mohandesehsan
عضو جدید
کاربرد نانو سنسورها در بخش لرزهنگاری ( Seismic ) صنایع بالادستی نفت
نانوتکنولوژی به مواد و سیستم‌هایی مربوط می‌شود که ساختار و اجزای آن به دلیل ابعاد نانومتری، خواص، پدیده‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی، رفتار جدیدی را نشان می‌دهند. مواد دارای اندازه ذره نانومقیاس در حوزه‌ای بین اثرات کوانتومی اتم‌ها و مولکول‌ها و خواص توده قرار میگیرند. با توانایی ساخت و کنترل ساختار نانوذرات میتوان خواص حاصل را تغییر داده و خواص مطلوب را در مواد طراحی کرد. امروزه تاثیرگذاری نانوتکنولوژی بر همه صنایع همچنین صنعت نفت پوشیده نیست. در این مجال بررسی تاثیرگذاری نانوسنسورها برروی بخش لرزه نگاری در صنایع بالادستی نفت ارایه می شود.
مقدمه
یکی از تکنیکهای رایج در اکتشاف نفت و گاز ، لرزه نگاری است .لرزه نگاری عبارتست از ایجاد انفجار در نقاط مختلف روی زمین و ثبت لرزه‌های ایجاد شده، ساختار کلی لایه‌های زمین و مخزن بدست آورده می‌شود. این فرآیند بر اساس تفاوت سرعت حرکت صوت در لایه‌های مختلف انجام میگیرد. لرزهنگاری به صورت یک بعدی، دو بعدی، و سه بعدی انجام می‌شود. از این طریق میتوان تشخیص داد که لایه‌های مختلف حاوی گاز، نفت یا آب هستند. لرزهنگاری چهاربعدی همان لرزهنگاری سه‌بعدی است که در زمان‌های مختلف انجام می‌شود و از طریق آن میتوان نحوه پیشروی سیالات مختلف را تشخیص داد.
کاربرد نانوسنسورها در این بخش
به نظر می‌رسد با کاربرد نانوتکنولوژی در ایجاد سنسورهای جدید میتوان ثبت لرزه‌ها را به صورت دقیقتر انجام داد زیرا امکان وارد کردن نانوسنسورها در لایه‌های مختلف زمین و ثبت لرزه‌ها از موقعیت‌های متنوع‌تر وجود دارد.
در این بخش یک نوع سنسورهای صوتی مورد استفاده قرار میگیرد، که ژئوفون نام دارد. این سنسورها با ثبت اطلاعات به صورت صوتی و بازیابی آنها پس از عملیات لرزهنگاری مورد استفاده قرار میگیرند. نانوتکنولوژی میتواند علاوه بر پیشرفت فوق با نانوساختار کردن ژئوفونها به عملکرد سریع و ثبت اطلاعات صوتی دقیقتر منجر گردد.
ونگ و مادو[1] نشان دادند که یکی از انواع سنسورهای میکرو الکترومکانیکی کربنی کارآیی مناسبی در گستره وسیعی از بیومواد و مواد شیمیایی دارد. با استفاده از روش تولید این سنسورها میتوان ساختارهای کربنی میکروالکترومکانیکی با "ضریب طول"[2] بزرگتر از10 تولید کرد. [1]
باتکنیک تولید [3]C – MEMS میتوان گستره وسیعی از MEMS ها و NEMS [4] ها با "ضریب طول" بالا که قابلیت شارژ / دشارژ شدن توسط یون Li را دارند، تولید کرد. این سیستمها پتانسیل تولید آرایه باتریهایی از مواد هوشمند قابل سوئیچ را خواهند داشت. تکنیک تولید C – NEMS ها با استفاده از Nano Fabrication و با کنترل روش پیرولیز میباشد.
نیاز به مینیاتوری کردن ساختارها، سرعتهای بالاتر، اتلاف حرارت بهتر، مصرف توان کمتر وسازگاری بیشتر بامحیط زیست در تولید این سنسورها باعث اقبال عمومی زیاد آنها شده است.
آقای "جونگکیم"[5] از دانشگاه تگزاس در کنفرانس نانوتکنولوژی انجمن مهندسین برق آمریکا[6] تکنولوژی "شناوری مغناطیسی با دقت بالا "[7] را که در بسیاری از زمینههای تحقیقاتی نانوتکنولوژی و سایر تکنولوژیهایی که براساس اندازهگیری دقیق حرکات و نیروها کار میکنند، مورد بررسی قرار داده است. این تکنولوژیها شامل ساختن ساختارهای نانومقیاس، کاربری در مقیاس اتمی[8] ، سرهمبندی میکروقطعات و آشکارسازهای حرکات لرزهای میباشند. با توجه به کاربرد گسترده تکنولوژی مورد نظر در علوم و مهندسی نانو، کاربرد آن در فعالیتهای بالادستی نفت از جمله لرزهنگاری نیز محتمل است. [2]
همچنین شرکتهای BP و Shell نیز برای کشف و استخراج میدانهای جدید نفت و گاز ازتکنولوژیهای نانو در تصویر برداری لرزهای و لرزهنگاری چهاربعدی استفاده میکنند. [3]
شرکتTexas –Based Input / Output Inc. از MEMS برای تهیه دادههای لرزه نگاری چاههای نفت و گاز استفاده خواهد نمود. این ابزار، داده را بصورت دقیقتر و کمحجمتر از ژئوفونهای معمولی ثبت می کند. [4]
[1] Wang and Madau
2 Aspect ratio : نسبت طول به عرض جسم
[3]Carbon Microelectro Mechanical Systems
[4] Nano Electro Mechanical Systems
[5] Won jong Kim
[6] IEEE
[7]high-precision magnetic levitation
نانوتکنولوژی به مواد و سیستم‌هایی مربوط می‌شود که ساختار و اجزای آن به دلیل ابعاد نانومتری، خواص، پدیده‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی، رفتار جدیدی را نشان می‌دهند. مواد دارای اندازه ذره نانومقیاس در حوزه‌ای بین اثرات کوانتومی اتم‌ها و مولکول‌ها و خواص توده قرار میگیرند. با توانایی ساخت و کنترل ساختار نانوذرات میتوان خواص حاصل را تغییر داده و خواص مطلوب را در مواد طراحی کرد. امروزه تاثیرگذاری نانوتکنولوژی بر همه صنایع همچنین صنعت نفت پوشیده نیست. در این مجال بررسی تاثیرگذاری نانوسنسورها برروی بخش لرزه نگاری در صنایع بالادستی نفت ارایه می شود.
مقدمه
یکی از تکنیکهای رایج در اکتشاف نفت و گاز ، لرزه نگاری است .لرزه نگاری عبارتست از ایجاد انفجار در نقاط مختلف روی زمین و ثبت لرزه‌های ایجاد شده، ساختار کلی لایه‌های زمین و مخزن بدست آورده می‌شود. این فرآیند بر اساس تفاوت سرعت حرکت صوت در لایه‌های مختلف انجام میگیرد. لرزهنگاری به صورت یک بعدی، دو بعدی، و سه بعدی انجام می‌شود. از این طریق میتوان تشخیص داد که لایه‌های مختلف حاوی گاز، نفت یا آب هستند. لرزهنگاری چهاربعدی همان لرزهنگاری سه‌بعدی است که در زمان‌های مختلف انجام می‌شود و از طریق آن میتوان نحوه پیشروی سیالات مختلف را تشخیص داد.
کاربرد نانوسنسورها در این بخش
به نظر می‌رسد با کاربرد نانوتکنولوژی در ایجاد سنسورهای جدید میتوان ثبت لرزه‌ها را به صورت دقیقتر انجام داد زیرا امکان وارد کردن نانوسنسورها در لایه‌های مختلف زمین و ثبت لرزه‌ها از موقعیت‌های متنوع‌تر وجود دارد.
در این بخش یک نوع سنسورهای صوتی مورد استفاده قرار میگیرد، که ژئوفون نام دارد. این سنسورها با ثبت اطلاعات به صورت صوتی و بازیابی آنها پس از عملیات لرزهنگاری مورد استفاده قرار میگیرند. نانوتکنولوژی میتواند علاوه بر پیشرفت فوق با نانوساختار کردن ژئوفونها به عملکرد سریع و ثبت اطلاعات صوتی دقیقتر منجر گردد.
ونگ و مادو[1] نشان دادند که یکی از انواع سنسورهای میکرو الکترومکانیکی کربنی کارآیی مناسبی در گستره وسیعی از بیومواد و مواد شیمیایی دارد. با استفاده از روش تولید این سنسورها میتوان ساختارهای کربنی میکروالکترومکانیکی با "ضریب طول"[2] بزرگتر از10 تولید کرد. [1]
باتکنیک تولید [3]C – MEMS میتوان گستره وسیعی از MEMS ها و NEMS [4] ها با "ضریب طول" بالا که قابلیت شارژ / دشارژ شدن توسط یون Li را دارند، تولید کرد. این سیستمها پتانسیل تولید آرایه باتریهایی از مواد هوشمند قابل سوئیچ را خواهند داشت. تکنیک تولید C – NEMS ها با استفاده از Nano Fabrication و با کنترل روش پیرولیز میباشد.
نیاز به مینیاتوری کردن ساختارها، سرعتهای بالاتر، اتلاف حرارت بهتر، مصرف توان کمتر وسازگاری بیشتر بامحیط زیست در تولید این سنسورها باعث اقبال عمومی زیاد آنها شده است.
آقای "جونگکیم"[5] از دانشگاه تگزاس در کنفرانس نانوتکنولوژی انجمن مهندسین برق آمریکا[6] تکنولوژی "شناوری مغناطیسی با دقت بالا "[7] را که در بسیاری از زمینههای تحقیقاتی نانوتکنولوژی و سایر تکنولوژیهایی که براساس اندازهگیری دقیق حرکات و نیروها کار میکنند، مورد بررسی قرار داده است. این تکنولوژیها شامل ساختن ساختارهای نانومقیاس، کاربری در مقیاس اتمی[8] ، سرهمبندی میکروقطعات و آشکارسازهای حرکات لرزهای میباشند. با توجه به کاربرد گسترده تکنولوژی مورد نظر در علوم و مهندسی نانو، کاربرد آن در فعالیتهای بالادستی نفت از جمله لرزهنگاری نیز محتمل است. [2]
همچنین شرکتهای BP و Shell نیز برای کشف و استخراج میدانهای جدید نفت و گاز ازتکنولوژیهای نانو در تصویر برداری لرزهای و لرزهنگاری چهاربعدی استفاده میکنند. [3]
شرکتTexas –Based Input / Output Inc. از MEMS برای تهیه دادههای لرزه نگاری چاههای نفت و گاز استفاده خواهد نمود. این ابزار، داده را بصورت دقیقتر و کمحجمتر از ژئوفونهای معمولی ثبت می کند. [4]
[1] Wang and Madau
2 Aspect ratio : نسبت طول به عرض جسم
[3]Carbon Microelectro Mechanical Systems
[4] Nano Electro Mechanical Systems
[5] Won jong Kim
[6] IEEE
[7]high-precision magnetic levitation
آخرین ویرایش توسط مدیر: