کاربرد نانو در لرزه نگاري

خلاصه

نانوتکنولوژي به مواد و سيستم هايي مربوط مي شود که ساختار و اجزاي آن به دليل ابعاد نانومتري، خواص، پديده هاي فيزيکي، شيميايي و بيولوژيکي، رفتار جديدي را نشان مي دهند. مواد داراي اندازه ذره نانومقياس در حوزه اي بين اثرات کوانتومي اتم ها و مولکول ها و خواص توده قرار مي گيرند. با توانايي ساخت و کنترل ساختار نانوذرات مي توان خواص حاصل را تغيير داده و خواص مطلوب را در مواد طراحي کرد. امروزه تاثيرگذاري نانوتکنولوژي بر همه صنايع همچنين صنعت نفت پوشيده نيست. در اين مجال بررسي تاثيرگذاري نانوسنسورها برروي بخش لرزه نگاري در صنايع بالادستي نفت ارايه مي شود.

مقدمه

يكي از تكنيكهاي رايج در اكتشاف نفت و گاز ، لرزه نگاري است .لرزه نگاري عبارتست از ايجاد انفجار در نقاط مختلف روي زمين و ثبت لرزه هاي ايجاد شده، ساختار کلي لايه هاي زمين و مخزن بدست آورده مي شود. اين فرآيند بر اساس تفاوت سرعت حرکت صوت در لايه هاي مختلف انجام مي گيرد. لرزه نگاري به صورت يک بعدي، دو بعدي، و سه بعدي انجام مي شود. از اين طريق مي توان تشخيص داد که لايه هاي مختلف حاوي گاز، نفت يا آب هستند. لرزه نگاري چهاربعدي همان لرزه نگاري سه بعدي است که در زمان هاي مختلف انجام مي شود و از طريق آن مي توان نحوه پيشروي سيالات مختلف را تشخيص داد.

نمونه اي از ژئوفون مورد استفاده در عمليات لرزه نگاري

كاربرد نانوسنسورها در اين بخش به نظر مي رسد

نمونه اي از سنسورهاي مورد استفاده در لرزه نگاري

با کاربرد نانوتکنولوژي در ايجاد سنسورهاي جديد ميتوان ثبت لرزه ها را به صورت دقيق تر انجام داد زيرا امکان وارد کردن نانوسنسورها در لايه هاي مختلف زمين و ثبت لرزه ها از موقعيت هاي متنوع تر وجود دارد.

در اين بخش يك نوع سنسورهاي صوتي مورد استفاده قرار مي گيرد، كه ژئوفون نام دارد. اين سنسورها با ثبت اطلاعات به صورت صوتي و بازيابي آنها پس از عمليات لرزه نگاري مورد استفاده قرار مي گيرند. نانوتكنولوژي ميتواند علاوه بر پيشرفت فوق با نانوساختار كردن ژئوفون ها به عملكرد سريع و ثبت اطلاعات صوتي دقيق تر منجر گردد.

ونگ و مادو نشان دادند که يکي از انواع سنسورهاي ميکرو الکترومکانيکي کربني کارآيي مناسبي در گستره وسيعي از بيو مواد و مواد شيميايي دارد. با استفاده از روش توليد اين سنسورها ميتوان ساختارهاي کربني ميکروالکترومکانيکي با ضريب طول بزرگتر از10 توليد کرد.

باتکنيک توليد C - MEMS ميتوان گستره وسيعي از MEMS ها و NEM ها با ضريب طول بالا که قابليت شارژ / دشارژ شدن توسط يون Li را دارند، توليد کرد. اين سيستمها پتانسيل توليد آرايه باتري هايي از مواد هوشمند قابل سوئيچ را خواهند داشت. تکنيک توليد C - NEMS ها با استفاده از Nano Fabrication و با کنترل روش پيروليز مي باشد.

نياز به مينياتوري کردن ساختارها، سرعتهاي بالاتر، اتلاف حرارت بهتر، مصرف توان کمتر وسازگاري بيشتر بامحيط زيست در توليد اين سنسورها باعث اقبال عمومي زياد آنها شده است.

آقاي جونگ کيم از دانشگاه تگزاس در کنفرانس نانوتکنولوژي انجمن مهندسين برق آمريکا تكنولوژي شناوري مغناطيسي با دقت بالا را كه در بسياري از زمينه هاي تحقيقاتي نانوتكنولوژي و ساير تكنولوژي هايي كه براساس اندازه گيري دقيق حركات و نيروها کار مي کنند، مورد بررسي قرار داده است. اين تكنولوژي ها شامل ساختن ساختارهاي نانومقياس، كاربري در مقياس اتمي ، سرهم بندي ميكروقطعات و آشکارسازهاي حركات لرزه اي مي باشند. با توجه به کاربرد گسترده تکنولوژي مورد نظر در علوم و مهندسي نانو، کاربرد آن در فعاليت هاي بالادستي نفت از جمله لرزه نگاري نيز محتمل است.

همچنين شركتهاي BP و Shell نيز براي كشف و استخراج ميدان هاي جديد نفت و گاز ازتكنولوژي هاي نانو در تصوير برداري لرزه اي و لرزه نگاري چهاربعدي استفاده مي کنند.

شرکتTexas -Based Input / Output Inc. از MEMS براي تهيه داده هاي لرزه نگاري چاه هاي نفت و گاز استفاده خواهد نمود. اين ابزار، داده را بصورت دقيقتر و کم حجمتر از ژئوفون هاي معمولي ثبت مي کند.

منبع:

ستاد ويژه توسعه فناوري نانو