کاربرد نانو سنسورها در بخش لرزه‌نگاري ( Seismic ) صنايع بالادستي نفت

خلاصه

نانوتکنولوژي به مواد و سيستم‌هايي مربوط مي‌شود که ساختار و اجزای آن به دليل ابعاد نانومتري، خواص، پديده‌هاي فيزيکي، شيميايي و بيولوژيکي، رفتار جديدي را نشان مي‌دهند. مواد داراي اندازه ذره نانومقياس در حوزه‌اي بين اثرات کوانتومي اتم‌ها و مولکول‌ها و خواص توده قرار مي‌گيرند. با توانايي ساخت و کنترل ساختار نانوذرات مي‌توان 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 لرزه‌هاي ايجاد شده، ساختار کلي لايه‌هاي زمين و مخزن بدست آورده مي‌شود. اين فرآيند بر اساس تفاوت سرعت حرکت صوت در لايه‌هاي مختلف انجام مي‌گيرد. لرزه‌نگاري به صورت يک بعدي، دو بعدي، و سه بعدي انجام مي‌شود. از اين طريق مي‌توان تشخيص داد که لايه‌هاي مختلف حاوي گاز، نفت يا آب هستند. لرزه‌نگاري چهاربعدي همان لرزه‌نگاري سه‌بعدي است که در زمان‌هاي مختلف انجام مي‌شود  و از طريق آن ميتوان نحوه پيشروي سيالات مختلف را تشخيص داد.

كاربرد نانوسنسورها در اين بخش

به نظر مي‌رسد با کاربرد نانوتکنولوژي در ايجاد سنسورهاي جديد ميتوان ثبت لرزه‌ها را به صورت دقيق‌تر انجام داد زيرا امکان وارد کردن نانوسنسورها در لايه‌هاي مختلف زمين و ثبت لرزه‌ها از موقعيت‌هاي متنوع‌تر وجود دارد.

در اين بخش يك نوع سنسورهاي صوتي مورد استفاده قرار ميگيرد، كه ژئوفون نام دارد. اين سنسورها با ثبت اطلاعات به صورت صوتي و بازيابي آنها پس از عمليات لرزهنگاري مورد استفاده قرار ميگيرند. نانوتكنولوژي ميتواند علاوه بر پيشرفت فوق با نانوساختار كردن ژئوفونها به عملكرد سريع و ثبت اطلاعات صوتي دقيقتر منجر گردد.

ونگ و مادو (Wang and Madau) نشان دادند که يکي از انواع سنسورهاي ميکرو الکترومکانيکي کربني کارآيي مناسبي در گستره وسيعي از بيومواد و مواد شيميايي دارد. با استفاده از روش توليد اين سنسورها ميتوان ساختارهاي کربني ميکروالکترومکانيکي با "ضريب طول"[ نسبت طول به عرض جسم] بزرگتر از10 توليد کرد.

 باتکنيک توليد [Carbon Microelectro Mechanical Systems]C – MEMS  ميتوان گستره وسيعي از MEMS ها و NEMS  ها با "ضريب طول" بالا که قابليت شارژ / دشارژ شدن توسط يون Li را دارند، توليد کرد. اين سيستمها پتانسيل توليد آرايه باتريهايي از مواد هوشمند قابل سوئيچ را خواهند داشت. تکنيک توليد C – NEMS ها با استفاده از Nano Fabrication  و با کنترل روش پيروليز ميباشد.

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.