دپارتمان نفت و انرژی
دپارتمان صنایع نفت و انرژی مبناپژوهان در پنج بخش :
فعالیت دارد.

مبناپژوهان زیرساختی برای شناسایی، ارزیابی و تحلیل مشکلات فنی در هر یک از این بخشها و همچنین شناسایی و ارزیابی راهکارهای فناورانه موجود و یا قابل توسعه در کشور ایجاد کرده است. همچنین مبناپژوهان زمینه توسعه بازار فناوریهای نوین در این بخش را فراهم میکند.
صنعت نفت در ايران از قدمت بالایی برخوردار بوده بطوريكه فراوانی مخازن زيرزمينی و اهميت ويژه كشور ايران بعنوان يكی از توليدكنندگان نفت و گاز، اين كشور را در مكانهای اول، دارای ذخاير توليد نفت و گاز در جهان قرار داده است. امروزه ايران به تمام معنا، مالک منابع نفتی بوده كه علاوه بر تجارب يک قرن گذشته، صـنعت نفت و گاز میبایست اولويت اول سرمايه گذاریها را تعيين كرده و صنايع مرتبط به آنها را حمايت و هدايت نمايد.
صنعت نفت و انرژی
برخی از کاربردهای فناوری های نوین در صنعت نفت عبارتند از:
صنايع بالادستي نفت مطابق تعريف از اكتشاف تا قبل از پالايشگاه را شامل مي شود. امروزه اهمیت توسعه استفاده از فناوری های نوین بر کسی پوشیده نیست. یکی از مهمترن بخش ها برای استفاده از فناوری های نوین در صنعت نفت بخشصنايع بالادستي نفت و گاز شامل اكتشاف، حفاري، استخراج و بهره برداري، مديريت مخازن می باشد. برخی از کاربردهای فناوری های نوین در صنایع بالا دستی صنعت نفت عبارتند از:

1- صنایع بالادستی صنعت نفت
صنايع بالادستي نفت مطابق تعريف از اكتشاف تا قبل از پالايشگاه را شامل مي شود. امروزه اهمیت توسعه استفاده از فناوری های نوین بر کسی پوشیده نیست. یکی از مهمترن بخش ها برای استفاده از فناوری های نوین در صنعت نفت بخشصنايع بالادستي نفت و گاز شامل اكتشاف، حفاری، استخراج و بهره برداري، مديريت مخازن می باشد. برخی از کاربردهای فناوری های نوین در صنایع بالا دستی صنعت نفت عبارتند از:
سیال حفاری (Mud Drilling)
گل حفاري سيالي است که از دورن لولههاي رشته حفاري به پايين پمپ میشود، از نازلهای مته بيرون میآيد و سپس از فضای حلقوی بين ديواره چاه و لولههای حفاری، کنده هاي حاصل از حفاری را به سطح حمل میکند. همچنين گل حفاری، کار خنک کردن مته و کنترل سيالات موجود در لايهها را نيز بر عهده دارد.گل حفاری بايد خواص رئولوژيک و چگالی و ويسکوزيته مناسبی جهت حمل کندههای حفاری شده به بالا را داشته باشد و از قابليت انتقال توان هيدروليکی پمپها برخوردار باشد.
کاربرد نانو مواد در مشبککاری (Perforation) چاه های نفت و گاز
به دلايلی نظير توليد از يك عمق خاص (جلوگيری از توليد آب يا گاز اضافی) و نه از تمام لايه و همچنين پايدارسازی دهانه چاه و جلوگيری از ارتباط لايه ها با يكديگر، مقابل لايه نفت يا گاز يک لوله جداری قرار داده میشود و سپس مشبک كاری (Perforation) جهت مرتبط ساختن چاه و لايه مربوطه و در يک عمق خاص، انجام میشود. جنس مواد بکار رفته در ابزار مشبک کاری اهميت حياتی در انجام اين فرآيند دارد و در اين ميان نانو مواد در اين حيطه پتانسيل خوبی جهت بکار گرفته شدن دارد.
کاربرد نانو سنسورها در بخش لرزهنگاری ( Seismic ) صنايع بالادستي نفت و گاز
يكی از تكنيکهای رايج در اكتشاف نفت و گاز ، لرزه نگاری است. لرزه نگاری عبارتست از ايجاد انفجار در نقاط مختلف روی زمين و ثبت لرزههای ايجاد شده، ساختار کلی لايههای زمين و مخزن بدست آورده میشود. اين فرآيند بر اساس تفاوت سرعت حرکت صوت در لايههای مختلف انجام میگيرد. لرزهنگاری به صورت يک بعدی، دو بعدی و سه بعدی انجام میشود. از اين طريق میتوان تشخيص داد که لايههای مختلف حاوی گاز، نفت يا آب هستند. لرزهنگاری چهاربعدی همان لرزهنگاری سهبعدی است که در زمانهای مختلف انجام میشود و از طريق آن میتوان نحوه پيشروی سيالات مختلف را تشخيص داد. در اين بخش يك نوع سنسورهای صوتی مورد استفاده قرار میگيرد، كه ژئوفون نام دارد. اين سنسورها با ثبت اطلاعات به صورت صوتی و بازيابی آنها پس از عمليات لرزهنگاری مورد استفاده قرار میگيرند. نانوتكنولوژی میتواند علاوه بر پيشرفت فوق با نانوساختار كردن ژئوفونها به عملكرد سريع و ثبت اطلاعات صوتی دقيقتر منجر گردد.
سیال تکمیل چاه سنتزی
سیال تکمیل چاه سنتزی یک محلول فاقد ذرات جامد با دانسیته بالا میباشد که در عملیات حفاری و تکمیل چاه های نفت و گاز با فشار دمای بالا جهت نصب کفشک، لوله مشبک، توپک یا پکر، انکر سیل و شیرهای ایمنی درون چاهی استفاده میشود. این فناوری به عنوان محصول جایگزین ماده سمی و کاملا وارداتی کلسیم بروماید بوده و عمده تولید کنندگان و معادن آن متعلق به چین، ایالات متحده، هند و اردن می باشد که فناوری آن بر مبنای حذف یون سمی و سرطانزای برم طراحی و تولید شده است. سیال جدید تولید داخل به علت حذف برم و فلزات سنگین در ساختار خود و ارائه یک فرمولاسیون بی خطر در مقایسه با کلسیم بروماید و ساختارهای برومایدی علاوه بر حذف مشکلات ناشی از سمیت موادی مانند بروم در مبحث محیط زیست و عدم آلودگی های آب و خاک( به نسبت کلسيم برومايد بسيار Environmental Friendly مي باشد) دارای فاکتورهای اساسی است که استفاده از محصول تولید داخل را به کالای سمی و خطرناک وارداتی رجحان میبخشد.
استفاده از نانوذرات و نانوسیالات
پروپانت مادهای است که شکست هیدرولیکی ایجاد شده در سنگ را باز نگاه داشته و از مسدود شدن مجدد آن جلوگیری میکند. به منظور بهبود فرآیند تثبیت و توزیع ذرات ریز سازندی می توان از پروپانت های پوشش داده شده با نانوذرات استفاده نمود. به این منظور محققان از بستر پروپانت پوشش داده شده توسط نانوکریستالهای خاص که دارای نیروهای سطحی قابل توجهی مانند نیروی واندروالس و الکترواستاتیک هستند و سبب چسبیدن این ذرات به سطح پروپانتها میشود استفاده میکنند. در طول عملیات شکاف هیدرولیکی سازند و تزریق پروپانت، زمانیکه ذرات ریز سازندی به سمت منطقه پوشش داده شده با پروپانت حرکت میکنند، توسط نیروهای سطحی نانوذرات به دام افتاده و از نزدیک شدن به دیواره چاه باز میمانند.

2- صنایع پاییندستی صنعت نفت
برخی از کاربردهای فناوری های نوین در صنایع پایین دستی صنعت نفت عبارتند از:
لوله های کامپوزیتی و پوشش های رزینی
لوله های کامپوزیتی با خواص ضد خوردگی برای نصب در خط لوله های پتروشیمی و پالایشگاه مورد استفاده قرار می گیرند. این لوله ها تا مدت زمان زیادی بدون خوردگی و پوسیدگی در واحد مورد استفاده قرار میگیرند. همچنین توسعه فناوری پوشش های رزینی برای تعمیر و ترمیم لوله های پوسیده مورد توجه این صنعت قرار گرفته است.
سنسورهای تشخیص گاز
با توجه به حضور گاز سولفید هیدروژن در واحدهای مختلف پتروشیمی ها و پالایشگاه ها، دسترسی به تجهیزات تشخیص حضور این گاز در واحدها اهمیت دارد. بیشترین استفاده از این سنسور در واحد سولفور زدایی (SRU) پتروشیمی ها می باشد. این سیستم پس از مدتی به دلیل اشباع شدن سنسور ها نیاز به تعویض دارد.
دستگاه تشخیص و تصفیه پساب
از مهمترین موارد زیست محیطی در پتروشیمی ها، تصفیه ی پساب واحدهای صنعتی می باشد. از اینرو تشخیص نوع پساب به منظور تصفیه ی بهتر پساب ها مهم می باشد. این تشخیص با ابزارهای مختلفی از جمله آنالایزرهای لیزری انجام می شود که نوع آلاینده داخل پساب را تشخیص می دهد.

3- گاز طبیعی
برخی از کاربردهای فناوری های نوین در صنعت گاز طبیعی عبارتند از:
سنسورهای متان
سنسورهای متان در ایستگاه های افزایش یا تقلیل فشار خطوط انتقال گاز، به منظور بررسی نشت گاز طبیعی مورد استفاده قرار میگیرند. این سنسورها بخش جدایی ناپذیر صنعت گاز محسوب می شوند که نه تنها در ایستگاه های افزایش و کاهش فشار، بلکه در تمامی پلنت های گازی و حتی پتروشیمی هایی که تولید متانول دارند، مورد استفاده قرار می گیرند. این سنسورها انواع مختلفی دارند: سنسورهای یونیزه شعله (FIDs)، سنسورهای کاتالیزوری، حسگرهای نیمه هادی، سنسورهای الکتروشیمیایی، سنسور مادون قرمز.
هیترهای کاتالیستی
این هیترها می تواند جایگزین مبدل های حرارتی و هیترهای موجود در ایستگاه های تقلیل فشار که برای پیش گرم کردن گاز مورد استفاده قرار میگیرند شوند. این هیترها به علت دمای پایین کارکرد ( 500 درجه سانتی گراد ) شعله ایجاد نمی کنند که این مسئله موجب می شود امنیت استفاده از این هیترها نسبت به هیترهای مرسوم بیشتر شود. این هیترها به دلیل حجم کوچک و راندمان بالا موجب کاهش هزینه های تعمیرات و نگهداری و کوچک تر شدن ایستگاه ها شود.
عایق های حرارتی نانو
عایق های حرارتی از پرکاربردترین مواد در صنایع نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی می باشند. تجهیزات انرژی بر داخل این صنایع برای صرف انرژی کمتر نیازمند عایق می باشند. عایق های مرسوم در صنعت، پشم سنگ و پشم شیشه می باشند. این عایق ها نیازمند این هستند که حجم زیادی از آن برای عایق کاری استفاده شود. اما استفاده از عایق های نانویی به علت وزن کمتر و ضخامت بسیار کمتر نسبت به عایق های مرسوم و عملکرد بهتر می تواند از بروز مشکلات ذکر شده جلوگیری کند. ضمن اینکه می توان این عایق ها را بصورت رنگ نیز استفاده نمود.

4- صنایع انرژی
برخی از کاربردهای فناوری های نوین در صنایع انرژی عبارتند از:
نانو سیالات انتقال حرارت
نانوسیالات کاربردهای زیادی دارند. کاربرد نانوسیالات به دو بخش انتقال حرارت و انتقال جرم تقسیم میشود. خواص فوق العاده، پایداری مناسب، سهولت تولید و گرانروی قابل قبول باعث شده تا نانوسیالات به عنوان یکی از مناسبترین گزینهها در زمینه پدیده های انتقال حرارت و انتقال جرم مطرح باشند.
روانکارهای نانویی
با توجه به استفاده از تجهیزات دوار در صنعت انرژی، روانکارها نقش حیاتی در تعمیرات و نگهداری و بازدهی تجهیزات دارند. از اینرو استفاده از روانکارهایی با ضریب کارکرد بیشتر و مقاومت بهتر که خواصی همچون ضدخوردگی نیز داشته باشند بسیار مورد توجه قرارگرفته است.

5- صنایع وابسته
پوششهای پیشرفته
با توجه به ماموریتهای دشوار تعریف شده برای ابزارهای مورد استفاده در صنایع نفت، این ادوات نیازمند محافظت در برابر محیط عملیات هستند. فناوریهای متعددی برای توسعه پوششهای سخت مکانیکی، پوششهای مقاوم در برابر خوردگی و پوششهای تبدیلی وجود دارند که منجر به کاهش هزینههای تعمیر و نگهداری و همچنین خسارتهای ناشی از خرابی تجهیزات میشوند.
هوشمندسازی
روند توسعه فناوریهای تصویر برداری و تحلیل تصویر و همچنین سنسورهای دقیق، منجر به رسوخ این فناوری ها با بخش های نفت و انرژی شده است. این فناوریها قابلیت رصد تردد ماشین آلات و پرسنل، تحلیل و پیش بینی خطرات احتمالی، افزایش دقت عملکرد واحدها، کاهش حضور پرسنل در مناطق پر خطر، امکان نظارت بر عملکرد بخشهای عملیات و … را ایجاد کردهاند.
مبناپژوهان به واسطه حضور در اکوسیستم فناور و استارتاپی کشور و کسب تجربه در زمینه صنعتی سازی و تجاری سازی دستآوردهای فناورانه و استقرار فناوری در برخی صنایع، آمادگی ارائه مشاوره تخصصی به واحدهای صنعتی، معدنی و کشاورزی را دارد. همچنین با توجه به اشراف برای مشکلات فنی و نیازهای فناورانه، آمادگی همکاری با اندیشمندان و شرکت های فناور برای توسعه محصولات در راستای رفع نیازهای شناسایی شده وجود دارد.
به منظور ارتباط با کارشناسان مبناپژوهان از بخش «تماس با ما» استفاده نمایید.