ژل‌های پلیمری؛ بهترین کنترل‌کننده آب

گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، الهام میر؛ برای کنترل و حذف آثار زیانبار ناشی از فعالیت‌های نفتی و تولید آب در منطقه باید از روش تزریق ژل پلیمر به چاه‌های نفتی به منظور جلوگیری از تولید آب اضافی استفاده شود.

تولید آب اضافی یکی از مشکلات اصلی در بهره برداری از مخازن نفتی است که از نظر اقتصادی نیز برای تولید نفت، یک معضل به حساب می‌آید. در سال‌های اخیر از شیوه‌های کنترلی متنوعی برای حل این مشکل استفاده شده است که این روش‌ها با عدم قطعیت بسیاری مواجهند. قرار دادن ژل‌های پلیمری در مخازن یکی از روش‌های شیمیایی کنترل کننده آب تولیدی از مخزن است که به دلیل افزایش قیمت نفت از یک سو و از طرف دیگر کاهش نسبی قیمت پلیمر روشی پر رونق بخصوص برای مخازن نفت سنگین به شمار می‌آید؛ لذا در محوریت پروژه، بررسی روش‌های کنترل تولید آب از چاه‌های نفتی با تمرکز بر شبیه سازی تزریق ژل پلیمری جهت کنترل آب ناخواسته از چاه‌های نفتی می‌باشد.

مشکل تولید آب یکی از مشکلات اساسی زیست محیطی مرتبط با نفت و گاز در حین بهره برداری است؛ آب تولیدی شامل شوری بسیار زیاد، مواد شیمیایی، ترکیبات فلزی و آلوده شده به ترکیبات نفتی بوده که اثرات مخرب زیست محیطی دارد. این پساب‌ها یکی از مهمترین پیامد‌های زیست محیطی منطقه هستند که باعث آلودگی آب دریا، خاک و ... می‌شوند.

برای کنترل و حذف آثار زیانبار ناشی از فعالیت‌های نفتی و تولید آب در منطقه باید از روش تزریق ژل پلیمر به چاه‌های نفتی به منظور جلوگیری از تولید آب اضافی استفاده شود.

آلوده شدن آب‌های زیر زمینی در تماس با نفت و تولید و راه یافتن آن به محیط زیست ما می‌تواند مشکلات فراوانی را بوجود آورد که بسیاری از این مشکلات امروزه شناخته شده اند و شاید بسیاری دیگر هم بعد‌ها شناخته شوند. وقتی که نفت خام و آبِ همراه آن به سطح زمین راه پیدا می‌کند قسمت‌های سبک آن که بسیار سمی هستند مثل بنزین و تولوئن سریع بخار می‌شوند و هوای آن منطقه را آلوده می‌کنند، اما قسمت‌های سنگین‌تر ترکیبات نفتی برای مدت‌های طولاتی در محیط زیست باقی می‌مانند و خاک زمین و آب دریا‌ها و اقیانوس‌ها و همینطور سواحل آن‌ها را آلوده می‌کند.

ژل‌ها شبکه‌های پلیمری هستند که خاصیت نگهداری حلال در ساختمان حلال خود را دارند. آن‌ها از نظر کشسانی تمایل دارند که نرم باشند و از نظر اسمزی بسیار فعال هستند. ژل‌ها دارای وزن مولکولی بینهایت و اتصالات عرضی هستند که این اتصالات عرضی باعث تشکیل یک شبکه سه بعدی غیر قابل حل در حلال می‌شود. هیدروژل‌های پلیمری دارای خاصیت جذب فوق العاده آب در محلول‌های رقیق الکترولیتی و یا آب خالص بوده و قادر به دفع آن در شرایط متفاوت با مرحله جذب از نظر دما و ph هستند.

مسیر‌های با نفوذ پذیری بالا که آب از طریق آن‌ها بتواند خود را به بازه تولیدی چاه برساند مسدود شده و آب مجبور است مسیر خود را از میان نواحی با نفوذ پذیری کم به سمت چاه پیدا کند و در نتیجه مخروطی شدن به تعویق می‌افتد.

ژل‌های پلیمری را در دسته بندی حالات رایج ماده باید در دسته بندی نیمه جامد‌ها قرار داد. این پلیمر‌ها با درجه کشسانی بسیار بالا از ۹۸ تا حتی ۹۹ درصد آب تشکیل شده اند که بواسطه وجود شبکه پلیمری در داخل ساختار سه بعدی آن‌ها به دام افتاده است. آنچه در پی تزریق محلول پلیمری و انجام واکنش ژل شدن اهمیت پیدا می‌کند خصوصیات رئولوژیکی و مکانیکی و دما و نمکی بودن آن است که باید در مدت زمان طولانی پایداری خود را حفظ کند.

ویژگی‌ها ژل پلیمری را می‌توان چنین برشمرد: ژل‌ها به سادگی با اضافه کردن محلول‌ها و عوامل پیوند شیمیایی به محلول‌های آبدار پلیمری ساخته می‌شوند، آن‌ها ارزان و کم قیمت هستند، برای محیط زیست مضر نبوده و نسبت به سنگ مخزن غیر حساس است، پلیمر مثل محلول‌ها تزریق می‌شود و تراوایی را در دهانه چاه کاهش می‌دهد، ژل پلیمیری متحرک است و قابل حرکت به سمت بالا و پایین دهانه است، ژل‌ها توسط آب یا اسید معمولی از لوله‌های چاه خارج می‌شوند و به این صورت چاه را تمیز می‌کنند، تزریق ژل مقاوت بالا و سود مناسب دارد و طوری است که از حرکت عمودی آب به سمت بالا و دهانه چاه جلوگیری می‌کند.

اگر این طرح عملی شود و بتوانیم ژل پلیمری با قدرت جذب بالای آب تولید کنیم، به طوری که ژل با قدرت جاذب آب ۱۰۰ درصد بدهد، باعث افزایش تولید نفت و کاهش تولید آب می‌شود.

دانشگاه سیستان و بلوچستان پتانسیل علمی بالایی دارد و دانشجویان نخبه و فعال در زمینه‌های علمی و پژوهشی و طرح ایده و برنامه دارند، اما متاسفانه مشکلی که راه پیشرفت دانشجویان را سد کرده است بار هزینه‌های کار‌های تحقیقاتی و آمادگی وسایل و محیط فعالیت‌های پژوهشی است و اگر در دانشگاه محیطی اضافه بر محیط آموزشی برای به عمل رساندن ایده‌ها و طرح‌های دانشجویان باشد و هر طرح یا ایده از طرف دانشجو یا تیم دانشجویی که به مرحله اجرا و عمل برسد می‌تواند برای جامعه دانشجویی اشتغال زایی داشته باشد و همچنین انگیزه رقابت برای دانشجویان ایجاد می‌شود که این امر، یکی از روزنه‌های پیشرفت کار علمی خواهد بود.

بسیج دانشجویی در این زمینه فعالیت‌های خیلی خوب و نوپایی را ایجاد کرده که می‌توان دوره علمی افرا را یکی از آن‌ها دانست که دوره بسیار مفید و کارامدی بود.

الهام میر - دکترای شیمی آلی دانشگاه سیستان و بلوچستان

انتشار یادداشت‌های دانشجویی به معنای تأیید تمامی محتوای آن توسط «خبرگزاری دانشجو» نیست و صرفاً منعکس کننده نظرات گروه‌ها و فعالین دانشجویی است.