطحی بین نفت و آب کمک کنند، که استخراج نفت از مخزن را آسان تر می کند. همچنین از غشاهای گرافنی می توان برای فیلتر کردن ناخالصی های آب تولید شده، قبل از تزریق مجدد به مخزن برای EOR استفاده کرد. این غشاها دارای نفوذپذیری و گزینش پذیری بالایی هستند، به این معنی که می توانند ناخالصی ها را فیلتر کنند و در عین حال اجازه عبور آب را می دهند.

محافظت در برابر خوردگی

یکی دیگر از کاربرد های گرافن در صنایع نفت و گاز محافظت در برابر خوردگی است. پوشش های گرافنی را می توان روی خطوط لوله و سایر تجهیزات اعمال کرد تا از آن ها در برابر خوردگی ناشی از قرار گرفتن در معرض محیط های خشن محافظت کند. سطح بالای گرافن و پایداری شیمیایی آن را به یک نامزد عالی برای این کاربرد تبدیل کرده است.

جداسازی گاز

از غشاهای مبتنی بر گرافن در صنایع نفت و گاز می توان برای تصفیه گاز طبیعی استفاده کرد. گاز طبیعی حاوی ناخالصی هایی مانند بخار آب، دی اکسید کربن و سولفید هیدروژن است که قبل از انتقال از طریق خطوط لوله باید خذف شوند. غشاهای مبتنی بر گرافن می توانند به طور انتخابی این ناخالصی ها را حذف کنند در حالی که اجازه عبور گاز طبیعی را می دهند.

یکی دیگر از کاربردهای گرافن در صنعت گاز/نفت در تصفیه هیدروژن است. هیدروژن منبع سوخت مهمی برای پیل های سوختی و سایر فناوری های انرژی پاک است.. با این حال، اغلب حاوی ناخالصی هایی مانند مونو اکسید کربن و ترکیبات گوگرد است که باید قبل از استفاده از آن حذف شوند. غشاهای مبتنی بر گرافن می توانند به طور انتخابی این ناخالصی ها را حذف کنند در حالی که اجازه می دهند هیدروژن خالص از آن عبور کند.

حسگرها

حسگرهای مبتنی بر گرافن را می توان برای تشخیص نشتی در خطوط لوله و سایر تجهیزات استفاده کرد. این سنسورها بسیار حساس هستند و می توانند حتی مقدار کمی نشت گاز یا مایع را تشخیص دهند که از کاربرد های جالب گرافن در صنعت نفت و گاز به شمار می رود.

روان کننده ها

روان کننده های مبتنی بر گرافن در صنایع نفت و گاز می توانند اصطکاک بین قطعات متحرک در پمپ ها، کمپرسورها و سایر تجهیزات مورد استفاده در صنعت گاز و نفت را کاهش دهند. این روان کننده ها دارای پایداری حرارتی عالی، مقاومت در برابر سایش و ضریب اصطکاک پایین هستند.

با وجود مطالب گفته شده فوق هنوز استفاده از گرافن و مشتقات آن در صنایع بالادستی نفت و گاز در مرحله اکتشاف اولیه است، اما با داشتن خواص مکانیکی، شیمیایی، الکتریکی و نوری عالی، گرافن و مشتقات آن چشم‌اندازهای کاربردی گسترده‌ای در اکتشاف هیدروکربن، نفت و آب تحریک چاه، عملیات چاه، افزایش بازیافت نفت، تصفیه فاضلاب میدان نفتی، ابزار و دستگاه، و جنبه های دیگر دارند.

در نتیجه گرافن تولید شده در گروه ایران گرافن به عنوان یک نانومواد با ویژگی‌های منحصر به فرد، به طور گسترده در صنایع نفت و گاز استفاده می‌شود. این نانومواد دارای خواص الکترونیکی، مکانیکی، حرارتی و شیمیایی بسیار مطلوبی است که باعث می‌شود در فرایندهای مهمی مانند استخراج، تصفیه و انتقال نفت و گاز به صورت بهتر و کارآمدتری عمل کنند.

منبع:

https://www.mdpi.com/2079-4991/10/6/1013

https://www.sciencedirect.com/science/article/am/pii/S0920410518303218

مقالات مرتبط

کاربرد گرافن در رزین 1 سپتامبر 2023

کاربرد گرافن در رزین

گرافن در رزین نیز کاربرد دارد و به عنوان تقویت کننده در برخی از انواع رزین ها استفاده می شود. به طور خاص، اغلب در رزین اپوکسی استفاده می شود. گرافن به دلیل اینکه فوق العاده قوی، سفت، سبک و...

کاربردهای گرافن بیشتر
کاربرد گرافن در گریس 26 آگوست 2023

کاربرد گرافن در گریس

خواص نانو شیت گرافن در گریس به شرح زیر می‌پردازد: گرافن به عنوان یک افزودنی جامد به خوبی در گریس روغنی پراکنده می شود و ضریب اصطکاک کمتر و سایش کمتری نسبت به گرافیت و مایعات یونی در تماس سطوح...

کاربردهای گرافن بیشتر
کاربرد گرافن در تولید برق 20 آگوست 2023

کاربرد گرافن در تولید برق

این تنها چند نمونه از نحوه استفاده از گرافن در تولید برق در کاربردهای مختلف است. با ادامه تحقیقات، احتمالا راه های نوآورانه تری برای استفاده از ویژگی های منحصر به فرد گرافن برای تولید برق پدیدار خواهد شد.

کاربردهای گرافن بیشتر

یک پاسخ به “کاربرد گرافن در تولید برق”

  1. […] و مهندسی زیستی برای بررسی بیشتر و باز کردن پتانسیل گرافن در تحقیقات ژنتیک و تاثیر آن بر سلامت انسان بسیار مهم […]

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

ارتباط با ما

© تمام حقوق برای irangraphene.com محفوظ است.
[elfsight_whatsapp_chat id="1"]