اکسید گرافن در گل حفاری چاه‌های نفت

سیال‌های حفاری که معروف به گل‌های حفاری هستند، بعنوان بخشی از فرآیندی که
برای تمیز نگه‌داشتن مته‌های حفاری و حذف براده‌های فلزی است، به پایین چاه
پمپ می‌شوند. برای گل‌های حفاری مرسوم مبتنی بر خاک رس، اختلاف فشار باعث
تشکل لایه‌ای روی دیواره داخلی چاه بنام قرص فیلتر می‌شود. این قرص فیلتر
هم مانع خروج نفت و هم مانع ورود گل حفاری به خلل و فرج ریز تولیدکننده نفت،
می‌شود.

این محققان کشف کردند که ورقه‌های میکروسکوپی و انعطاف‌پذیر گرافن می‌توانند یک قرص
فیلتر سبک‌تر و نازک‌تر تشکیل دهند. موقعی که این ورقه‌های گرافنی با یک خلل و فرج
مواجه می‌شوند، بر روی خودشان تا می‌شوند و شبیه ستاره دریایی کشیده شده داخل یک
سوراخ، بنظر می‌رسند. اما موقعی که فشار چاه آزاد می‌شود، این ورقه‌ها بوسیله نفت
به بیرون رانده می‌شوند.

این محققان گزارش‌های کمی در این زمینه پیدا کردند. گرافن اصلاح نشده به سختی در آب
پراکنده می‌شود، بنابراین برای گل‌های حفاری مبتنی بر آب نامناسب هستند. اکسید
گرافن قابلیت حل بسیار بهتری در آب خالص دارد، اما در آب نمک که اساس بسیاری از
گل‌های حفاری است، تمایل به تجمع یافتن دارند.

آنها برای حل این مشکل این ورقه‌های اکسید گرافن را با الکل، استری کردند. تور گفت:
“این استریفیکاسیون یک واکنش ساده و تک‌مرحله‌ای است. اکسید گرافن عامل‌دار شده با
الکل خیلی بهتر عمل می‌کند، زیرا در حضور نمک‌ها ترسیب نمی‌شود. هیچ چیز غیرمعمولی
در مورد این واکنش وجود ندارد.”

این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی American Chemical Society
منتشر کرده‌اند.