حل مسائل مفاهیم انتقال جرم دکتر امیری

لینک مستقیم: دانلود

لینک غیر مستقیم: دانلود

شیشه ، محصولی کاملا «شیشهای شده» یا دست کم فراوردهای است که مقدار مواد معلق غیرشیشهای موجود در آن نسبتا کم است. با وجود هزاران فرمول جدید شیشه که طی 30 سال گذشته بوجود آمده، درخور توجه است که هنوز مانند 2000 سال پیش ، 90 درصد تمام شیشههای جهان از آهک ، سیلیس و کربنات سدیم تشکیل یافتهاند. اما نباید چنین استنتاج کرد که در طی این مدت ، هیچ تحول مهمی در ترکیب شیشه صورت نگرفته است. بلکه در واقع تغییرات جزئی در اجزای اصلی ترکیب و تغییرات مهم در اجزای فرعی ترکیب ، پدید آمده است.

اجزای اصلی عبارتند از: ماسه ، آهک و کربنات سدیم. هر ماده خام دیگر ، جزء فرعی تلقی میشود، هرچند که بر اثر استفاده از آن ، نتایج مهمی بدست آید. مهمترین عامل در ساخت شیشه ، گرانروی اکسیدهای مذاب و ارتباط میان این گرانروی و ترکیب شیشه است............

---

- شيشه سكوريت:

روش و ماشين آلات شيشه هاي نشكن سازي شده (tempered) اولين بار توسط شركت فرانسوي سنت گوبين طراحي و ابداع شد و اين نوع شيشه با نام تجاري سكوريت وارد بازار گرديد. از اين زمان به بعد شيشه هاي سكوريت مصارف بسياري از جمله در صنايع خودرو سازي ، ساختمان ، قطار ها، هواپيماها ، ... پيدا كرد. شيشه هاي سكوريت داراي استحكام 5 الي 8 برابر شيشه هاي معمولي هستند . بنابر پس از شكستن به تكه ها و ذرات كوچك و ريزي تبديل مي شوند كه داراي لبه هاي تيز و خطرناك نمي باشند. اين شيشه ها همچنين در مقابل تغييرات دمائي C°=175TD درجه سانتيگراد نيز مقاومت مي كنند ، در صورتي كه شيشه هاي معمولي در اثر اين اختلاف دما ترك مي خورند. در اين قسمت ، شيشه هاي سكوريت را در دو طبقه بندي شامل اتومبيل و ساختماني بطور جداگانه بررسي مي كنيم:

الف- شيشه سكوريت اتومبيل:

استفاده از اين نوع شيشه براي قسمت عقب (backlite) و جانبي (sidelite) اتومبيل مي باشد و متناسب با حالت آيروديناميكي ، خم مناسب نيز به آن داده مي شود. اين نوع شيشه در كوره هاي مخصوص در دماي حدود 700 درجه خم مي شود و با عمليات دمش ناگهاني هوا ،تنش سطحي بالائي در شيشه ايجاد مي گردد كه سبب افزايش استحكام سكوريت شدن مي شود.

ب- شيشه سكوريت ساختماني

استفاده از شيشه معمولي (غير سكوريت) در ساختمانهاي بلند مرتبه در صورت بروز حادثه اعم از طبيعي مانند زلزله يا حوادث ناشي از دخالت بشر ، خطر آسيب ديدگي جدي و حتي مرگ به همراه دارد، چرا كه شيشه شكسته شده به صورت قطعات بزرگ در هوا شناور مي شود و شعاع زيادي را در معرض خطر قرار مي دهد . بكار گيري شيشه هاي سكوريت بعلت شدن شيشه در صورت شكست و ريزش پاي ساختمان خطرات احتمالي را به حداقل ممكن كاهش مي دهد.

2- شيشه طلقي

اين نوع شيشه شامل دو نوع اصلي مي شود :

الف – شيشه طلقي اتومبيل :

براي تهيه شيشه جلوي اتومبيل ، از دو لايه شيشه و يك لايه طلق مياني (PVB) استفاده مي گردد كه علت اين عمل پايدار ماندن شيشه پس از شكستن مي باشد. با استفاده از طلق هاي رنگي مي توان سايه باني در شيشه جلو ايجاد كرد كه از آزار چشم راننده توسط تابش خورشيد جلوگيري مي كند.

ب- شيشه طلقي ساختمان:

شيشه طلقي ساختمان به دو روش : 1- استفاده از طلق هاي PVB (پلي وينيل بوتيرال) و 2- رزيني تهيه مي شود. اين نوع محصول از دو لايه شيشه و يك لايه طلق يا رزين تشكيل شده است. از خواص اين شيشه مقاومت در برابر عبور اجسام و عدم ريزش آن پس از شكست مي باشد و همچنين مي تواند به عنوان عايقي مناسب در برابر نور و صوت بكار رود.

3- شيشه هاي دو جداره (double glazing)

شيشه دوجداره از تركيب دو لايه شيشه و يك لايه جدا كننده آلومينيومي كه با رطوبت گير (سيليكاژل) پر شده است ساخته مي شود . بين دو لايه شيشه را مي توان با گاز آرگون (عايق حرارتي) يا SF6 (عايق صوتي) يا تركيبي از آن دو پر نمود.

از مزاياي اين نوع شيشه در در پنجره هاي ساختمانها :

· - صرفه جوئي در مصرف انرژي

· - كاهش توليد گازهاي آلاينده تا حدود 70%

· - جلوگيري از توليد گازهاي زيان آور و حفاظت از محيط زيست

· - كاهش آلودگي صوتي و ...

4- شيشه هاي رفلكتيو

به شيشه هائي گفته مي شود كه داراي پوششهائي به رنگهاي متفاوت مي باشند و باعث انعكاس نور مي گردند. اين نوع شيشه ها هم به لحاظ زيبائي و هم از جهت انعكاس نورهاي مزاحم به كار برده مي شوند.

5- شيشه هاي Low-E

به شيشه هائي گفته مي شود كه داراي پوشش خاصي باشند. اين پوشش بيرنگ است و باعث مي گردد كه پرتوهاي نوري با طول موج پايين (يا اشعه با انرژي بالا) وارد ساختمان شوند، اما اجازه خروج اين اشعه را كه پس از برخورد با اسباب و اثاثيه داخل منزل طول موجش افزايش مي يابد نمي دهد. بنابر اين انرژي گرمائي در داخل ساختمان ذخيره مي گردد.

شيشه هاي سيمي (wired glass)

به شيشه هائي گفته مي شود كه هنگام توليد بعد از مرحله ذوب و هنگام شكل دهي ، يك لايه تور سيمي داخل شيشه قرار مي گيرد. كاربرد اين شيشه ها براي جلوگيري از حريق مي باشد و غالبا در آسانسورها بكار مي رود.

سیلیس گداخته

سیلیس گداخته یا سیلیس شیشهای به روش تفکافت تتراکلرید سیلیسیم در دمای بالا یا بوسیله گدازش کوارتز یا ماسه خالص ساخته میشود و گاه آن را به اشتباه ، شیشه کوارتزی میخوانند. این ماده ، انبساط کم و نقطه نرمی بالایی دارد که به مقاومت گرمایی زیاد آن کمک میکند و امکان استفاده از آن را در گستره دمایی بالاتر از دیگر شیشهها فراهم میآورد. این شیشه ، اشعه ماوراء بنفش را بخوبی از خود عبور میدهد.

سیلیکاتهای قلیایی

سیلیکاتهای قلیایی تنها شیشههای دو جزئی هستند که از اهمیت تجارتی برخوردارند. ماسه و کربنات سدیم را بسادگی با هم ذوب میکنند و محصولات بدست آمده با گستره ترکیب Na2O.SiO2 تا Na2O.4SiO2 را سیلیکاتهای سدیم میخوانند. سیلیکات محلول کربنات سدیم که به نام شیشه آبی (انحلال پذیر در آب) نیز خوانده میشود، بطور گستردهای در ساخت جعبههایی با کاغذ موجدار و به عنوان چسب کاغذ بکار میرود.

مصرف دیگر آن در ایجاد حالت ضد آتش است. انواع قلیاییتر آن به عنوان شویندههای لباسشویی و مواد کمکی صابونها بکار میرود.

شیشه آهک سوددار

این نوع شیشه %95 کل شیشه تولید شده را تشکیل میدهد و از آن ، برای ساخت تمام انواع بطریها ، شیشه تخت ، پنجره خودروها و سایر پنجرهها ، لیوان و ظروف غذاخوری استفاده میشود. در کیفیت فیزیکی تمام انواع شیشههای تخت ، نظیر همواری و نداشتن موج و پیچ ، بهبود کلی حاصل شده، اما ترکیب شیمیایی تغییر زیادی نکرده است. اصولا ترکیب شیمیایی در گستره زیر قرار میگیرد:

SiO2 از %70 تا %74 ، CaO از %8 تا %13 ،Na2O از %13 تا %18.

فراوردههایی که این نسبتها را دارند، در دماهای نسبتا پایینتری ذوب میشوند. در تولید شیشه بطری ، بخش عمده پیشرفت از نوع مکانیکی است. در هر حال ، تجارت نوشابهها ، سبب ایجاد گرایشی در بین شیشه سازان برای تولید ظروف شیشهای با آلومین و آهک زیاد و قلیائیت کم شده است. این نوع شیشه با دشواری بیشتری ذوب میشود، اما در برابر مواد شیمیایی مقاومتر است.

رنگ شیشه بطریها بدلیل انتخاب بهتر و تخلیص مواد خام و استفاده از سلنیم به عنوان زنگزدا بسیار بهتر از قبل است.

شیشه سربی

با جانشین شدن اکسید سرب به جای اکسید کلسیم در شیشه مذاب ، شیشه سربی بدست میآید. این شیشهها بدلیل برخورداری از ضریب شکست بالا و پراکندگی نور زیاد ، در کارهای نوری از اهمیت بسزایی برخوردارند. تاکنون میزان سرب موجود در شیشه را به %92 نیز رساندهاند.

درخشندگی یک بلور تراش داده شده خوب بدلیل مقدار زیاد سرب در ترکیب آن است. مقدار زیادی از این شیشه برای ساخت حباب لامپهای برق ، لامپهای نئون و رادیوترونها بدلیل مقاومت الکتریکی بالای آنها مورد استفاده قرار میگیرد. این شیشه برای ایجاد حفاظ در برابر پرتوهای اتمی نیز مفید است.

شیشه بوروسیلیکاتی

شیشه بوروسیلیکاتی ، معمولا حاوی حدود 10 تا 20 درصد B2O2 ، حدود 80 تا 85 درصد سیلیس و کمتر از 10 درصد Na2O است. این نوع شیشه دارای ضریب انبساط کم ، مقاومت فوقالعاده زیاد در برابر ضربه ، پایداری عالی در برابر مواد شیمیایی و مقاومت الکتریکی بالاست.

ظروف آزمایشگاهی ساخته شده از این شیشه ، تحت نام تجارتی پیرکس فروخته میشود. با این حال ، در سالهای اخیر نام پیرکس برای اجناس شیشهای بسیاری که ترکیب شیمیایی دیگری دارند (مانند شیشه آلومین _ سیلیکات در ظروف شیشهای مناسب برای پخت و پز) نیز بکار میرود. مصارف دیگر شیشههای بوروسیلیکاتی علاوه بر ظروف آزمایشگاهی عبارت است از واشرها و عایقهای فشار قوی ، خطوط لوله و عدسی تلسکوپها.

شیشههای ویژه

شیشههای رنگی و پوششدار ، کدر ، شفاف ، ایمنی ، شیشه اپتیکی ، شیشه فوتوکرومیکی و سرامیکهای شیشهای ، همه شیشههای ویژه هستند. ترکیب تمامی این شیشهها بر طبق مشخصات محصول نهایی موردنظر تغییر میکند.

الیاف شیشهای

الیاف شیشهای از ترکیبات ویژهای که در برابر شرایط جوی مقاوم هستند، ساخته میشوند. سطح بسیار زیاد این الیاف سبب میشود تا آنها نسبت به همه رطوبت موجود در هوا آسیب پذیر باشند. مقدار سیلیس (حدود %55) و قلیایی موجود در این شیشه پایین است.

انواع مهم فراورده های شیشهای

شیشه جام

این نوع شیشه ، برای مصرف در پنجره ، قاب عکس و غیره تهیه میشود و دارای سطح کاملا صاف است. در مرحله تولید با عبور خمیر شیشه بین دو غلطک صاف افقی ، عمودی و یا عبور از روی قلع مذاب به دستگاه برش و کوره پخت هدایت میشود.

انواع بطری

برای تهیه بطری ، خمیر شیشه را از بالای ماشین قالبزنی توسط قیچی مخصوص به صورت لقمههایی در آورده ، به قسمت قالبزنی وارد میکنند و از پایین ، هوا در آن میدمند تا شکل مطلوب به خود بگیرد. برای تهیه انواع لیوان ، استکان ، لوله چراغ نفتی و فانوس ، مانند تهیه بطری عمل میشود، ولی بجای دمیدن هوا ، از قالب ویژه استفاده میشود.

شیشههای ایمنی بدون تلق

این نوع شیشهها برای ویترینها و شیشههای عقب و کناری خودرو تهیه میشوند. پس از مراحل برش و شکلدهی ، در پرسهای مخصوص ، آنها را در کوره الکتریکی تا °650C گرم کرده ، بطور ناگهانی سرد میکنند تا بر اثر تبلور جزئی ، بر مقاومت آنها افزوده میشود.

شیشه ضد گلوله

این نوع شیشه شامل چهار لایه 6 میلیمتری و دو لایه تلق ضخیم است. در هر مورد ، ابتدا از طریق وصل کردن به خلاء ، هوای بین لایهها را خارج کرده ، ضخامت شیشه و تلق را به هم میچسبانند و بعد تحت فشار 13 اتمسفر در دمای °120C ، به مدت سه ساعت نگه میدارند تا لایهها کاملا به همدیگر بچسبند.

الیاف شیشهای

این نوع الیاف ، با عبور خمیر شیشه از منافذ باریک یک قسمت غربال مانند ، تهیه میشوند. از این نوع الیاف ، در تهیه پارچه ، پتو و لحاف و عایقبندی دستگاههای حرارتی و برودتی و عایق الکتریکی ، صحافی و غیره استفاده میشود.

شیشههای مخصوص

شیشهها نشکن

این نوع شیشهها دارای ضریب انبساط بسیار کماند و در مقابل تغییر ناگهانی دما یا ضربه ، مقاومت زیادی دارند. از این رو ، از آنها برای تهیه ظروف و وسایل آزمایشگاهی و اخیرا ظروف آشپزخانه استفاده میشود.

برای تهیه این نوع شیشهها ، به جای Na2O و CaO از Zr2O3 ، Al2O3 و B2O3 استفاده میکنند که به نام شیشههای پیرکس ، ینا و کیماکس شهرت دارند.

شیشههای بلور

این نوع شیشهها بسیار ظریف و مشابه به کریستالاند. اما سنگین و صدا دهندگی کریستال را ندارند و خاصیت شکست نور در آنها کمتر است. دارای 75 درصد سیلیس ، 18 درصد و 7 درصد Cao اند.

شیشههای سربدار

این نوع شیشهها از شیشههای معمولی شفافتر و سنگیترند و ضریب شکست بالاتری دارند و دارای سه نوعاند:

کریستال:

که بسیار شفاف ، سنگین ، صدادار و قابل تراش است و نور را در خود میشکند و طیف رنگی میدهد. از این رو ، در تهیه گلدان ، لوستر و … بکار میرود. دارای 53 درصد سیلیس ، 11 درصد و 35 درصد Pbo است.

اشتراس:

که سنگ نو نیز نامیده میشود و از آن ، جواهرات مصنوعی درست میکنند. دارای 40 درصد سیلیس 7 درصد و 52 درصد Pbo است.

فلینت:

که در تهیه عدسی دوربینهای عکاسی و اسباب دقیق فیزیکی بکار میرود. دارای 20 تا 54 درصد سیلیس ، 5 تا 12 درصد و 34 تا 80 درصد سرب است.

شیشه ضد پرتوها

این نوع شیشه ، شامل یک قسمت و چهار قسمت pbo است، به مقدار قابل توجهی پرتوهای ایکس و پرتوهای رادیواکتیو را جذب کرده ، جلوی اثرات زیانبار آنها را میگیرد.

شیشه جاذب نوترون

این نوع شیشهها با افزایش اکسید کادمیم ( CdO ) به شیشه معمولی تهیه میشوند و بهعنوان حفاظ در مقابل تابشهای نوترونی ، بویژه در ارتباط با راکتورهای اتمی کاربرد دارند.

شیشه شفاف در مقابل IR

این نوع شیشه با اضافه کردن مقدار زیادی آلومین Al2O3 به شیشه معمولی حاصل میشود و در دستگاههای طیف نمایی و طیف نگاری IR مورد استفاده قرار میگیرند.

شیشه ضد اسید فلوئوریدریک

میدانیم که بعضی مواد شیمیایی مانند HF بر شیشه اثر میکنند. این تاثیر در واقع به واکنش سیلیسی موجود در شیشه با فلوئورید هیدروژن است که تولید اسید میکند. از این خاصیت در حکاکی و نقاشی روی شیشه استفاده میشود. اگر مقدار کافی فسفات آلومینیم که ساختار سیلیکات آلومینیم را دارد، در ساختار شیشه وارد شود، شیشه بدست آمده ، مقاومت قابل توجهی در برابر HF از خود نشان میدهد. علت این است که HF بر فسفات آلومینیم اثر ندارد.

شیشههای رنگی

برای برخی مصارف ویژه ، تهیه شیشههای رنگی ضرورت دارد. برای این کار ، عمدتا از اکسید فلزات استفاده میشود. برای مات یا شیری کردن شیشه ، فلوئوریت کلسیم ، کریولیت ، اکسید آنتیموان (III) ، فسفات کلسیم ، سولفات کلسیم و دیاکسید قلع استفاده می شود، زیرا این مواد ، رسوبهای کلوئیدی در خمیر شیشه تولید می کنند که پس از سرد شدن ، سبب شیری شدن آن میشوند.

شیشههای ویژه

مقدمه

پژوهش و توسعه ، محور اصلی تولید انواع جدید و بهتر شیشه با خواص بهتراست. در این بخش ، برخی از فراوردههای شیشهای جدیدی که در رهگذر پژوهش و توسعه بدست آمده است، بررسی میشود.

شیشه سیلیس گداخته

شیشه سیلیسی گداخته یا سیلیس شیشهای را میتوان با گداختن سیلیس خالص تولید کرد، اما چنین محصولاتی معمولا حباب دارند و نمیتوان آنها را بهصورت شفاف تولید کرد. اکنون کمپانی کورنینگ ، این شیشه را به روش تفکافت فاز بخار تتراکلرید سیلیسیم در دمای بالا تولید میکند. این نوع فرایند ، بطور طبیعی برای کنترل سیستمهایی مناسب است که در آنها امکان تولید خالص فراهم باشد.

سیلیس خامی که با این روش تولید میشود، به شکل ورق یا بول (بول ، خرده سنگهای استوانهای یا گلابی شکل کانی مصنوعی است) است. دمای بالای واکنش ، باعث بیرون رانده شدن آلایندههای نامطلوب میشود و مقدار ناخالصیهای موجود در سیلیس گداخته را به حدود یک در صد میلیون قسمت میرساند. شیشه سیلیس گداخته ، حداقل مقدار جذب فراصوت را داراست. از این شیشه بدلیل انبساط گرمایی کم آن در آینههای تلسکوپی استفاده میشود.

شیشه پر سیلیس

این محصول که به نام ویکور شناخته میشود، پیشرفت مهمی درجهت تولید شیشهای است که از نظر ترکیب و خواص به شیشه سیلیس گداخته نزدیک است. در این روش ، محدودیتهای پیشین در زمینه ذوب و شکلدهی از میان رفته است. کالاهای نهایی ، حدود 96% سیلیس و 3% اسید بوریک دارد و 1% بقیه از آلومین و قلیا تشکیل شده است. از ترکیبات بورو سیلیکات-شیشه حاوی حدود 75% سیلیس ، در مراحل اولیه فرایند هنگامی که شیشهها ذوب و قالبگیری میشوند، استفاده میشود. پس از خنک شدن ، کالاها را تحت عملیات گرمایی و تابکاری قرار میدهند که سبب جدا شدن شیشه به دو فاز فیزیکی متمایز میشود. کالای شیشهای را در حمام محلول اسید هیدرو کلریک 10% (98C) به مدت کافی فرو میبرند تا فاز انحلالپذیر ، کاملا از آن خارج شود.

سپس با شستشوی کامل ، کمترین مقدار باقیمانده از فاز انحلالپذیر و همچنین ناخالصیها شسته میشوند و سپس تحت عملیات گرمایی از بدنه ، آبزدایی شده و ساختارسلولی به شیشه غیر متخلخل تبدیل میشود. این روش از تولید شیشه ، سبب ساخت محصولی میشود که میتوان آن را تا حرارت قرمز آلبالویی ، گرم کرده ، سپس بدون ایجاد هیچگونه آثار نامطلوب ، آن را درمخلوط آب و یخ فرو برد. این شیشه در برابر مواد شیمیایی نیز بسیار مقاوم و در برابر تمام اسیدها به جز اسید هیدرو فلوئوریک بسیار پایدار است. البته این اسید (درمقایسه با سایر شیشهها) با سرعت کمتری به این شیشه حمله میکند. در ضمن ، انقباض این شیشه به نسبت یکنواخت و مساوی صورت میگیرد، بطوری که شکل اولیه همچنان حفظ میشود.

شیشه رنگی

هر چند قرنها از این شیشهها تنها برای تزئین استفاده میشد، امروزه استفاده از شیشههای رنگی برای مقاصد صنعتی و علمی ضروری است. این شیشهها ، در صدها رنگ مختلف تولید میشوند. شیشه رنگی ممکن است یکی از انواع سهگانه زیر باشد:

رنگ شیشه براثر جذب فرکانس خاصی از نور ، توسط عوامل موجود در محلول بوجود میآید. عوامل ایجاد رنگ در این گروه ، اکسیدهای عناصر واسطه بویژه گروه اول هستند (مانند Cr , V , Ti ). این طبقه را میتوان به دو زیر گروه تقسیم کرد، یکی شیشههایی که رنگ آنها ، بدلیل محیط ساختاری شیمیایی آنهاست و دیگری شیشههایی که رنگ آنها به دلیل اختلاف در حالت اکسایش آنهاست. مثلا NiO حل شده در شیشه سدیمی _ سربی است که رنگ قهوهای ایجاد میکند. اما این ترکیب در شیشه پتاسی تولید یک سرخ ژاسپ میکند.

رنگ بر اثر ترسیب ذرات کلوئیدی در شیشه بیرنگ ، ضمن انجام عملیات گرمایی بوجود میآید. مثال معمول این نمونه ، ترسیب طلایی کلوئیدی است که شیشه طلایی _ یاقوتی پدید میآورد.

رنگ بوسیله ذرات میکروسکوپی یا ذرات بزرگتر که ممکن است خود رنگی باشند، بوجود میآید. مانند قرمز سلنیمی که در چراغهای راهنمایی ، حباب فانوسها و غیره بکار میرود. البته ممکن است این ذرات ، بیرنگ باشند و شیشه نیمهشفاف تولید کنند.

شیشههای پوشش دار

این شیشهها با ترسیب فیلمهای فلزی شفاف بر روی سطح شیشه شفاف یا رنگی تولید میشوند. این فیلمها طوری طراحی میشوند که مشخصات عبور و بازتابش خاصی از نور را که در معماری امروز دارای اهمیت است، ایجاد کنند.

شیشههای مات یا نیمه شفاف

این شیشهها در حالت مذاب ، شفافاند. اما هنگام شکل دهی به دلیل جدایی و تعلیق ذرات ریز در محیط شیشه ، کدر میشوند. این ذرات از نظر اندازه و چگالی در شیشه ، انواع متفاوتی دارند و نور را به هنگام عبور ، پخش میکنند. شیشه مات ، اغلب از شیشه شفاف حاوی نقره بدست میآید. این ذرات نقره در واقع نقش هسته را برای رشد بلورهای غیر فلزی ایفا میکنند. این نوع شیشه برای ایجاد برخی سبکهای معماری مثلا در پنجره نورگیرها به منظور عبور طول موج مشخصی از نور و برای ظروف غذا خوری بکار میرود.

شیشه ایمنی

شیشههای ایمنی در دو نوع چندلایی و با پوشش سخت میباشند و شیشه نشکن را نیز میتوان شیشه ایمنی به حساب آورد. این شیشهها بهآسانی شیشه معمولی نمیشکنند و ظروف غذا خوری ساخته شده از اینها ، در مقایسه با ظروف غذا خوری معمولی سبکتر و سه برابر محکمترند.

شیشه فوتوفرم

شیشه فوتو فرم ، نسبت به نور ، حساس است و عمدتا از سیلیکات لیتیم تشکیل یافته است. اکسید پتاسیم و اکسید آلومینیوم موجود در این شیشه ، خواص آن را اصلاح میکند و مقادیر بسیار کم ترکیبات سریم و نقره ، اجزایی هستند که نسبت به نور ، حساساند. بر اثر تاباندن نور فرابنفش به این شیشه ، نقره توسط سریم حساس میشود و با انجام عملیات گرمایی در دمایی نزدیک به 600درجه سانتیگراد در اطراف آن ، تصویری از متاسیلیکات لیتیم ایجاد میشود.

متاسیلیکات لیتیم در اسید حل میشود. لذا میتوان آن را به کمک اسید هیدروفلوئوریک 10% حذف کرد. اگر نور پس از عبور از نگاتیو یک نقشه شیشه ، تابانیده شود، یک کپی بسیار دقیق با تمام جزئیات و ریزه کاریها بر روی شیشه بدست میآید. مثلا به همین روش میتوان نقشه مدارهای الکتریکی شیشهای را به ارزانی و به شکل دقیقی تولید کرد. این فرایند ، ماشینکاری شیمیایی شیشه نامیده شده است.

شیشه فوتوکرومیک سیلیکاتی

این نوع شیشهها مکمل شیشه فوتوفرم هستند، اما در عین حال خواص نامعلوم زیر را نیز دارند:

تیره شدن در نور بر اثر وجود نور فرابنفش درطیف مرئی

بیرنگ شدن یا کمرنگ شدن در تاریکی و بیرنگ شدن گرمایی در دماهای بالاتر.

این خواص نور رنگی واقعا برگشت پذیرند و دچار خستگی نمیشوند. در این شیشه ، ذرات هالید نقره در اندازههایی کمتر از یک میکرون موجودند که در مقایسه با هالید نقره معمولی عکاسی ، واکنش متفاوتی را در برابر نور از خود نشان میدهند. این ذرات را در شیشه صلب و نفوذناپذیری که از نظر شیمیایی بیاثر است، جای میدهند. بدین ترتیب ، مراکز رنگی که محل نورکافت هستند، نمیتوانند از مکان خود به جای دیگر نفوذ کنند و ذرات پایدار نقره را تشکیل دهند و ترکیب برگشت ناپذیر تولید کنند.

شیشه _ سرامیک

این ماده ، مادهای است که مانند شیشه ، ذوب و شکل داده میشود و سپس بوسیله فرایندهای واشیشهای شدن کنترل شده ، تا حد زیادی به سرامیک بلورین تبدیل میشود. از این مواد ، در ساخت پوشش آنتن رادار هواپیما ، موشکهای هدایت شونده و وسایل الکترونیکی مختلف استفاده میشود. همچنین این مواد تحت نام تجاری پیرو سرام در تولید ظروف آشپزخانه که همزمان برای هر سه کار پخت ، پذیرایی و انجماد غذا استفاده میشوند، بکار میروند.

الیاف شیشه

اگرچه الیاف شیشه ، محصول جدیدی نیست، با این حال سودمندی آن بدلیل ظرافت فوقالعادهاش افزایش یافته است. میتوان این ماده را به صورت رشته کشید، یا آنکه برای تولید عایق ، نوار و صافیهای هوا میتوان آن را به روش دمشی به شکل شبکه حصیری در آورد. الیاف کشیده شده برای تقویت پلاستیکهای مختلف بکار میروند و محصول چند سازه حاصل در ساخت لوله ، مخزن و وسایل ورزشی نظیر چوب ماهیگیری و چوب اسکی استفاده میشوند. متداولترین رزینهایی که با الیاف شیشه مصرف میشوند، رزینهای اپوکسی و پلی استر هستند.

شکل دهی

شیشه را میتوان با قالبگیری ماشینی یا دستی شکل داد. عامل مهمی که باید در قالبگیری ماشینی شیشه مدنظر داشت، این است که طراحی ماشین باید چنان باشد که کالای موردنظر ، ظرف چند ثانیه کاملا شکل گیرد. در طی این زمان نسبتا کوتاه ، شیشه از حالت یک مایع گرانرو به جامدی شفاف تبدیل میشود. در نتیجه بهسهولت میتوان دریافت که حل مشکلات طراحی همچون جریان گرما ، پایداری فلزات و لقی یاتاقانها بسیار پیچیده است و موفقیت چنین ماشینهایی به مهندس شیشه کمک شایانی میکند. شیشه پنجره ، شیشه جام ، شیشه شناور ، شیشه نشکن و مشجر ، شیشه دمشی و … ، با ماشین شکل داده میشوند.

تابکاری

بهمنظور کاهش کرنش در تمام کالاهای شیشهای ، اعم از آنکه به روشهای ماشینی یا دستی قالبگیری شدهاند، لازم است که تحت عملیات تابکاری قرار گیرند. بطور خلاصه ، عملیات تابکاری دو بخش دارد:

اول ، نگه داشتن تودهای از شیشه در دمایی بالاتر از یک دمای بحرانی معین تا زمانی که میزان کرنش درونی ، ضمن ایجاد یک سیلان پلاستیکی ، کمتر از یک مقدار حداکثر از پیش تعیین شده گردد.

دوم ، خنک کردن تدریجی این توده تا دمای اتاق بهنحویکه مقدار کرنش همچنان کمتر از آن میزان حداکثر باقی بماند.

تابدان یا آون تابکاری چیزی بیش از یک محفظه گرم و بهدقت طراحی شده نیست که در آن سرعت خنک کردن چنان کنترل میشود که شرایط گفته شده رعایت شود. ایجاد یک رابطه کمی میان تنش و شکست مضاعف ناشی از تنش ، متخصصان شیشه را قادر به طراحی شیشه ای کرده است که میتواند شرایط خاصی از تنشهای مکانیکی و گرمایی را تحمل کند.

با استفاده از این اطلاعات ، مهندسان ، مبنایی برای تولید تجهیزات پیوسته تابکاری یافتهاند. این تجهیزات ، مجهز به وسایل خودکار تنظیم دما و گردش کنترل شده هستند که امکان انجام بهتر تابکاری با هزینه سوخت پایینتر و ضایعات کمتر محصول را فراهم میآورند.

انواع شیشه و کاربرد آنها

شیشه به اشکال مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. در ساخت لوازم تزیینی مانند گل ، تابلو و غیره در ساختن ظروف آزمایشگاهی و یا ظروف آشپزخانه مانند لیوان ، بطری و غیره و بالاخره در ساختن شیشههای مسطح که در دو نوع ساده و مشجر عرضه میگردد و مصارف مختلفی دارد که عمده ترین کاربرد آن به عنوان در و پنجره در کارهای ساختمانی است که به شکلهای مختلف اعم از شیشههای شفاف ، نیمه شفاف و رنگی ، جاذب حرارت ، ایمنی ، دوجداره ، سکوریت و... وجود دارد.

همچنین در آینه سازی ، صنایع نشکن ، صنایع یخچال سازی ، میزهای شیشهای ، انواع شیشه رومیزی و تیغه کاری ساختمان کاربرد دارد.

شیشه رنگی

به دو طریق میتوان شیشه رنگی بدست آورد.

با افزودن و کم کردن بعضی مواد شیمیایی در مصالح اولیه تهیه شیشه. برای نمونه اکسیدهای مسی به شیشه رنگهای مختلف قرمز میدهد و رنگ آبی پر رنگ بوسیله اکسید کبالت بدست میآید. رنگ زرد با افزودن مقداری اکسید اورانیوم و کادمیوم حاصل می گردد.

شیشه سفید را در شیشه مذاب رنگی فرو میکنند تا دو روی آن رنگی شود. شیشههای رنگی در ویترین مغازهها ، نمایشگاهها ، آزمایشگاهها و ساختمانهای صنعتی بکار میروند.

شیشه ضد آتش (پیرکس)

همراه مواد اولیه این شیشهها در مقابل حرارت ، مقاومت زیادی دارند، مقدار زیادی اکسید بوریک بکار میرود و سیلیس آنها از انواع شیشههای معمولی بیشتر است. معمولا از آنها به عنوان ظروف آزمایشگاه و آشپزخانه و یا در جلوی بخاریهای دیواری و اجاقها استفاده مینماید.

شیشه مسطح

این نوع شیشه را با اضافه نمودن توری فلزی در میان شیشه میسازند و بیشتر برای درهای ورودی ، کارگاهها ، موتورخانهها ، آسانسورها و هر جایی که خطر شکستن و فروریختن شیشه وجود دارد، استفاده مینمایند.

شیشه دوجداره (مضاعف)

این نوع شیشهها ، از دو لایه ساده و گاهی رنگی که به موازات یکدیگر قرار گرفتهاند و لبهها یا درزهای آنها هوابندی شده است و فضای بین آنها با مواد خشک کنندهای مانند سیلیکاژل ، پُر و یا در بعضی از موارد بین دو لایه ، خلاء ایجاد میشود. این نوع شیشه که عایق گرما ، سرما و صداست، در بسیاری از ساختمانها مانند فرودگاهها ، هتلها و بیمارستانها بکار میرود.

شیشه سکوریت

در این حالت ، شیشه مجددا تا حدود 700 درجه سانتیگراد حرارت داده و بعد بطور ناگهانی و تحت شرایط خاص و کنترل شدهای سرد میشود. این عمل باعث افزایش مقاومت شیشه (حدود 3 الی 5 برابر) در مقابل ضربه و نیز شوکهای حرارتی میگردد. این شیشهها در صورت شکستن ، به ذرات ریز و مکعب شکل تقسیم میشوند که آسیب رسان نیستند. از این نوع شیشه در ویترین فروشگاهها ، درهای شیشهای و پنجرههای جانبی اتومبیلها استفاده میگردد.

شیشه نشکن

این نوع شیشهها شامل دو یا چند لایه شیشهاند که بوسیله ورقههایی از نایلون شفاف تحت حرارت و فشار به هم متصل میشوند. همچنین بعضی از انواع شیشههای طلقدار به عنوان عایق صوتی ، جاذب حرارت ، کاهنده شفافیت و شیشه ایمنی بکار برده میشوند. وقتی که این شیشهها میشکنند، خاصیت کشسانی نایلون مانع از پخش و پراکندگی ذرات شیشه میگردد.

از جمله کاربردهای این نوع شیشهها در خودروها و ویترین مغازههایی که اشیاء گرانقیمت میفروشند استفاده میگردد. ممکن است شیشه نشکن را از جنس شیشه سکوریت بسازند.

شیشه ضد گلوله

از چند لایه شیشه سکوریت و یا نشکن ، شیشه ضد گلوله میسازند. در هنگام وارد شدن گلوله به داخل شیشه ، از نیروی آن کاسته و در میان شیشه متوقف میگردد.

شیشه انعکاسی (بازتابنده)

در این نوع شیشهها ، یک سطح شیشه با یک پوشش منعکس کننده نور و حرارت از جنس فلز یا اکسید فلزی دارای این خاصیت پوشانده میشود. این نوع شیشهها ، نور خورشید را منعکس میکنند و در کاهش حرارت و درخشندگی نور موثر هستند. اگر در روشنایی روز از بیرون به شیشه انعکاسی نگاه کنیم مشاهده میکینم که تصاویر اطراف را مانند آینه باز میتاباند و اگر از داخل به بیرون نگاه کنیم، شیشه کاملا شفاف خواهد بود. شبها پدیده مذکور برعکس است. یعنی شیشه از خارج شفاف و از داخل مانند آینه است.

این شیشه با منعکس نور خورشید ، حرارت ناشی از تابش نور خورشید را بطور قابل ملاحظهای کاهش میدهد و در نتیجه ، باعث صرفه جویی در هزینههای احداث ، راه اندازی و نگهداری سیستمهای تهویه و تبدیل میشود.

کروم یکی از عناصر جدول تناوبی است که دارای نشان Cr و عدد اتمی 24 میباشد.کروم به شکل سنگ معدن کرومیت ( H₂CrO₄ ) استخراج می شود.این عنصررابصورت تجاری با حرارت دادن این سنگ معدن در حضور آلومینیوم یا سلیکون تهیه می کنند.تقریبا" نیمی از سنگ معدن کرومیت جهان در آفریقای جنوبی تولید می شود.البته قزاقستان ، هند و ترکیه نیز از تولید کنندگان عمده آن هستند.مقدار کرومیت اسخراج نشده بسیار زیاد است اما از نظر جغرافیایی در قزاقستان و آفریقای جنوبی متمرکز هستند.درسال 2000تقریبا" 15 میلیون تن سنگ معدن کرومیت قابل فروش تولید شد و تقریبا" به 4 میلیون تن آهن- کروم به ارزش تقریبی 5/2 میلیارددلار امریکا تبدیل شد.

---

عنوان آزمایش: تهیه زرد کروم ونارنجی کروم

هدف آزمایش: آشنایی با طرز تهیه رنگدانه های معدنی زردکروم(Chrome yellow) ونارنجی کروم(Chrome orange)

وسایل لازم: 2عدد بشر100cc،کاغذ صافی،قیف شیشه ای ،پایه و گیره فلزی،توری نسوز،سه پایه،کبریت

مواد لازم:پتاسیم کرومات، سرب11 نیترات،پتاسیم هیدروکسید(KOH)،آب مقطر

تئوری:

کروم یکی از عناصر جدول تناوبی است که دارای نشان Cr و عدد اتمی 24 میباشد.کروم به شکل سنگ معدن کرومیت ( H₂CrO₄ ) استخراج می شود.این عنصررابصورت تجاری با حرارت دادن این سنگ معدن در حضور آلومینیوم یا سلیکون تهیه می کنند.تقریبا" نیمی از سنگ معدن کرومیت جهان در آفریقای جنوبی تولید می شود.البته قزاقستان ، هند و ترکیه نیز از تولید کنندگان عمده آن هستند.مقدار کرومیت اسخراج نشده بسیار زیاد است اما از نظر جغرافیایی در قزاقستان و آفریقای جنوبی متمرکز هستند.درسال 2000تقریبا" 15 میلیون تن سنگ معدن کرومیت قابل فروش تولید شد و تقریبا" به 4 میلیون تن آهن- کروم به ارزش تقریبی 5/2 میلیارددلار امریکا تبدیل شد.

اگرچه وجود کروم خالص بسیار نادر است ، مقادیری کروم خالص کشف شده است. معدن Udachnaya در روسیه نمونه هایی از کروم خالص تولید می کند. این معدن یک استوانه کیمبرلیت غنی از الماس است ،وهم کروم عنصری وهم الماس تولید می کند.

موارد استفاده کروم:

در متالوژی برای مقاوم کردن در مقابل پوسیدگی و در براقی نهائی:

بعنوان یک جزء در آلیاژها ،مثلا"در فولاد ضدزنگ،

در آب کاری با کروم ،

در آلومینیوم آنادایز ،

بعنوان یک کاتالیزور.

از کرومیت برای ساخت قالبهای پخت آجر استفاده می شود.

نمکهای کروم باعث سبز شدن رنگ شیشه می شود.

کروماتها واکسیدها در رنگ مو و رنگهای معمولی بکارمی روند.

دی کرومات پتاسیم یک معرف شیمیایی است که درتمیز کردن ظروف شیشه ای آزمایشگاهی و بعنوان یک عامل تیترات مورد استفاده قرار می گیرد.این عنصر همچنین بصورت دندانه(مثلا ،عامل ثابت نگه دارنده) در رنگرزی بکار می رود.

دی اکسید کروم(CrO2) در تولید نوارهای مغناطیسی مصرف می شود این نوارها نسبت به نوارهای اکسید آهن دارای مقاومت در برابر میدانهای مغناطیسی بیشتری ،بوده لذا موجب کارآئی بهتر می شوند.

ترکیبات کروم:

دی کرومات پتاسیم عامل اکسید کننده بسیار قوی است و این ترکیب برای تمیز کردن ظروف آزمایشگاهی ، ارجح تر از سایر ترکیبات آلی است.اکسید کرومیک همان اکسید کروم سبز است (Cr2O3)که در نقاشی لعابی و رنگ کردن شیشه مورد استفاده قرار می گیرد.زردینه کروم رنگدانه زرد درخشانی است ( PbCrO4) که مورد استفاده نقاشان قرار می گیرد.
اسید کرومیک دارای ساختار فرضی H2CrO4 است. نه اسید کرومیک و نه اسید دی کرومیک در طبیعت یافت نمی شوند اما آنیونهای آنها در ترکُبات متنوعی یافت می شود.تری اکسید کروم CrO3 ،-اسید بدون آب اسید کرومیک - بصورت تجاری ،بعنوان اسید کرومیک بفروش می رسد.

تاریخچه کرومات سرب:

Joha Gottlob Lehma در سال در سال 1761 در کوههای اورال ماده معدنی نارنجی-قرمز رنگی پیدا کرد که نام آنرا سرب قرمز سیبریایی نهاد.گرچه او به اشتباه آنرا ترکیب سرب با آهن و سلنیم انگاشت ، آن ماده معدنی در حقیقت کرومات سرب (PbCrO₄) بود .
Peter Simon Pallas در سال این1770 ماده معدنی سربی قرمز رنگ (سرب قرمز سیبریایی) را در همان مکانی که Lehma قبلا" دیده بود مشاهده کرد که خصوصیات مفید زیادی داشت از جمله این خصوصیات کاربرد آن بعنوان رنگدانه در تولید رنگ بود که استفاده از این ویژگی به سرعت توسعه یافت.رنگ زرد درخشانی که از کروکوئیت ساخته شد به یک رنگ بسیار رایج تبدیل گشت.
سال 1797 Nicolas-Louis Vauquelin نمونه هایی از سنگ معدن کروکوئیت را پیدا کرد.او با مخلوط کردن کروکوئیت و اسید هیدرو کلریک موفق به تهیه اکسید کروم( CrO3) گشت.سال 1798 Vauquelin متوجه شد که با حرارت دادن این اکسید در کوره های ذغالی می توان کروم فلزی بدست آورد.او موفق به شناسایی مقدار کمی کروم در سنگهای قیمتی از جمله یاقوت و زمرد شد.
در طول دهه اول قرن نوزدهم از کروم بیشتر بعنوان سازه ای در رنگها استفاده می شد اما امروزه عمده کاربرد آن (85%) در آلیاژهای فلزی است و مابقی موارد استفاده آن در صنایع شیمیایی ، موادنسوز و صنایع پایه می باشد.

بررسي قدرت رنگي رنگدانه هاي کرومات سرب:

مهمترين مشخصه هاي رنگدانه هاي کرومات سرب درخشندگي فام ، قدرت رنگ زنندگي و قدرت پوشانندگي بالا مي باشد . اين رنگدانه ها در رنگها و پلاستيکها کاربرد دارند . عيب اين رنگدانه ها در مورد کاربرد در پلاستيکها اين است که در دماي بالا تيره مي شوند . بنابراين بايد عملياتي برروي اين رنگدانه ها انجام گيرد تا پايداري حرارتي آنها را افزايش دهد . علاوه برآن از لحاظ زيست محيطي مقدار سرب قابل حل اين رنگدانه ها بايد کمتر از 2درصد باشد .

شرح ازمایش:

طرزتهیه زرد کروم:

ابتدا دو بشر 100cc اماده کرده درون هرکدام 30ml آب مقطر می ریزیم سپس دریکی از ان ها مقدار 1.3gr سرب11 نیترات ودر بشر دیگر مقدار 0.8gr پتاسیم کرومات حل می کنیم و محتوی آن ها را بر روی یکدیگر می ریزیم وبه مدت 5دقیق هم می زنیم تا واکنش کامل شود رسوب زرد رنگ سرب11کرومات تولید می شود رسوب حاصله راتوسط کاغذ صافی که ازقبل توزین شده ،صاف می کنیم .

طرزتهیه نارنجی کروم:

دو عدد بشر 100ccاماده کرده در هرکدام 30mlآب مقطر می ریزیم. دریک بشر مقدار0.8grپتاسیم کرومات ودربشردیگر1.3grسرب11نیترات حل می کنیم .سپس محتوی دوبشررا روی یکدیگر ریخته وبعداز انحلال کامل سرب11 نیترات 2ml(KOH)به ان اضافه کرده وهم می زنیم.سپس به مدت 10دقیقه ضمن حرارت دادن هم می زنیم تا رسوب نارنجی رنگ تشکیل شود سپس رسوب را روی کاغذ صافی توزین شده صاف می کنیم.

مشاهدات:

بعد از اضافه کردن محلول بی رنگ سرب 11نیترات به محلول زردرنگ پتاسیم کرومات رسوب زرد رنگ سرب11کرومات تشکیل می شود که به ان زرد کروم می گویند:

K₂CrO₄ + Pb(NO₃)₂ -------> PbCrO₄ + 2KNO₃

اگر واکنش بالا درمحیط بازی انجام گیرد نارنجی کروم(PbCrO₅) تولید می شود

2PbNO₃+ 2KOH + K₂CrO₄-------> PbCrO₅ +4KNO₃ +H₂O

هرچه محیط بیشتر بازی می شد رنگ نارنجی نیز پر رنگ تر می شد

ثبت نتایج و دادها:

منابع خطا:

خطای روشی:حل شدن رسوب وجذب مواد خارجی به وسیله رسوب و...

خطای شخصی :بی دقتی در توزین موادو...

خطای تصادفی: ارتعاش ساختمان و...

نتیجه گیری:

هرچه محیط بیشتر قلیایی باشد رنگ نارنجی پررنگ تر می شود.

http://www.analtech.com

اين شركت بيشترين تلاش خود را صرف بهرهبرداري و گسترش تكنولوژي TLC نموده است. اين شركت توليدكننده ي انواع مختلف لايه هاي جاذب و ساير تجهيزات آزمايشگاهي مي باشد. سيستم سيلوگراف اين شركت قادر به جداسازي نمونه هاي 4 گرمي در مدت زمان 20 دقيقه است. آشكاركننده هاي فلوئورسانس و بعضي جاذب هاي مخصوص كه حاوي پوشش هاي ويژه مي باشند از ديگر محصول هاي اين شركت محسوب مي گردد.

http://www.chemweb.com/

اين سايت براي افراد متخصص در شيمي آلي مفيد مي باشد و ليست كنفرانس هاي مختلف و فرصت هاي شغلي متعددي را در اختيار آنها قرار مي دهد. Chemweb در آوريل 1997 پايه گذاري شده و امروزه اين سايت بزرگترين مركز ارتباطهاي شيميايي در جهان است. بيشترين اطلاعات در مورد تحقيقات شيميايي و صنايع شيميايي در اين بخش موجود مي باشد. در اين بخش مي توان به بيش از 230 مجله و بيش از 25 مبحث در زمينه ي شيمي دست يافت و در زمينه ي كيمياگري نيز مباحثي عنوان شده است.

http://www.amita.com

اين شركت در سال 1985 تأسيس شده است و با استفاده از تكنولوژي، اطلاعات و بهره گيري از نرم افزار شركت هاي مختلف را همياري مي نمايد. با اين كار قابليت تجاري شركت ها و سرعت سرويس دهي آنها را افزايش مي دهد و راندمان كاري آنها را بالا مي برد.

http://www.amelsrl.com

Amel كمپاني توليدكننده ي وسايل مورد نياز فرآيندهاي الكتروشيميايي است. Amel يك شركت توليدكننده و سازنده ي تجهيزات اندازه گيري براي فرآيند الكتروشيميايي مي باشد. اين شركت از سال 1995 شروع به كار كرده است و براي آناليز كردن، اندازه گيري و كنترل فرآيندهاي الكتروشيميايي وسايل مورد نياز را توليد مي كند.

فرمول : KAl3[(OH)6 | (SO4)2]

سيستم تبلور:رمبوئدريك

رده بندي:سولفات

رخ: خوب

جلا:شيشه اي - صدفي

شفافيت:شفاف

اشكال ظاهري ژيزمان بلور- اگرگات دانه اي تقريباْ كمياب ; ايتاليا ، URSS ، امريكا و استراليا خواص شيميايي تركيب شيميايي K2O=11.4% SO3=38.6% Al2O3=37% H2O=13.02% رنگ كاني :سفيد - خاكستري - زرد - قرمز رنگ اثر خط :سفيد

تفاوت با كاني هاي مشابه تشابه كاني شناسي پاراژنز - هالوزيت - كائولينيت - ژيپسيت منشا تشكيل :آتشفشاني شكل بلورها:رمبوئدر - صفحه اي كاربرد : محل پيدايش:URSS ساير مشخصات وجه تسميه در زبان لاتين alumen=alun است.

---

کاني هاي حاوي آلومينيوم در طبيعت زياد بوده و عبارتند از:
•بوهميت BOEHMITE
بوهميت با فرمول ALOOH و با وزن مخصوص 06/3 – 01/3 داراي 7/84 درصد اکسيد آلومينيوم مي باشد. رنگ آن سفيد متمايل به زرد و سختي آن 5/3 است. بوهميت هم در متن متبلور سنگ بوکسيت و هم در پيزوليت ها و ائوليت ها وجود دارد.

•دياسپور DIASPORE :
دياسپور با فرمول H2O و Al2O3 و با وزن مخصوص 4/3، داراي 85% اکسيد آلومينيوم مي باشد. رنگ آن خاکستري متمايل به زرد، آبي، سفيد و يا کمي بنفش و سختي آن 7-5/6 است. دياسپور از سنگهاي آذرين و رسوبات رسي در اثر هوازدگي سيليکات هاي آلومينيوم دار به وجود آمده و گاهي همراه با کرندوم در سنگهاي آهکي متامورفيکي ديده مي شود.

(3)
اين دو از نظر فرمول و سيستم تبلور (هر دو ارتورومبيک) تشابه دارند وليكن از نظر پايداري حرارتي با هم متفاوتند و دياسپور پايداري حرارتي بالايي دارد.

---

کاني هاي حاوي آلومينيوم در طبيعت زياد بوده و عبارتند از:
•بوهميت BOEHMITE
بوهميت با فرمول ALOOH و با وزن مخصوص 06/3 – 01/3 داراي 7/84 درصد اکسيد آلومينيوم مي باشد. رنگ آن سفيد متمايل به زرد و سختي آن 5/3 است. بوهميت هم در متن متبلور سنگ بوکسيت و هم در پيزوليت ها و ائوليت ها وجود دارد.

•دياسپور DIASPORE :
دياسپور با فرمول H2O و Al2O3 و با وزن مخصوص 4/3، داراي 85% اکسيد آلومينيوم مي باشد. رنگ آن خاکستري متمايل به زرد، آبي، سفيد و يا کمي بنفش و سختي آن 7-5/6 است. دياسپور از سنگهاي آذرين و رسوبات رسي در اثر هوازدگي سيليکات هاي آلومينيوم دار به وجود آمده و گاهي همراه با کرندوم در سنگهاي آهکي متامورفيکي ديده مي شود.


اين دو از نظر فرمول و سيستم تبلور (هر دو ارتورومبيک) تشابه دارند وليكن از نظر پايداري حرارتي با هم متفاوتند و دياسپور پايداري حرارتي بالايي دارد.

•گيسبيت Gibbsite :
گيبسيت با فرمول 3H2O. AP2O3 و با وزن مخصوص 43/2 داراي 4/65% اکسيد آلومينيوم مي باشد. سختي آن 5/3 – 5/2 با رنگ سفيد تا خاکستري روشن و در بعضي موارد کمي مايل به قرمز و با جلاي شيشه اي است. از مشخصات ويژه گيبسيت کليواژ خوب، جلاي شيشه اي و وزن مخصوص کم آن است و از نظر درجه سختي از دياسپور و از نظر وزن مخصوص از ميکا قابل تشخيص است.
گيبسيت با از دست دادن آب در درجه حرارت 220 – 196 درجه سانتي گراد به بوهميت تبديل مي گردد. گيسبيت بيشتر از تجزيه و هيدروليز سيليکاتهاي آلومينيوم دار، در اثر تجزيه سطحي و تحت شرايط آب و هواي حاره اي به وجود مي آيد.

•کائولينيت Kaolinit :
کائولن با فرمول(OH)8 (Si4O10) Al4 در سيستم منوکلينيک متبلور شده و با سختي حدود 1، وزن مخصوص در 1/2، داراي 5/39 درصد Al2O3 مي باشد. رنگ آن سفيد مايل به زرد و گاهي هم کمي سبز يا آبي رنگ است. اغلب داراي پلاستيسيته بوده و در اسيد کلريدريک و اسيد سولفوريک گرم و غليظ حل مي شود.
اغلب ذخاير کائوليني در اثر هوازدگي و تجزيه سنگهاي ولکانيکي حاوي سيلکات آلومينيوم بوجود مي آيند. سنگهاي گرانيتي، گنايس ها، کوارتزپورفيري ها و همچنين رسوبات حاوي فلدسپاتها، ميکا و زئوليت جهت ايجاد کائولينيت مناسب مي باشند که در اثر هوازدگي و تجزيه شيميائي مواد قليائي و مقداري از SO2 خارج شده و کوارتز و ساير کاني هاي همراه بصورت ترکيب باقي مي مانند. کائولن ممکن است نتيجه آلتراسيون هيدروترمال باشد. در اين صورت، محلول هيدروترمال سردتر از 300 درجه سانتي گراد در داخل سنگهاي با فلدسپات بالا، سبب شستن يونهاي Ca++,K+, Na+ و ساير کاتيون ها و رسوب آنها با H+ بيشتر مي شود.
اغلب اين گونه ذخاير در ارتباط با سيستم متائوريکي هيدروترمالي که حرارت آن ها از سنگهاي ولکانيکي مشتق مي شود، مي باشند.
ذخاير بزرگي از کائولينيت در منطقه CORNWALL انگلستان در خارجي ترين قسمتهاي سيستم هيدروترمالي، مرتبط با باتوليت هاي گرانيتي وجود دارند که به عمق چندين کيلومتري تشکيل شده اند.

•کرندوم CORUNDUM :
کرندوم با فرمول Al2O3 در سيستم رمبوئدريک متبلور شده و وزن مخصوص آن 95/3 تا 1/4، داراي سختي 9 و جلاي شيشه اي مي باشد.اين کاني در فارسي به ياکند و در عربي به ياقوت معروف است.
در ترکيب شيميايي اين کاني آلومينيوم 2/53 % به همراه ناخالصي هايي مانندTi , Cr ,… ديده مي شود. کرندوم بي رنگ و کاملاً شفاف بوده که غالباً به رنگهاي مختلف قرمز – خاکستري – بنفش – سبز – آبي – قهوه اي و زرد ديده مي شود. انواع رنگي و شفاف آن جزء جواهرات قيمتي محسوب مي شوند. مطابق رنگشان به نامهاي مختلف ناميده مي شوند:
مانند Ruby (ياقوت) به رنگ قرمز، SAPPHIRE به رنگ آبي، توپاز شرقي به رنگ زرد، ياقوت کبود، ياقوت سفيدوش، آميتيست شرقي به رنگ بنفش،زمرد شرقي به رنگ سبز، کروندوم ستاره اي شکل که شفاف است،امري(EMERIE) يک نوع کرندوم از مخلوطي با دانه هاي ريز مگنتيت( MAGNETITE) Fe3O4، هماتيت (Oligiste) Fe2O3وکوارتز مي باشد.اين کاني غالباً به حالت خودشکل بوده و بيشتر اوقات دانه اي شکل و يا کاملاً کمپاکت است و براي سائيدن مورد استفاده قرار مي گيرد وليکن گاهي صفحه اي و يا منشوري با مقاطع شش ضلعي مي باشد.
اغلب اوقات کرندوم به ويژه سافير داراي ذرات خارجي است که با نظم معيني درداخل آن قرار مي گيرند به طوري که روي يک تيغه شش گوش آن،اين مواد به شکل ستاره هاي 6 گوش ديده مي شوند.
درجه ذوب کرندوم خالص حدود 2050 درجه است. اسيدها روي آن اثري ندارند ولي پس از ذوب قليائي بوسيله بي سولفات پتاس در اسيدها حل مي شود. در پرل بوراکس به سختي ولي کاملا ًحل خواهد شد.
کرندوم درحضورSiO2 در پوسته زمين پايدارنيست، زيرا تبديل به مينرالهاي کيانيت،سيليمانيت واندالوزيت که همگي داراي يک فرمول Al2SiO5 هستند، مي گردد.
کرندوم و کوارتز در حضور آب، واکنش شيميايي داده و توليد کائولينيت خواهند نمود. از آنجائي که کوارتز در اغلب سنگهاي پوسته زمين وجود دارد، اين واکنش محيط هاي رسوبي زمين شناسي را بطوري محدود کرده که فقط کرندوم در سنگهاي ويژه اي که عاري از سيليس و به وفور داراي آلومينيوم هستند، ظاهر مي شود. معمولي ترين اين سنگها بوکسيت است. تحت شرايط درجه حرارت زمين و فشاري که سنگ بوکسيت در آن تشکيل مي شود، کاني آلومينيوم تشکيل کرندوم نخواهد داد. کرندوم وقتي تشکيل مي شود که بوکسيت متامورف گردد و اين عمل به ندرت انجام مي شود.
معمولا ً کرندوم در سنگهاي مافيک با مقدار آلومين بالا و سيليس کم مانند پريدوتيت (Peridotite)همراه با کلريت، انستانيت(Enstatite)، اسپينل(Spinelle)، سينيت(Syenite)، آنورتوزيت، پگماتيتهاي سينيتي، نفلين(Nephelin) ومنيتيت (Magnetite) ديده مي شود.
در سنگهاي آهکي که در اثر محلول هيدروترمال در مجاورت توده هاي آذرين نفوذي با سيليس کم مانندسينيت تجزيه مي شوند کرندوم تشکيل مي شود.
کروندوم در شيست هاي کروندوم دار مناطق آرژيلي و به صورت فرعي در سنگ هاي آذرين غني از آهن و منيزيم يافت مي شود. انواع سنگ هاي قيمتي کروندوم مانند ياقوت و سافير در سنگ هاي مذاب اسيدي مانند گرانيت يا گرانوليت وجود دارند و بيشتر اوقات سنگ هاي قيمتي کروندوم دررسوبات رودخانه اي همراه با طلا و زيرکن استخراج مي شوند.کروندوم به علت سختي بالا در ساينده ها و انواع سنگ سمباده استفاده مي شود.

•کريوليت CRYOLITE :
کريوليت يکي از مواد مهم درارتباط با متالورژي آلومينيوم بوده که معادن آن بسيار کم مي باشد و اغلب بطور مصنوعي تهيه مي شود. کريوليت با فرمول Na3AlF6 داراي سيستم مونوکلينيک و سختي حدود 5/2 و وزن مخصوص 3، داراي 8/12 درصد Al2O3 مي باشد. رنگ آن غالباً سفيد، گاهي به رنگ هاي قرمز، قهوه اي و حتي سياه مي باشد. جلاي آن شيشه اي کمي چرب و داراي قابليت ذوب خيلي زياد است. ذخاير کريوليت مربوط به سنگهاي خيلي اسيد و عميق است و اغلب رگه هاي آن در نزديکي معادن قلع ديده مي شود.

•آلونيت Allunite :
آلونيت با فرمول شيميايي KAl3(SO4)2(OH)6 به عنوان سولفات پتاسيم و آلومينيوم آب دار است. آلونيت به صورت رگه اي و به حالت جانشيني در سنگهاي آذرين اسيدي به ويژه در توفهاي اسيدي يافت مي شود. هرگاه سنگهاي غني از آلومينيوم، تحت تأثير محلولهاي غني از سولفات آلتره شوند، آلونيت به وجود خواهد آمد.
در كانسارهاي گرمابي كه آلتراسيون آلونيت تشكيل گرديده، زون بندي منظمي مشاهده مي شود؛ به طوري كه زون سيليسي در بالاي زون آلونيت و در زير آن، زونهاي آرژيليك و سرسيتيك قرار مي گيرند. تركيب شيميايي آلونيت خالص و كانسنگ آلونيت در جدول 3 گزارش گرديده است.


•نفلين NaAlSiO4 كه در تهيه آلومينيوم بکار مي رود، در کشورهاي روسيه و آمريکا متداول مي باشد.
•ساير کانيهاي مهم آلومينيوم عبارتند از: آندالوزيت، سيليمانيت و کيانيت با فرمول Al2SiO5، لوسيت KAl Si2O6، مونت موريونيت Al2Si4O10 H2O (OH)2 و کرندوم مي باشند.
در ايران AL بيشتر به صورت آلونيت با عيار 20 تا 30% مي باشد.
آلونيت از آلتراسيون گرمايي سنگ هاي آتش فشاني اسيدي (توف، گدازه، سنگ آذر آواري اسيدي تا حدواسط) و در شرايط اکسيدان توسط محلولهاي گرمابي غني از سولفات SO42- و حامل کاتيون هاي Si , Mg , Na, Ca تشکيل مي شوند.
در گذشته آلونيت براي تهيه سولفات آلومين و سولفات پتاسيم استفاده مي شده است وليکن امروزه از آلونيت در تهيه آلومينيوم و نيز سولفات پتاسيم و اسيد سولفوريك استفاده مي شود.

• لاتريت هاي نيکل دار :
ميزان متوسط نيکل پوسته زمين، حدود 70 گرم در تن است. شعاع و بار يوني نيکل مشابه منيزيم است، بدين سبب، نيکل در سنگهاي اولترامافيکي مانند پريدوتيت ها و سرپانتيت ها متمرکز مي شود. سنگهاي اولترامافيکي در شرايط آب و هواي گرم و مرطوب هوازده شده، کاتيون هاي Si , Ca , Mg آنها شسته مي شود و Al , Fe Ni آنها برجاي مي ماند. اکسيدهاي SiO2 و MgO از سطح تا عمق 7 متري شسته مي شود در صورتي که اکسيد Fe2O3 در اَََين زون برجاي مي ماند.نيکل به مقدار جزئي از اين زون حمل و در عمق 7 تا 13 متري متمرکز مي گردد. بيشتر ميزان Ni در سنگ هاي رسوبي در شيل ها وجود دارد.
در شکل 1 نيمرخ عمودي از يک لاتريت نيکل دار ترسيم گرديده است. در اين جا به طور کلي سه بخش مهم يافت مي شود:
الف – زون لاتريت، ب- زون سپيوليت، ج- زون پريدوتيت تازه (اوليه).


الف- زون لاتريت خود به اجزايي چند تقسيم مي شود. اين زون به طور عمده از گوتيت، هماتيت و ماگهميت تشکيل گرديده است. نيکل در اين زون عمدتاً با گوتيت يافت مي شود. بخشي از نيکل در اين زون با کبالت و منگنز تشکيل کاني آسبوليت را داده است.
ب- زون سپيوليت حاوي تالک، کالسدوئن، اوپال، سرپانتين و اکسيد آهن است. عيار نيکل اين زون بيشتر از زون لاتريت فوقاني است. نيکل در اين زون همراه تالک، اکسيد آهن و به صورت کاني گارنيريت يافت مي شود.
اکسيدهاي SiO2، FeO، MgO، CaO در زون لاتريت و سپيوليت کاهش زيادي را نشان مي دهند. در صورتي که ميزان فراواني MnO, Cr2O3, Al2O3 , Fe2O3, NiO افزايش يافته است.
عيار نيکل در زون لاتريت 5/0 تا 2% و در زون سپيوليت 2 تا 4% است. عيار کانسارهاي لاتريت نيکل دار 1 تا 2% و ميزان ذخيره 7 تا 250 ميليون تن است.

•لاتريت آهني:
لاتريت هاي آهني عبارتند از لاتريت هايي که از سنگ هاي بازيک و اولترا بازيک حاصل شده و غني از آهن مي باشند. برخي از اين لاتريتها، از نيکل و کبالت غني شده اند و حاوي هماتيت – گوتيت و 12% آلومينا مي باشند. مانند کانسار کناکري گينه.

•بوکسيت Bauxite:
بوکسيت Bauxite سنگ معدني غني از آلومينيوم است که عمدتاً از اکسيدها يا هيدروکسيدهاي آلومينيوم به ويژه از 3 کاني بوهميت، دياسپور و گيبسيت مي باشد. غالباً با ناخالصي هايي نظير اکسيدهاي آهن، کاني هاي رسي ( کائولن، ايليت و کلريت )، اکسيد تيتان، کوارتز و آناتاز همراه است.
حالت ظاهري بوکسيت به شکل کمپاکت (متراکم) بوده و گاهي نيز به صورت دانه هاي گرد شبيه دانه هاي نخود ديده مي شود.
رنگ آن معمولا ًسفيد تا خاکستري زرد و گاهي هم کمي قهوه اي متمايل به قرمز است. سختي آن متغير بوده و بطور متوسط در حدود 2 مي باشد. وزن مخصوص کاني بوکسيت نيز در حدود 5/2 – 4/2 است.
کانسارهاي بوکسيتي داراي نهشته هاي بزرگي هستند که به صورت روباز استخراج مي شوند و ارزش اقتصادي زيادي دارند. ترکيب کاني شناسي بوکسيت تا حدودي متغير بوده و تابع سنگ مادر اوليه آن است. بافت ذخاير بوکسيتي از نوع پيزوليتي، نودولي و توده اي است.
کانيهاي مهم بوکسيت به ترکيب شيميايي و کاني شناسي سنگ اوليه بستگي دارد و در طول زمان دستخوش تغييراتي مي شود. بوکسيت هاي جوان غني از گيبسيت هستند، در صورتي فراواني کانيهاي بوکسيت از راست به چپ با گذشت زمان کاهش مي يابد.


عيار Al2O3 از 35 تا 55 درصد و ميزان ذخيره 1 تا 700 ميليون تن است. حدود 80 درصد گاليم دنيا از کانسارهاي بوکسيت به دست مي آيد زيرا Ga3+ در Al3+ به صورت استتار شده است.
عناصري که به عنوان محصول جانبي در بوکسيت هاي غني از آلومينيوم قابل توجه هستند، عبارتند از: Be , Ti , Ca. در بوکسيت هاي غني از آهن عناصر جانبي عبارتند از: Cu , Co , Cr , Ni.
بوکسيت هاي تشکيل شده در سنگ کربناته غني از Ca و در سنگ بازالت غني از Fe مي باشد.
طبقه بندي بوکسيت ها از لحاظ محيط تشکيل:
1- بوکسيت هاي سطح تراز بالا يا بوکسيتهاي مناطق مرتفع (High level or upland bauxites ):
•اين بوکسيت ها معمولا ً بر روي سنگ منشأ آتشفشاني و يا آذرين تشکيل مي شوند.
•پوشش مسطحي به ضخامت حداکثر 30 متر دارند.
•در مناطق حاره اي و نيمه حاره اي وجود دارند.
•اين نوع بوکسيت متخلخل وسست است.
•بافت سنگ مادر حفظ شده است.
•ترکيب آنها عمدتاً گيبسيتي است.
•مستقيماً بر روي سنگ مادر قرار دارند و عمدتاً از الگوي درزه اي (Joint patte) سنگ مادر پيروي مي کنند.
•به علت بالا بودن سطح ايستايي، فاقد هر گونه لايه رس بين بوکسيت و سنگ مادر مي باشند.
•مانند فلات دکن در هند، کوئيزليد جنوبي، غنا و گينه.

2- بوکسيت هاي جلگه اي (Peneplain bauxites) يا مناطق کم ارتفاع:
•اين بوکسيت در سطح تراز پائين خطوط ساحلي قرار دارند.
•ضخامت آنها کمتر از 9 متر است.
•بيشتر در مناطق حاره اي مي باشند.
•بافت پيزوليتي دارند.
•ترکيب آنها عمدتاً بوهميتي است.
•به واسطه سطح ايستايي پائين، يک لايه رسي قاعده اي کائولينيتي، بوکسيت را از سنگ منشأ جدا مي کند.
•اين بوکسيت ها با افق هاي آواري ناشي از فعاليت هاي رود خانه اي يا دريايي همراه مي باشند.
•مانند سواحل آمريکاي جنوبي – استراليا و مالزي.

3- بوکسيت هاي کارستي:
•از قديمي ترين بوکسيت ها مي باشند.
•سطوح نامنظم سنگ هاي آهکي و يا دولوميتي را مي پوشانند.
•بافت کنکرسيوني، پيزوليتي، اووليتي و لايه اي دارد.
•ترکيب بوهميتي دارد.

4- بوکسيت هاي انتقال يافته يا رسوبي
( Transported or Sedimentary Bauxites):
•از نوع بوکسيت هاي غير بازماندي هستند.
•بر اثر فرسايش و رسوبگذاري مجدد مواد بوکسيتي تشکيل مي شوند.

5-لاتريت غني از آهن
6- بوکسيت ها و لاتريت هاي طلادار (Residual deposits of Nickel)

تاریخچه حفر گمانه بسیار قدیمی است و پیشینیان برای جستجوی آب دردشتها و درهها به حفر گمانه میپرداختهاند و چون تلمبه اختراع نشده بود، در اغلب موارد آب از چاه (گمانه) به صورت آرتزین خارج شده ویا چهارپایان کار آبکشی را انجام میدادند.

تا آنجا که تاریخ نشان میدهد قدیمیترینگمانهها درچین حفر شده وسیستم حفاری ضربهای که امروزه در حفر گمانه مورد استفاده قرار میگیرد، همان طریقه قدیمی است که در چین متداول بوده است. برای حفر گمانه به اعماق مختلف ، اقطار و در سنگهای گوناگون ، وسایل و تجهیزات و ماشین آلات حفاری در انواع و استانداردهای مختف با تکنولوژیهای گوناگون متداول است.
● روش های حفاری
- حفاری مکانیکی
در این روش ، به یکی از سه روش ضربه ای ،چرخشی یا ترکیبی از این دو ، انرژی مکانیکی به سنگ منتقل می شود . در اصطلاح عملیاتی را که به روش مکانیکی موجب حفر چال در سنگ می شوند حفاری مکانیکی می گویند . امروزه ۹۸ درصد حفاریها به روش مکانیکی حفر می شوند . در معادن سطحی و حفاری های نیمه عمیق و عمیق عمدتاً از ماشین های حفاری چرخشی با مته های مخروطی شکل و ماشینهای ضربه ای سنگین استفاده می شود ؛ اما در معادن زیر زمینی یا به طور کلی درعملیات زیر زمینی از ماشین های ضربه ای استفاده می گردد.

---

تاریخچه حفر گمانه بسیار قدیمی است و پیشینیان برای جستجوی آب دردشتها و درهها به حفر گمانه میپرداختهاند و چون تلمبه اختراع نشده بود، در اغلب موارد آب از چاه (گمانه) به صورت آرتزین خارج شده ویا چهارپایان کار آبکشی را انجام میدادند.

تا آنجا که تاریخ نشان میدهد قدیمیترینگمانهها درچین حفر شده وسیستم حفاری ضربهای که امروزه در حفر گمانه مورد استفاده قرار میگیرد، همان طریقه قدیمی است که در چین متداول بوده است. برای حفر گمانه به اعماق مختلف ، اقطار و در سنگهای گوناگون ، وسایل و تجهیزات و ماشین آلات حفاری در انواع و استانداردهای مختف با تکنولوژیهای گوناگون متداول است.
● روش های حفاری
- حفاری مکانیکی
در این روش ، به یکی از سه روش ضربه ای ،چرخشی یا ترکیبی از این دو ، انرژی مکانیکی به سنگ منتقل می شود . در اصطلاح عملیاتی را که به روش مکانیکی موجب حفر چال در سنگ می شوند حفاری مکانیکی می گویند . امروزه ۹۸ درصد حفاریها به روش مکانیکی حفر می شوند . در معادن سطحی و حفاری های نیمه عمیق و عمیق عمدتاً از ماشین های حفاری چرخشی با مته های مخروطی شکل و ماشینهای ضربه ای سنگین استفاده می شود ؛ اما در معادن زیر زمینی یا به طور کلی درعملیات زیر زمینی از ماشین های ضربه ای استفاده می گردد.

- حفاری حرارتی
به طور کلی صرف نظر از نوع روش و منشا انرژی ، عملیاتی را که به حفر چال در سنگ منجرمی شود ، نفوذپذیری می نامند . در روش حرارتی ، به کمک انرژی حرارتی حاصل از آمیختن هوا یا اکسیژن با یک نوع سوخت ، ترجیحا نفت سفید ، نفوذ پذیری در سنگ صورت می گیرد . هوا یا اکسیژن و سوخت از دو مجرای جداگانه به داخل مخزنی واقع در پشت مته ارسال می شوند و پس از اشتعال ، شعله حرارت را از طریق نازل سر مته به سطح سنگ منتقل میکند و حرارت نیز سطح سنگ را متورق و آماده جدایی می کند . در نهایت ، به کمک فشارآب ، قطعات متورق جدا و به سطح زمین منتقل می شوند .

- حفاری آبی
در این روش، با استفاده از فشار آب تامین شده در سطح ، حفر چاه امکان پذیر می گردد. در اینجا فشار آب با سایش سطح سنگ ، مقاومت سنگ را در هم می شکند ، و بدین ترتیب ، حفاری صورت می گیرد . این روش با افزایش فشار آب ، در استخراج ذغال سنگ و ذخایر پلاسر نیزکاربرد دارد .

- حفاری لرزشی
در این روش با ایجاد لرزشهایی با فرکانس ۱۰۰ تا ۲۰۰۰۰ دور در ثانیه می توان سنگ را شکست . یکی از متداولترین روش های حفاری لرزشی ،روش حفاری مافوق صوت است .

- حفاری شیمیایی
در این روش با استفاده از فعل وانفعالات شیمیایی ناشی از انفجار مواد منفجره می توان در طبقات حفاری کرد . معمولاًدر این روش از دو نوع خرج استفاده می شود :

۱) خرج سیلندری که باعث حفر چالسیلندری می شود .
۲) خرج چالتراش که باعث افزایش قطر چال می شود .
- حفاری الکتریکی
در این روش با تولید الکتریکی ستونی یا قوسی یا جرقه ای ، عملیات نفوذپذیری در سنگ انجام می گیرد . در بعضی از این روش ها با وجود بالا بودن درجه حرارت ، به دلیل کوتاه بودن زمان تماس الکتریسته ، سنگ ذوب نمی شود ؛ اما در سایرروش ها به دلیل بالا بودن درجه حرارت و طولانی بودن زمان تماس الکتریسته با سطح سنگ، پس از ذوب شدن سطح سنگ ، سنگ می شکند .

- حفاری لیزری
با اشعه لیزر می توان تشعشعات الکترو مغناطیسی را به طور ستونی تولید کرد . این نوع تشعشعات را می توانبرای تبخیر یا ذوب سنگ ، ایجاد شکستگی در سنگ و حفر چال استفاده کرد . با تاباندن امواج قوی لیزری ستونی به سطح سنگ ، می توان باعث تبخیر سطح سنگ ، و ذوب و شکستگی سنگ در اطراف محدوده ذوب شد . شعاع عملکرد این مناطق به شدت و قدرت اشعه لیزر بستگی دارد.

● انواع روشها و تکنیکهای حفاریهای مکانیکی
▪ مته دورانی (Ratary drill)
این روش هم نمونههای خاک و سنگ را بدست میدهدو هم نمونههایی برای انواع آزمایشهای برجا ایجاد میکند. این روش در حفر گمانههای غیر قائم برایزهکشی افقی یاایجاد مهار کاربرد دارد.

ـ روش حفاری :
پیشروی توسط سر مته برنده که در انتهای لوله حفاری قراردارد و تحت فشار هیدرولیکی است، انجام میشود. دیواره چاه را معمولا گل نگاه میدارد.

ـ مزایا :
روشی نسبتا سریع است و میتواند در همه نوع مواد نفوذ کند. برای همه نوع نمونه گیری مناسب است.
ـ محدودیتها :جابجا کردن وسایل در زمینهای ناهموار و باتلاقی مشکل است ومحتاج راه مناسب است. همچنین محتاج سکوی تسطیح شده است. کارآیی حفاری با توجه به اندازه دستگاه متغیر است.

▪ حفاری ضربهای
تنها در حفاری چاههای آببکار میرود. نمونههای شسته شده توسط گلکش خارج میشود. عمق تا سنگ بستر را مشخص میکند.

ـ روش حفاری :
سر مته سنگین بالا آورده شده و رها میشود تا مواد شکسته شده و یک مخلوطی از خردهها و آب ایجاد شود که توسط گلکش با پمپهای ماسه کش خارجمیشود. دیواره چاه توسط لوله جدار ، پابرجا نگاه داشته میشود.

ـ مزایا :
روشی نسبتا اقتصادی جهت تعبیه گمانههای با قطر زیاد (تا ۶۰سانتیمتر) در انواع مواد است.
ـ محدودیتها :ابزارها بزرگ و پر زحمت است. در خاکهای قوی و سنگ به کندیانجام میشود. اغتشاشات اطراف سر مته که ناشی از ضربات پر انرژی سر مته است، به شدت بر مقادیر SPT تاثیر میگذارد. مغزه گیری و نمونه UD سنگ امکانپذیر نیست.

کندن چاه و رسیدن به هدف مورد نظر را حفاری می گویند حفاری یکی از کارهای پیچیده و گران و طاقت فرسا وتخصصی در صنعت نفت بشمار می رود. هر کاری که ما قبل از حفاری انجام داده باشیم در صورتی که عمل حفاری بدرستی انجام نگیرد بی فایده است.
بنابراین به حفاری خیلی اهمیت می دهند قبل از حفاری ما فقط با تخیل و فرضیات مختلف لایه ها و عمق ها را تعیین می کنیم ولی در حفاری واقعاً به اینها می رسیم زمین شناس، مهندس راه و ساختمان، حفار و … همه دست به دست هم می دهند تا حفاری به طور مداوم انجام شود. چون هزینه دکل و لوازم حفاری خیلی گران است.بنابراین حفاری در سه نوبت و بطور ۲۴ ساعته انجام می گیرد.
تعیین محل حفاری نیز مهم است مثلاً فاصله آن از مناطق مسکونی، چاههای مجاور، مسکونی فشار قوی برق و ….. که اینها همه تخصصی و مخصوص به خود را دارند بعد از تعیین محل مهندس راه و ساختمان اقدام به نصب کردن وسایل مورد نیاز، اتاق ها، جاده و … می کند سپس دکل به منطقه آورده می شود و عمل بطور ۲۴ ساعته انجام می شود. عمل حفاری بوسیله دکل صورت میگیرد . این دکل ابتدا بصورت جدا از هم به محل آورده میشود . سپس آن را در محل سر هم کرده و آمده حفاری میکنند . دکل و وسایل حفاری بصورت کرایه ای و گران قیمت می باشند بنابراین عمل حفاری بصورت ۲۴ ساعته انجام میگیرد .

---

کندن چاه و رسیدن به هدف مورد نظر را حفاری می گویند حفاری یکی از کارهای پیچیده و گران و طاقت فرسا وتخصصی در صنعت نفت بشمار می رود. هر کاری که ما قبل از حفاری انجام داده باشیم در صورتی که عمل حفاری بدرستی انجام نگیرد بی فایده است.
بنابراین به حفاری خیلی اهمیت می دهند قبل از حفاری ما فقط با تخیل و فرضیات مختلف لایه ها و عمق ها را تعیین می کنیم ولی در حفاری واقعاً به اینها می رسیم زمین شناس، مهندس راه و ساختمان، حفار و … همه دست به دست هم می دهند تا حفاری به طور مداوم انجام شود. چون هزینه دکل و لوازم حفاری خیلی گران است.بنابراین حفاری در سه نوبت و بطور ۲۴ ساعته انجام می گیرد.
تعیین محل حفاری نیز مهم است مثلاً فاصله آن از مناطق مسکونی، چاههای مجاور، مسکونی فشار قوی برق و ….. که اینها همه تخصصی و مخصوص به خود را دارند بعد از تعیین محل مهندس راه و ساختمان اقدام به نصب کردن وسایل مورد نیاز، اتاق ها، جاده و … می کند سپس دکل به منطقه آورده می شود و عمل بطور ۲۴ ساعته انجام می شود. عمل حفاری بوسیله دکل صورت میگیرد . این دکل ابتدا بصورت جدا از هم به محل آورده میشود . سپس آن را در محل سر هم کرده و آمده حفاری میکنند . دکل و وسایل حفاری بصورت کرایه ای و گران قیمت می باشند بنابراین عمل حفاری بصورت ۲۴ ساعته انجام میگیرد .

لوازم و قطعات حفاری عبارتند از :

۱) Hook
قلاب آویزان از قطعات و رشته های بالا و پایین رو و متصل به دکل حفاری

۲) Swivel
دستگاه متصل کننده قسمتهای دوار داخل چاه و قسمت های ثابت در خارج

۳) Mud line
لوله قابل انعطاف ( لاستیکی ) جهت انتقال گل حفاری به داخل لوله های حفاری

۴) Derrick
دکل حفاری

۵) Kelly
لوله با قطع ۶ ضلعی یا ۴ ضلعی که بوسیله یک رابط به …….. و از طرف دیگر به لوله های حفاری داخل چاه متصل میگردد

۶) Stand pipe
لوله انتقال گل از داخل پمپها به لوله لاستیکی

۷) Kelly bushing
بوشن که با دواران خود … را به حرکت در می آورد

۸) Rotary table
صفحه دوار

۹) Sub-Structure
پایه های زیر دکل

۱۰) Foundation
پی بتونی زیر دکل

۱۱) Seller
چاله ای که جاه در آن حفر میشود

۱۲) Blow out control
دستگاه جلوگیری کننده از فوران چاه

۱۳) Flow line
لوله انتقال گل برگشتی از داخل چاه به مخازن گل حفاری

۱۴) Shale shaker
محل تفکیک گل حفاری از مواد و سنگ ریزه های حفاری شده

۱۵) Screen
توری فلزی یا الک

۱۶) Retu tank
مخزن یا محل تجمع گل برگشتی از چاه

۱۷) Mud pump
پمپ های ارسال گاز از …. به داخل چاه

۱۸) Casing
لوله های دیوار بندی در اندازه های مختلف

۱۹) Aulus
مجرای برگشت گل و مواد حفاری شده از چاه به خارج

۲۰) Drill pipe
لوله حفاری که محتوی گل ارسالی به داخل چاه است

۲۱) Bit
مته حفاری

عمل حفاری بصورت ۲۴ ساعته و در ۳ نوبت کاری انجام می شود . ولی همه افرادی که برای حفاری استخدام میشوند بصورت اقماری هستند و باید هر زمان که لازم باشد آماده کار باشند . کما اینکه در بعضی موارد حتی تا ۳ روز یا بیشتر فرد وقت استراحت ندارد . عمل طاقت فرسا / وقت گیر / پر هزینه / خطرناک /الوده کننده محیط زیست /…. انجام میگیرد تا چاه به نتیجه برسد.

گل حفاری

یکی از حفاری دورانی گل حفاری است گل حفاری نقش مهم و حساسی در حفاری دارد در واقع سرمایه های مالی و انسانی به این ماده بستگی دارد و اشتباهی در انتخاب کردن نوع و وزن آن از بسته شدن چاه تا ذوب شدن دکل و نابود شدن انسان های بسیاری همراه است. مسیر حرکت گل بصورت مسیر بسته واز کناردکل شروع شده از درون لوله های حفاری عبور کرده سپس از شکافهای درون مته خارج و بعد از آن از کناره هی لوله حفاری به محل اولیه خود بر میگردد در این مسیر گل نقش های تعیین کننده ای دارد. که عبارتنداز:

- خارج کردن خوده سنگهای کنده شده ازاطراف مته و آوردن آنها به سطح
- خنک کردن وتقلیل اصطحلاک مته با زمین
- محافظت دیواره چاه و ممانعت از ریزش طبقات
- ایجاد تعادل بین مایعات طبقه ای و مایعات داخل چاه
- انتقال گاز و یا نفت طبقات زیرزمینی به سطح و دستگاههای اندازه گیری مثل دستگاه شناسی گازها و یا دستگاه تعیین کننده نوع گاز

وظیفه اصلی گل ثابت نگه داشتن فشار هیدروستکی در داخل چاه است اگر فشار گل از فشار مواد موجود در داخل چاه بیشتر باشد در این صورت گل به داخل سازنده ها نفوذ کرده و باعث کم شدن (loss) گل می شود. اگر حفار سرچاهی متوجه این جریان نشود گل به سرعت کم شده و بعد از تمام شدن و یا کم شدن فشار گل چاه فوران (flow rate) می کند این موجب می شود که دکل حفاری نابود شود در سازنده هایی که گاز و یا نفت وجود دارد این جریان با آتش سوزی همراه بوده و موجب گیر کردن لوله حفاری در چاه می شود که این موجب اشکال در حفاری می شود برای سنگین کردن گل از مواد مختلفی همچون نمک و … استفاده می شود که این ترکیبات را با آزمایش بدست آورده اند.

مواد مورد استفاده در گل حفاری

برای انجام مراحل مختلف اکتشاف مواد معدنی فلزی و غیر فلزی ، نفت ، گاز و آب و همچنین به منظور بررسی و مطالعه خصوصیات سنگ شناسی ، آلتراسیون و کانی سازی لایههای زیرزمینی یک منطقه به حفاری میپردازند. انواع مهم حفاری عبارتند از : نوع مقر گیر ، نوع روتاری و نوع ضربهای. مواردی که برای حفاری استفاده میشود تابع روش حفاری ، مقاومت سنگها ، میزان شکستگی ، عمق ، مواد گازی و ترکیب کانی شناسی سنگ است.

نقش مواد در گل حفاری

کنترل وزن مخصوص
برای منترل مخصوص از باریت ، گالن و آهک استفاده میشود. در مواردی که فشار آب و یا گاز در منطقه حفاری زیاد باشد، یا حفاری در سنگ خاصی (نظیر شیل) صورت گیرد، از باریت میتوان استفاده نمود. در صورتی که فشار آب و یا گاز در سنگهایی که حفاری میشود خیلی زیاد باشد، از گالن استفاده میکنند. از آهک به منظور کاهش وزن مخصوص کمک میگیرد.

مواد تغییر دهنده غلظت
به منظور بازیابی سریع مواد حفاری شده ، جلوگیری از گیر کردن مته و افزایش سرعت حفاری ، از نبتونیت سدیمدار ، اتاپولژیت (Attapulgite) ، آزبست ، موسکویت ، گرافیت و دیاتومیت میتوان استفاده کرد.

کنترل ترکیب شیمیایی محلول حفاری
ترکیب شیمیایی محلول حفاری بر غلظت ، وزن مخصوص ، سرعت حفاری و دستگاههای حفاری تاثیر مستقیم میگذارد. مواد معدنی مورد استفاده عبارتند از بیکربنات سدیم ، نمک ، آهک ، دولومیت و ژیپس.

مواد معدنی که در حفاری استفاده میشوند.

بنتونیت :
به منظور جلوگیری از هدر رفتن محلول حفاری در چاههایی که درز و شکاف زیاد دارند. میتواند از نبتونیت سدیمدار به عنوان پوشش داخلی سطح چاه استفاده نمود. نبتونیت خاصیت کلوئیدی را افزایش میدهد. و در نتیجه درصد بازیابی پودر و سنگ افزایش مییابد.

میکا :
برای جلوگری از گیر کردن مته در سنگهای دارای خاصیت چسبندگی زیاد ، نظیر وزن گسلی یا در سنگهای مارنی از میکا باید استفاده شود.

گرافیت :
هر گاه مته و محور آن به هنگام حفاری گیر کند استفاده از گرافیت لازم میآید که البته بعد از بر طرف شدن مانع باید آن را از چاه خارج کرد.

باریت :
برای کنترل وزن مخصوص از باریت استفاده میکنند.

گالن :
به منظور کنترل وزن مخصوص از گالن استفاده مینمایند.

آهک و دولومیت :
جهت کاهش وزن مخصوص و کنترل خاصیت قلیای از آهک و دولومیت میتوان استفاده نمود.

ژیپس :
برای جلوگیری از آلودگی کربنات و همچنین جهت لخته کردن کانیهای رسی از ژیپس استفاده میشود.

آزبست :
به منظور افزایش درصد مواد حفاری میتوان از آزبست استفاده نمود.

نمک :
در موقع حفاری به منظور کنترل قطر چاه و همچنین برای کنترل پراکندگی رسها از نمک استفاده میشود.

کربنات و بیکربنات سدیم :
به منظور کنترل محلولها و جلوگیری از خطر آلودگی ، کربنات را مورد استفاده قرار میدهند.

پرلیت و خاکسترهای آتشفشانی :
این مواد به عنوان سیمان بکار میروند

حفاری جهت دار

مواقعی پیش می آید که حفاری عمودی غیر ممکن است مثلاً مخزن ما زیر منطقه مسکونی و یاتجاری و … آنجا غیر ممکن است قرار دارد یادر بعضی مواقع قطعه ای درچاه گم شده و عمل حفاری غیر ممکن است بعضی از مخازن نیز cllovser آنها بصورتی است که اگر اقدام به حفاری عمودی کردیم چاه به آب نمک نشسته واز کار می افتد در این موقعیت ها تکنولوژی هایی وجود دارد که حفاران میتوانند بوسیله آنها اقدام به حفاری جهت دار کنند این نکته نیز قابل توجه است که لوله حفاری قادر به خم شدن حتی تا زاویه ۹۰ نیز می باشد.
حفاری جهت دار روش های متفاوتی دارد مثلاً از ابتدا جهت دار حفاری کنیم و یا اینکه مقداری عمودی و مقداری جهت دار. در بعضی موارد زمین شناس تشخیص می دهد سازنده ی که به آن حفاری عمودی برخورد می کنند باحفاری جهت دار برخورد نمی کنند در صورتی که این سازنده سخت باشد عمل حفاری کند پیش می رود بنابراین با برنامه ریزی دقیق و حساب شده به اصطلاح لایه را دور می زنند در مناطق دریایی هزینه سکوی نفتی گران تمام می شود بنابراین با یک سکوی نفتی از چندین مخزن مختلف برداشت می کنند و ابتکار فقط با حفاری جهت دار امکان پذیر است.

این مقاله سعی میکند ضمن آشنایی خوانندگان با تعریف چاهنگاری (well logging) به توضیح چگونگی کاربرد تحلیلهای حاصل از این عملیاتها در زمینههای اکتشاف، تخمین نفت درجا، تشخیص خواص مخزن و به طور کلی مطالعه و شبیهسازی مخزن بپردازد.

در این مقاله انواع دستگاههای چاهنگاری و کاربردهای آنها معرفی شده است. تلاش شده است پیشرفته ترین فناوریها و تکنیکهایی که تاکنون در سطح دنیا در چاهنگاری بکارگرفته شده است معرفی شوند.

خواننده با مطالعهی این مقاله تا حدودی میتواند درک کند که در مراحل مختلف مدیریت یک مخزن به چه فناوریهایی در چاهنگاری نیاز است. در واقع این مقاله با ادبیاتی غیرفنی مفاهیمی فنی را برای خواننده توضیح میدهد که با استفاده از آن تا حدودی میتوان به ارزیابی عملکرد مدیریت مخزن در انجام عملیاتهای چاهنگاری بپردازد. پدید آمدن این امکان برای خبرنگار یا سیاستپژوه، توانایی ارزیابی و پرسشگری بالاتر و دقیقتری را در بررسی کلی سیاستها و ظرفیتهای شرکتهای نفتی ایجاد میکند. تعریف ساده واژههای تخصصی، قبل از استفاده از آن ها، امکان درک مطلب را برای هر خوانندهای با هر تخصص و دانشی فراهم میکند.

---

این مقاله سعی میکند ضمن آشنایی خوانندگان با تعریف چاهنگاری (well logging) به توضیح چگونگی کاربرد تحلیلهای حاصل از این عملیاتها در زمینههای اکتشاف، تخمین نفت درجا، تشخیص خواص مخزن و به طور کلی مطالعه و شبیهسازی مخزن بپردازد.

در این مقاله انواع دستگاههای چاهنگاری و کاربردهای آنها معرفی شده است. تلاش شده است پیشرفته ترین فناوریها و تکنیکهایی که تاکنون در سطح دنیا در چاهنگاری بکارگرفته شده است معرفی شوند.

خواننده با مطالعهی این مقاله تا حدودی میتواند درک کند که در مراحل مختلف مدیریت یک مخزن به چه فناوریهایی در چاهنگاری نیاز است. در واقع این مقاله با ادبیاتی غیرفنی مفاهیمی فنی را برای خواننده توضیح میدهد که با استفاده از آن تا حدودی میتوان به ارزیابی عملکرد مدیریت مخزن در انجام عملیاتهای چاهنگاری بپردازد. پدید آمدن این امکان برای خبرنگار یا سیاستپژوه، توانایی ارزیابی و پرسشگری بالاتر و دقیقتری را در بررسی کلی سیاستها و ظرفیتهای شرکتهای نفتی ایجاد میکند. تعریف ساده واژههای تخصصی، قبل از استفاده از آن ها، امکان درک مطلب را برای هر خوانندهای با هر تخصص و دانشی فراهم میکند.

واژگان

مقاومت ویژه الکتریکی:
میزان مقاومت مواد در برابر جریان الکتریسیته (حرکت الکترون) در درون آن است. با بدست آوردن مقاومت ویژه میتوان برخی از این خواص را شناسایی کرد. مقاومت ویژه الکتریکی مبنای محاسبه میزان شوری سیال است. نوعی از مقاومت ویژه که در ادامه به آن پرداخته شده است، مبنای محاسبه تحرک پذیری سیال واقع می شود. همچنین تشخیص نوع و حجم سیال درون سازند و پارامترهای مهم دیگری از طریق محاسبه مقاومت ویژه امکان پذیر است.

«گل کبره» و «فیلترای گل»:
هنگامی که گل حفاری به درون سنگ وارد میشود، ابتدا قسمت جامد گل در خلل و فرج بخشی از سنگ گیر میکند. به این بخش از گل حفاری که در درون سنگ گیر افتاده گل کبره گویند. اما بخش محلول گل که بیشتر در سنگ نفوذ میکند و منطقه بیشتری از آن را تحت تأثیر خود قرار میدهد، فیلترای گل گویند.

«زون رخنه» و «زون دست نخورده»:
هنگام حفاری مقداری از گل حفاری به درون سازند نفوذ میکند که زونهای مختلفی را پدید میآورد؛ زون رخنه بخشی از سازند است که تحت تأثیر گل حفاری قرار گرفته است و گل حفاری در درون آن نفوذ کرده است. در بخشی از زون رخنه گل کبره و در بخش دیگر فیلترای گل نفوذ میکند.
زون دست نخورده بخشی از سازند است که تنها سیال واقعی خود سازند در درون است و گل حفاری در آن منطقه نفوذ نکرده است.

آب سازند:
آبی که به طور طبیعی از میلیونها سال پیش در درون سازند باقی مانده است.

شعاع بررسی:
شعاع بررسی یک لاگ مشخص می کند که دستگاه تا چه شعاعی پیرامون چاه میتواند خصوصیات سنگ و سیال را مشخص کند.

توانایی تحرک نفت (Mobility):
منظور توانایی تحرک نفت در درون سازند است که در یک فشار مشخص و در برابر فشار تزریق مشخص سیال دیگری محاسبه میشود.

مقاومت ظاهری :
مقاومتی است که توسط لاگ اندازه گیری میشود، معمولاً با مقدار واقعی مقاومتی که قصد اندازه گری آن را داریم، متفاوت است. چرا که اثر لایههای مجاور نازک بودن لایه، دقت اندازهگیری لاگ، خطا در انجام عملیات لاگ کیری و … موجب میشود، مقاومت مورد نظر به درستی اندازهگیری نشود. به همین دلیل باید تصحیحات لازم روی دادههای لاگ انجام شود تا بر دقت کار افزوده شود.

۱- Rt
مقاومت ویژه زون دست نخورده

۲- Rmf
مقاومت ویژه گل حفاری فیلتره شده داخل سازند

۳- Rw
مقاومت ویژه آب سازندی

۴- Rxo
مقاومت ویژه بخشی از سنگ که توسط گل حفاری فیلتره شده اشغال شده است.

این مقاومت در بررسی توانایی تحرک نفت در درون سازند (Mobility) کاربرد دارد که با روشن شدن آن ، میتوان پارامترهای دیگری همچون حجم درجای نفت را محاسبه کرد.

۵- Rt
مقاومت ویژه زون دستنخورده
نکته:
هنگامی که هدف ما بررسی Rt است، باید توجه داشته باشیم، آنچه در واقع دستگاه اندازهگیری میکند، مقاومت ظاهری محیط بررسی است و برای رسیدن به هدف بررسی یعنی Rt باید اثر بقیه پارمترها مثل مقاومت ویژه گل حفاری ، قطرچاه واثر Rs (مقاومت لایه های مجاور لایه مورد مطالعه است)را حذف کنیم.

۶- R0
مقاومت ویژه سنگی که ۱۰۰ درصد فضای خالی آن، ازآب اشباع شده است

قدرت تفکیک قائم یا جداسازی قائم:
توانایی دستگاه در مشخص کردن مرز بین لایههاست. هر چه قدرت جداسازی قائم بیشتر باشد، لایههای نازک بهتر قابل شناسایی هستند.

بازه(AM):
فاصله میان چشمه(فرستنده) و گیرنده را «بازه» گویند. هر چه این فاصله بیشتر باشد شعاع بررسی بزرگ تر، اما جداسازی قائم کمترمیشود.

اثر کامپتون:
هنگامی که پروتوی گاما به الکترونی برخورد می کند، مقداری از انرژی خود را صرف خارج کردن آن الکترون از اتمش میکند و بخش دیگر انرژی آن در امتداد دیگری منتشر میشود. به این پدیده اثر کامپتون میگویند.
پرتوهای گاما ذرات بدون جرمی هستند که با سرعت نور منتشر می شوند.
دبی (Rate):
مقدار حجم سیالی که در واحد زمان (معمولا یک روز) از چاه تولید میشود مانند متر مکعب در روز یا گالن در روز.
غلظت وزنی:
غلظت وزنی کانی پرتوزا مشخص میکند که از نظر وزنی، چه مقدار از سازند از کانیهای پرتوزا تشکیل شده است.
چگالی:
چگالی نسبت جرم به حجم هر ماده است.

چاه نگاری

۱- نگار(logg):
نگار ابزاری است که اطلاعاتی دربارهی تغییرات خواص فیزیکی سازندهایی که چاه آنها را قطع کرده و همچنین سیال (همچون نفت، گاز و آب) موجود در آنها را در اختیار مهندسین نفت قرار میدهد. هر لاگ شعاع بررسی مشخصی دارد.

۲- لوازم و وسائل مورد نیاز در چاهنگاری:
مجموعه تجهیزات چاهنگاری از یک سوند(sound) و کامیون یا اتاقکی که تجهیزات الکترونیکی مرتبط با سوندها در درون آن جای میگیرد، تشکیل میشود.
پارامترهای فیزیکی مورد بررسی در هرنوع عملیات چاهپیمایی، از طریق سوندها به سطح زمین انتقال داده میشود. سوند محفظهی استوانهای شکلی است که فرستنده و در بعضی موارد گیرنده امواج نیز درون آن قرار میگیرند. سوند به کمک کابل های ویژهای به درون چاه فرستاده می شود. کابل روی قرقرهای میچرخد که همراه لوزام دیگر کنترل کننده و تجهیزات الکترونیکی مورد نیاز در هر نوع عملیات چاهنگاری در کامیون آزمایشگاهی یا اطاقک ثابتی جای میگیرد.

کاربرد چاه نگاری و اهمیت آن در اکتشاف و مطالعه مخازن نفت و گاز
اطلاعات یک مخزن نفتی یا گازی از شیوهههای مختلفی به دست میآید. یکی از این شیوهها نمونه گیری یا مغزه گیری از سنگ مخزن است. نمونهگیری از یک سازند ابتدا از برون زد (out crops) آن سازند (قسمتی از سازند که در سطح زمین قابل رویت است و از زیر زمین بیرون آمده است) آغاز میشود، اما در زیر سطح زمین یعنی در چاههای نفت، نمونهگیری با گرفتن مغزه (Coring) (دستگاهی را به درون چاه میفرستند و یک مغزه استوانهای شکل از آن سازند مورد نظر کنده و به سطح میآورند) و یا با استفاده از کندههای حاصل از حفاری (Cutting) انجام می شود.
اهمیت گرفتن لاگ از این جهت قابل توجه است که میتواند اطلاعات حاصل از نمونه گیری و مغزه گیری را تکمیل کند. لاگ یک فناوری مهم بررسی تکمیلی برای تکمیل اطلاعات حاصل از چاه محسوب میشود که بدون آن هرگز مطالعاتی که تحت عنوان مطالعات جامع مخزنی برای شبیهسازی مخزن انجام میگیرد نمیتواند ضریب اطمینان قابل قبولی داشته باشد.
البته ممکن است این پرسش مطرح شود که اگر میتوان به طور پیوسته از تمام سازندهای موجود یک چاه مغزه گیری شود، در این صورت اطلاعات چاه نگاری، چه نقشی میتواند در مطالعات اکتشافی داشته باشد؛ چرا که در این صورت زمین شناس و مهندس مخزن میتواند تمام اطلاعات مورد نیاز خود را از راه آزمایش مغزه بهدست آورد. اما مسائل و مشکلاتی در این زمینه وجود دارد که انجام عملیات چاهنگاری را گریزناپذیر میکند:

الف) پیوستگی اطلاعات چاه نگاری: به وسیله عملیات چاه نگاری میتوان به صورت پیوسته از سازندها اطلاعات گرفت، در حالی که مغزه از تمام سازندهای چاه گرفته نمیشود، بلکه تنها از برخی از نقاط چاه مغزه گرفته میشود.
ب) دادههای لاگ به طور مستقیم برای نرم افزار تحلیل اطلاعات لاگ قابل استفاده است، در حالی که مغزه گیری به خودی خود اطلاعاتی به دست نمیدهد، بلکه ابتدا باید روی مغزهها آزمایشاتی صورت گیرد، پس از آن اطلاعات به دست آمده برای تحلیل به نرم افزار وارد شود.
به این ترتیب میتوان به راحتی دریافت که تنها تکیه بر اطلاعات حاصل از مغزهها و نادیده گرفتن اطلاعات چاهنگاری از نظر اقتصادی و دقت علمی، منطقی نیست. علاوه بر آن به دلایل تکنیکی، از آنجایی که امکان شکستن، یا ریزش مغزه به داخل چاه وجود دارد، همیشه مغزهگیری از چاه در اندازهی مورد نظر امکانپذیر نیست.
آنچه که گفته شد برخی از مهمترین دلایلی بودند که باعث شدند در ۵۰ سال گذشته تکنیکهای بررسی تکمیلی برای رفع تنگناهای موجود گسترش پیدا کنند.
بررسیهای چاهنگاری یکی ازمهمترین این تکنیکهاست. در سالهای گذشته انواع نگارها با کاراییهای مختلف و نیز روشهای جدید تفسیر به طور روز افزونی گسترش یافتهاند. نگارها به تعبیری نقش چشم زمین شناس را پیدا کردند. چشمی که کامل نیست، اما نابینا هم نیست. این دستگاهها برای مهندسین مخزن جایگاه ویژهای احراز کرده و نقش مهمی در تکمیل اطلاعات حاصل از مخزن و کاهش هزینههای کسب اطلاعات ایفا میکنند.
دسبراندز در سال ۱۹۸۶ طی بررسیهایی که انجام داد، هزینه ثبت چاهنگاری را در یک چاه باز برابر ۲ درصد هزینهی کل چاه برآورد کرده است، این در حالیست که اطلاعات حاصل از این دادهها هزینهای در حدود پنجاه تا شصت برابر کمتر را در مقایسه با مغزه گیری نشان میدهد. این تفاوت اهمیت اقتصادی چاهنگاری را بهخوبی نشان میدهد.
اولین مطالعات چاهنگاری منسوب به مارسل و کنواد شلومبوژه است که برای اولین بار در محلی بنام «شل برن» فرانسه، مقاومت ویژه طبقات را اندازهگیری و تحت عنوان «مغزهگیری الکتریکی» ارائه دادند، به دنبال آن، پیشرفتهای علمی و تکنیکی باعث شد ثبت پارامترهای مختلف با دستگاههایی که هر روز پیشرفتهتر میشد امکان پذیر شود، استفاده کنندگان عمده این تکنیکهای ژئوفیزیکی، مهندسین نفت هستند که از این اطلاعات برای بدست آوردن تخلخل و درجه اشباع نفت… سود میبرند.
با این توضیحات به شرح ابزارهای مورد نیاز و انواع لاگهایی میپردازیم و تا حدودی با آنها و کاربردهایی که دارند آشنا میشویم:

انواع نگارها

«نگارهای اندازهگیری مقاومت ویژه الکتریکی»

مقاومت ویژه الکتریکی، با استفاده از روشهای مختلفی اندازهگیری میشود، هریک از این روش ها دستگاه های ویژهی خود را دارند. البته اساس کار همهی آنها یکسان است که در زیر توضیح داده میشود:
یک انتشار دهنده (الکترود یا پیچه) جریان الکتریکی را به درون سازند میفرستد. گیرنده که در فاصله مشخصی نسبت به چشمه انتشار جریان الکتریکی قرار دارد عکسالعمل این جریان را در درون سازند ثبت میکند.

برمبنای بزرگی بازه، سوندهای مختلفی قابل ارائه میباشند:

دستگاههای بزرگ بازه شامل:

این نگارها مقاومت ویژهای، کم و بیش نزدیک به RT (مقاومت ویژه زون دستنخورده)را محاسبه میکنند.
هر چه شعاع بررسی سوند بزرگتر باشد، کمتر تحت تاثیر گل حفاری در زون رخنه قرار میگیرد.

دستگاههای کوچک بازه شامل:

با توجه به این که شعاع بررسی این نگارها خیلی کم است، معمولاً این نگارها تنها امکان محاسبه مقاومت ویژهای، نزدیک به RXO را دارند (مقاومت ویژه محدودهای که توسط گل حفاری فیلتره شده اشغال شده است).

سوندهای بزرگ بازه :
دستگاههای کوچک بازه و بزرگ بازه هریک به انواع متمرکز و غیر متمرکز تقسیم میشوند. در دستگاههای متمرکز، جریانی که به درون سازند فرستاده میشود، در راستای مشخصی گسیل میشود، اما دردستگاههای غیر متمرکز جریان مسیر مشخصی ندارد و به صورت متمرکز وارد سازند نمیشود.

غیر متمرکز(بزرگ بازه) :
شیوه آرایش الکترودها در دستگاههای بزرگ بازه به ۲ گونه نرمال و جانبی تقسیم میشود:

نرمال(Normal):

آرایش الکترودها:
در این روش الکترود گیرنده در نزدیکی الکترود فرستنده(جریان) در درون چاه قرار دارد.
بازه (AM) آرایش نرمال در دستگاههای شلومبرژه این گونه تعریف میشود:
۱/اگر بازه ۱۶اینچ(”AM=16) باشد به آن نرمال کوچک بازه گویند.
۲/اگربازه ۶۴ اینچ(”AM=64) باشد به آن نرمال بزرگ بازه گویند.
شعاع بررسی:
تقریبا ۲ برابر بازه سوند

جانبی یا انورس (Inverse):

آرایش الکترودها:
در این آرایش الکترودها نسبت به نگار نرمال بسیار نزدیک به هم هستند
شعاع بررسی:
در روش (Inverse) شعاع بررسی تقریبا برابر با بازه سوند میباشد.

نکته:
در شرایط یکسان لاگ نرمال، شعاع بررسی بیشتری نسبت به لاگ انورس دارد.
همانطورکه گفته شد آنچه که در واقع دستگاه لاگ اندازهگیری میکند مقاومت ظاهری محیط بررسی است و برای رسیدن به هدف بررسی یعنی Rt باید اثر بقیه پارامترها را حذف کنیم، این تصحیحات درلاگهای جانبی با نمودارهای تصحیح کننده انجام میشود و همچنین نمودارهای سادهتری هم به نام منحنیهای تصحیح کننده ساده شده وجود دارد که در بازههای مشخص کابرد دارند.

ایرادات سوندهای غیر متمرکز:
چاهنگاری مقاومت ویژه از طریق سوندهای غیر متمرکز که در پیش توضیح داده شد دارای معایبی است که در زیر به آن اشاره میشود:

متمرکز(بزرگ بازه) :

محدودیتهای پیش گفته باعث شد که به تدریج با کنار گذاشتن دستگاههای غیر متمرکز از وسایلی استفاده شود که میتوانند جریانهای الکتریکی تزریقی را در امتدادهای مشخصی متمرکز کنند این دستگاهها به ۲ دسته تقسیم میشوند:
الف) دستگاههایی که از الکترود استفاده میکنند: لاترولاگ (LL) و نگارکروی کانونی (SFL)
ب) دستگاههایی که از پیچه استفاده میکنند: سوند القایی (IL)

نگار لاترولاگ (Latero Log)
در این آرایش جریان را با الکترودهای محافظ به طور متمرکز داخل سازند مورد نظر میفرستند سیستم مورد استفاده در این سوندها به گونهای است که جریان به صورت سفرهای از خطوط موازی و عمود بر محور سنگ، به سنگ واقع در جدار چاه وارد میشود.
جوابهای حاصل از این دستگاهها نسبت به سوندهای نرمال و جانبی بسیار کمتر تحت تاثیر گل حفاری و سازندهای مجاور است زیرا جریان به صورت متمرکز در ضخامت کمی از سازند اصلی وارد شده و در نتیجه جواب حاصل به واقعیت نزدیک است چندین دستگاه از این نوع وجود دارد:

الف) لاترولوگ ۳ (LL3):
این دستگاه برای سازندهای رسانا کاربرد دارد.

ب) لاترولاگ ۷ (LL7):
LL7 نسبت به LL3 برای اندازهگیری سازندهایی با مقاومت بیشتر طراحی شده است.

ج) لاترولاگ ۸ (LL8):
این دستگاه مشابه لاترولاگ ۷ است با این تفاوت که بازه آن نسبت به لاترولاگ ۷ کوتاهتر است .

د) لاترولاگ دو تایی (DLL):
این دستگاه دو لاگ با شعاع بررسی کم(LLs) و زیاد(LLd) را به دست میآورد.
شعاع بررسی :
با توجه به آنچه گفته شد بیشترین شعاع بررسی با استفاده از LLd و به دنبال آن LLs و LL7 که مشابه یکدیگرند بدست میآید. در شرایط یکسان مقدار حاصل LLd بیشتر به Rt نزدیک است دستگاههای دارای کمترین شعاع بررسی عبارتند از LLs و LL8 این دستگاهها بیشتر تحت تاثیر مقاومت زون رخنه(RXO )هستند. معمولا دستگاههای LL3 و LL7 به صورت مجزا در چاه به کار گرفته میشوند، اما LLd و LLs به صورت همزمان در یک سوند به نام( DLL (Dual Latero Logاندازهگیری می شوند.

نگار( SFL(Spherical Focused Log :
این دستگاه از آرایشهای متمرکزجدید است که با آن اندازهگیری مقاومت ویژه، به خصوص در زونهای مقاوم و محکم را انجام میدهند این نگار کمتر تحت تاثیر چاه قرار میگیرد و قدرت جداسازی بهتری نبست به نرمال “۱۶ دارد.

نگارالقایی (I L) :
در این دستگاه یک نوسانگر جریان متناوبی با فرکانس بالا را در یک پیچه فرستنده، ایجاد میکند میدان الکترومغناطیسی متناوب حاصل، سبب گسیل جریان های هم محور با چاه میشود، جریانهای مذکور به نوبه خود میدانهای الکترومغناطیسی ایجاد میکنند، میدان کلی حاصل توسط یک پیچه گیرنده، آشکار سازی میشود.سیگنال های ایجاد شده در آشکار ساز تابع رسانایی زمینهای اطراف سوند است. یکی از انواع این لاگها DIL است که دو لاگ با شعاع بررسی کم و زیاد به دست میآورد.
شعاع بررسی:
قسمت اعظم بررسی میدان الکترومغناطیسی از زونی که در فاصلهی بین L/4 تا L )L،همان بازه سوند است)قرار دارد به دست میآید و بطور خلاصه و بنابر آنچه گفته شد میتوان نتیجه گرفت که:
الف) سوندهای القایی، دستگاهایی هستند که برای اندازهگیری Rt از چاههایی که توسط هوا، گل شیرین و یا گل همراه نفت حفر میشوند، و توسط لاگهای الکتریکی مقاومت الکتروددار قابل اندازهگیری نیستند، مناسبند.
ب)سوندهای القایی برای حالتهایی که گل بسیار شور است و یا مقاومت ویژه زیاد باشد مناسب نیستند و خطای اندازهگیری زیادی دارند.
ج) اگر ضخامت لایهها کم باشد سوند القایی امکان اندازهگیری دقیق مقاومت ویژه لایهها را فراهم نمیسازد.

غیر متمرکز کوچک بازه:

نگار میکرولاگ (ML) :
این سوند شامل یک بالشتک کائوچوئی است که توسط یک سیستم قوی مناسب به قسمتی از جدار چاه میچسبد و به این ترتیب بالشتک مستقیما روی سازند مورد بررسی قرار میگیرد. دستگاه میکرولاگ به طور همزمان از یک آرایش میکرو نرمال(”۲) و یک آرایش میکرو انورس (”۱×”۱) تشکیل شده است.
شعاع بررسی
در صورت ضخیم بودن گل کبره اثر آن بر اندازهگیری قابل توجه خواهد بود. اما از آنجایی که دستگاه مذکور ۲ نگار (میکرونرمال و میکروانورس) را بدست میدهد با شناخت ضخامت گل کبره و مقاومت آن میتوان مقاومت ویژه زون شسته شده (RXO) را بدست آورد.

متمرکز کوچک بازه:

میکرو لاترولاک (MLL) :
این دستگاه کاملا مشابه لاتروگ ۷ است که روی یک بالشتک کائوچوئی و توسط فنر به دیواره چاه میچسبد . جداسازی قائم آن معادل ۱/۷ اینچ است همانطور که گفته شد شعاع بررسی این دستگاه کوچک است به طوری که اگر رخنه با گسترش کافی وجود داشته باشد زون دست نخورده تاثیری در اندازهگیری نخواهد داشت.

نگار پراکسی میتی (Proximity log) :
اصول کار این دستگاه نزدیک به لاترولاگ ۳ است ولی الکترودهای آن مستطیلی شکل و هم مرکزاست. تاثیر گل کبره بر این دستگاه نسبت به دستگاههای دیگر(MLL) کاهش مییابد، بنابراین تأثیر فیلترای گل حفاری روی آن بیشتر است، البته به دلیل شعاع بررسی بزرگتر،تاثیر Rt روی آن افزایش مییابد.

نگار ریز آرایش کروی کانونی (MSFL) :
سوند مذکور مشابه آرایش SFL است اما اکترودهای آن روی بالشتک قرار داشته و به دیواره چاه می چسبند. این سوند دارای ۲ مزیت است:
الف) توانایی تلفیق با سایر دستگاهها مانند DLL و DIL را دارد که به این ترتیب میتوان در زمان اندازهگیری و ثبت ، صرفهجویی کرد.
ب) به دست دادن مقداری نزدیک به Rxo حتی با وجود گل کبره ضخیم و رخنه ضعیف.
شعاع بررسی:
شعاع بررسی این دستگاه بین M LL وproximity log) PL)است.

نگار پتانسیل خود زا (SP) :
برای اولین بار در سال ۱۲۲۸ شلومبرژه پدیده پتانسیل خود زا را در درون چاهها کشف کرد. بین الکترود ثابت واقع در سطح والکترود دیگری که در چاه جابهجا میشود، یک اختلاف پتانسیل الکتریکی خود بخودی و طبیعی وجود دارد. این پتانسیل که از سازندی به سازند دیگر متفاوت است، دارای تغییراتی در حدود چند ده یا چند صد میلی ولت است.
در نمودارهای حاصل از این لاگ ،مقدار sp حاصل از رس را به عنوان پتانسیل صفر در نظر میگیرند و مقدار جابجایی منحنی را در زونهای دیگر نسبت به خطی به نام «خط مبنای شیل یا رس» که همان صفر است میسنجند.

کاربردها :
به دنبال بررسی پارامترهای زمین که موثر بر اندازهگیری sp است، میتوان گفت که منحنی sp در موارد زیر کاربرد دارد:

«چاه نگاری هستهای»

در چارچوب چاهنگاری هستهای میتوان از اندازهگیریهای زیر نام برد:
۱- نگار اندازهگیری پرتو زایی گامای طبیعی (چاهنگاریGR (پرتوی گاما))

۱- نگار اندازهگیری پرتوزایی گامای طبیعی (چاهنگاری GR(پرتوی گاما))

بعضی مواد و سازندها دارای پرتوزایی طبیعی هستند.
کانیها و سنگهای پرتوزا عبارتند از:

اندازهگیری پرتوزایی گاما:
پرتوزایی گاما طبیعی به کمک دستگاههایی مانند «شمارشگر گایگر مولر» و «اطاق یونیزاسیون» اندازهگیری می شود، اما شمارشگر «سوسوزن»، به دلیل بازده بیشتر،ابعاد کوچکتر و قدرت جداسازی قائم بهتر، بر دو دستگاه دیگر برتری دارد. پاسخ حاصل از هر دستگاه تابعی از غلظت وزنی کانی پرتوزا در سازند و نیز چگالی آن است.

کاربردها :
اندازهگیری پرتوزایی گامای طبیعی به طور عمده در موارد زیر انجام میشود:

۲- نگار طیف سنجی پرتوزایی گامای طبیعی

میزان انرژی پرتوی گامای هر کانیی پرتوزا با عناصر دیگر متفاوت است. در واقع انرژی پرتوی گامای ساطع شده از عناصر مختلف، طیف متغیری دارد. در این صورت مقدار انرژی پرتوی گاما میتواند مشخص کننده کانیای باشند که این پرتو را ایجاد میکند. بنابراین اگر فناوری چاهنگاری توانایی آن را داشته باشد که طیف انرژی پرتوی گاما را مشخص کند، میتواند عنصری که این پرتو از آن ساطع شده است را نیز مشخص کند.

در نگاری که پیش از این توضیح داده شد (چاهنگاری پرتوزایی گامای طبیعی)، پرتوزایی کلی گامای طبیعی حاصل از سازند اندازهگیری و ثبت میشود. این نوع چاه نگاری تنها مشخص میکند که سازند دربردارنده چه اندازه از کانیهای سنگین و پرتوزا هست. اما توانایی تشخیص جنس کانی های پرتوزا را ندارد. در حالی که نگار «طیف سنجی پرتوزایی گامای طبیعی»، دقیقاً طیف انرژی پرتوی گاما و در نتیجه جنس کانیای که این طیف پرتوی گاما را تولید کرده است نیز مشخص میکند. همانطور که توضیح داده شد، پرتوزایی (گامای طبیعی) وابسته به سه عنصر پرتوزای پتاسیم و توریوم و اورانیوم و یا عناصر پرتوزای حاصل از آنها است.

کاربردها

۳- چگاهنگاری نوترون

در این روش سازند را از طریق یک چشمه ساطع کننده نوترون بمباران میکنند. زمانی که سازند با نوترونهای سریع بمباران میشود چندین نوع برهمکنش بین نوترونها و هسته اتمی مواد میتواند رخ دهد. در اثر برهمکنشهای مختلف ۳ مرحله افت انرژی حاصل میشود، در نتیجه هر نوع برهمکنش، میتواند موضوع یک روش اندازهگیری در بررسیهای چاهنگاری باشد.
۱- در مرحله اول افت انرژی ، انرژی نوترون به بین ۱/۰تا ۱۰۰ الکترون ولت افت می کند که به این نوترونها ، نوترونهای اپیترمیک گویند.
۲- در مرحله بعدی افت انرژی، انرژی نوترون به بین ۱/۰ تا ۰۲۵/۰ الکترون ولت افت میکند که به آنها نوترونهای ترمیک گویند.
۳- در مرحله آخر نوترونها گیر افتاده و اصطلاحا به دام میافتند و در این مرحله پرتوی گاما ساطع میشود). انواع روشهای چاهنگاری نوترون عبارتند از:

چاهنگاری نوترون – گاما:
چنانکه توضیح داده شد در مرحله سوم افت انرژی نوترون، نوترونها به دام میافتند و پرتوی گاما ساطع میشود. در این روش، مقدار پرتوهای گامای حاصل از به دام افتادن نوترونها توسط سازند را اندازه میگیرند. از آن جایی که هیدروژن بیشترین مقطع گیر اندازی نوترون را دارد، هر چه تعداد نوترون بیشتری به دام بیافتد، نشاندهندهی آن است که سازند دارای هیدروژن بیشتری و بالطبع دارای آب یا نفت است.

چاهنگاری نوترون- نوترون ترمیک:
در این روش تعداد نوترونهای ترمیک اندازهگیری میشود. بنابراین در مرحلهی قبل از گیراندازی نوترونها، این اندازه گیری انجام میگیرد.

چاهنگاری نوترون- نوترون اپی ترمیک
در این روش تعداد نوترونهای اپی ترمیک اندازهگیری میشود. بنابراین در مرحله قبل از تشکیل نوترونهای ترمیک این اندازه گیری انجام میشود.

دستگاه های نوترون شامل:
الف) GNT: این دستگاه به طور همزمان نوترونهای ترمیک و پرتوهای گاما را اندازهگیری میکند و واحد مورد استفاده در آن API است.
ب) SNP: این دستگاه نوترونهای اپیترمیک را اندازهگیری میکند. چشمه و آشکارسازی روی بالشتکی سوار شده و به دیواره چاه میچسبد.
ج) CNL: نوع A این دستگاه نوترونهای ترمیک و نوع G آن نوترونهای ترمیک و اپیترمیک را به طور همزمان دریافت میکند.
دستگاه (CNL-A) برای کاهش اثر چاه از ۲ آشکارساز استفاده میکند. نسبت و رابطه شمارش ۲ آشکار ساز با یکدیگر به وسیله نرم افزار و دستگاههایی که در سرچاه قرار دارد، مستقیما به واحد تخلخل یا شاخص هیدروژن(مقدار هیدروژن موجود در ترکیب سنگ و سیال موجود در آن) تبدیل میشود.

کاربردها
به طور فهرستوار کاربردهای اندازهگیری شاخص هیدروژن عبارتند از:

۴- چاهنگاری کلرین

کاربرد این دستگاه در تعیین فصل مشترک نفت و آب و ارزیابی درجه شوری آب سازندی واقع در پشت لوله جداری است. اساس تعیین فصل مشترک سیالات تفاوت در میزان شوری سیالات است.

۵- چاهنگاری: گاما- گاما یا چگالی

در این روش سازند، تحت تاثیر پرتوهای گامایی که از یک منبع خاص منتشر میشود قرار میگیرد.
۱- به کمک نگار«چگالی» میتوان تخلخل را با شناخت چگالی خمیره(بخش جامد سنگ) و سیال موجود به طور مستقیم یا با همراهی روش نوترون محاسبه کرد. (به این ترتیب که هرچه تخلخل بیشتر باشد، چگالی کمتر است البته جنس سنگ و دیگر پارامتر ها هم تاثیر گذار هستند).
۲- نگار «چگالی» به طور مستقیم در تعیین لیتولوژی سازندهای غیر متخلخل و یا از طریق همراهی با سایر روشها در بررسی مخزنهای متخلخل میتواند مورد استفاده قرار گیرد.
۳- مطالعهی تغییر و تحول چگالی رسها و یا ماسهها بر حسب عمق در بررسی تغییرات تراکم مواد مذکور میتواند بکار رود.
۴- با مقایسه پاسخهای حاصل از روش نوترون و چگالی وبا کمک لاگ های مقاومت ویژه می توان به شناسایی سریع سیالات موجود در مخزنها و همچنین تعیین حدود زونهای تماس گاز- نفت ، گاز- آب و نفت - آب دست یافت.

«چاه نگاری صوتی»

به کمک یک مولد که در سطح قرار دارد قطار موجی با فرکانس مشخص انتشار مییابد مدت زمان برنامه مذکور بسیار کوتاه است ولی چندین بار در ثانیه تکرار میشود. این نگار با محاسبه سرعت و یا دامنه صوت به بررسی ویژگیهای سنگ و سیال میپردازد.

الف) اندازهگیری سرعت صوت:

کاربردها
اندازهگیری زمان انتشار امواج صوتی عمدتاً در تعیین تخلخل مخزنها بکار میرود. اما بایستی توجه داشت که تاثیر پارامترهای مختلف بر اندازهگیری و در نتیجه مشکلات تفسیر از یک سو و ابداع دستگاههای هستهای مدرن از سوی دیگر از نقش چاهنگاری صوتی در این مورد کاسته است.
- از این بررسیها در تعیین تخلخل، به خصوص زمانی که اندازهگیری حساسیت زیادی نسبت به تغییرات قطر چاه نداشته باشد و نیز برای تعیین تخلخل ثانویه در منابع کربناته به طور سیستماتیک استفاده میشود.
توضیح:
تخلل به دو دسته اولیه و ثانویه تقسیم بندی میشود، تخلخل اولیه به خلل و فرجی گفته میشود که در هنگام رسوب گذاری در سنگ ایجاد میشود، اما تخلخل ثانویه بعد از رسوبگذاری در اثر فعالیتهای تکتونیکی(حرکت صفحههای زمین نسبت به یکدیگر)، فعالیت موجودات زنده، حل شدن بخشی از سنگ…. در سنگ ایجاد میشود.
- اندازهگیریهای صوتی به خصوص همراه با لاگ های نوترون و چگالی میتواند در تعیین لیتولوژی به کار رود.
- از آنجا که این اندازهگیریها حساسیت زیادی نسبت تغییرات قطر چاه ندارد میتوان از آن برای بررسی تراکم سازندهای رسی- ماسهای استفاده کرد.
- از مقایسه اندازهگیریهای صوتی با نگارهای دیگر (نوترون- چگالی- مقاومت ویژه) میتوان سیالهای موجود در سازند را تفکیک کرد.
- نظر به قدرت خوب جداسازی قائم چاهنگاری صوتی، از این مطالعات میتوان برای تعیین ضخامت لایهها استفاده کرد.

ب) اندازهگیری تضعیف دامنه امواج صوتی [نگار چگالی متغیر (VDL)]

- از کاربرد های این روش تشخیص شکستگیها است .

«چاه نگاری الکترو مغناطیسی(EPT)»
اندازهگیری زمان انتشار و آهنگ تضعیف یک موج الکترومغناطیسی

در اغلب حالتها بهدلیل ترکیب غیرمغناطیسی سنگها، تراوایی مغناطیسی(امکان عبور امواج مغناطیسی) آنها همانند هوا است، به طور معمول تغییرات این پارامترها بهدلیل کوچک بودن قابل توجه نیست. این در حالی است که تراوایی مغناطیسی سیال کمتر از سنگ است.

رسانایی یا مقاومت ویژه الکتریکی(نارسانایی) از نظر ارزیابی درجه اشباع زونهای متخلخل حاوی آب و هیدروکربور بیشترین توجه را به خود اختصاص داده است. اما در حالتهایی که آب سازند از درجه شوری پائینی برخودار است، تشخیص هیدروکربور از آب به وسیله پارامترهای رسانایی یا مقاومت ویژه، با مشکل روبرو میشود. در واقع نگار مقاومت ویژه امکان تشخیص آبهای شیرین از هیدروکربورها را ندارد.
اما در روش الکترو مغناطیسی، امکان تشیص آب شیرین نیز وجود دارد، بنابراین مستقل از درجه شوری آب، عمل میکند. برای تشخیص درجهی شوری آب نیز میتوان از لاگهای مقاومت الکتریکی استفاده کرد. بدین ترتیب با مقایسهی نتایج نگار الکترو مغناطیسی با نتایج حاصل از دیگر نگارها، امکان تعیین درجه شوری در زون شسته و ارزیابی هیدروکربور جابجا شده فراهم می شود.
EPT در یک سوند مشترک همراه با نگارهای نوترون و چگالی به درون چاه فرستاده میشود.

کاربردها
لاگ EPT در گلهای شیرین و سازند هایی با درجه تخلخل متوسط تا زیاد دارای کاربرد موثری است. در صورتی که عملیات چاه نگاری درست انجام گیرد، از این اندازهگیریها میتوان برای موارد زیر استفاده کرد:

«چاه نگاری دماسنجی»

دمای سازند با افزایش عمق زیاد می شود، این آهنگ افزایش دما بر حسب عمق، شیب زمین گرمایی یا گرادیان(Gradient) زمینگرمایی نامیده میشود. در واقع گرادیان زمین گرمایی مشخص میکند به ازای افزایش عمق چه میزان به دما افزوده میشود. این گرادیان برحسب محل جغرافیایی و رسانندگی گرمایی سازندها تغییر میکند. گرادیانها معمولا در سازندها با رسانایی کم زیاد است اما از طرف دیگر تعادل حرارتی در نزدیکی چاه بر اثر گردش گل مغشوش میشود و یک تبادل گرمایی بین گل و سازند انجام میشود. این تبادل گرمایی بین گل و سنگ که دارای اثر مشخصی است باعث میشود، نمایش یا پروفیل(Profile) دما در چاه با پروفیل زمین گرمایی اولیه تفاوت زیادی داشته باشد. به همین دلیل در قسمت کف چاه با گذشت زمان از قطع گردش گل، دمای کف چاه به سمت دمای اولیه افزایش یابد.

کاربردها
الف) در چاههای باز (بدون لوله جداری):
در برخی از چاهها که سنگ مخزن آن ها استحکام لازم را داشته باشد(Stable) و نبود لوله جداری مشکلی در بهرهبرداری و نگهداری چاه نداشته باشد، مخزن را بدون لوله جداری مورد بهرهبرداری قرار میدهند که به این چاهها چاههای باز میگویند.
اندازهگیری دما امکان تعیین نظام زمین گرمایی کنونی را فراهم میسازد که شناخت آن در مسائل مختلف میتواند مورد استفاده قرار گیرد. با استفاده از این بررسیها میتوان دمای متوسط هر چاه یا هر زون را مشخص کرد.
تعادل حرارتی که با حفر چاه بر هم خورده است، دیر یا زود برحسب رسانندگی حرارتی سنگها دوباره به حالت عادی نزدیک میشود در این حالت با استفاده از تغییرات دما میتوان واحدهای لیتوگرافی و به تعبیری مرزهای لایههای سنگی مختلف را مشخص کرد، به این ترتیب میتوان ورود به رسهای تحت فشار را تشخیص داد. باید توجه کرد که رسیدن مته حفاری به رسهای تحت فشار، امکان فوران چاه را دربردارد، که باید به وسیله گل حفاری آن را کنترل کرد. همچنین میتوان زونهای فرار گل را که با افزایش دما و یا برعکس ورود سیالات(به خصوص گاز) که با کاهش دما همراه است تشخیص داد.

ب) چاه پوشش دار( دارای لوله جداری):
کاربرد اصلی دماسنجی در چاههای پوشش دار به طور عمده در چاهنگاری بهرهبرداری است:

«نگار شیب سنجی»
( اندازهگیری شیب )

این نگار از انواع نگارهای الکتریکی است. هدف این چاهنگاری تعیین زاویه شیب و سمت صفحاتی است که چاه آنها را قطع میکند منظور از صفحات میتواند هر یک از موارد زیر باشد.
الف) مرز طبقات ولایههای زمین شناسی

ب) شکستگی باز یا بسته در سازندها

ج) سطح فرسایشی (سطحی که در اثر عوامل فرسایشی مانند آب، باد و… دچار فرسایش شدهاست).

«نگار تصویر ساز»

امروزه تکنیکهای زیادی برای به تصویرکشیدن چاههای نفت و گاز بکارمیرود. نگارهای تصویرساز از تکنیکهای بسیار کارآمد برای بدست آوردن تصویرهایی از شکافها در دیواره چاه است. باتوجه به منبع مورداستفاده ، این لاگها به ۲ نوع تقسیم بندی میشوند:
۱-(ATV (Acoustic TeleViewer: که دارای منبع صوتی است.
۲-(FMI (Formation Micro Imaging و ( FMS (Formation Micro Scaling : دارای منبع الکتریکی ست و با استفاده از تغییرات مقاومت ویژه الکتریکی ، شکافهای داخل چاه را شناسایی میکند.
هر یک ازاین دستگاهها برای مواردی کاربرد دارند به عنوان نمونه اگر گل حفاری، پایه روغنی باشد یا گلی باشد که رسانندگی خوبی نداشته باشد از لاگ ATV استفاده میشود .
دستگاه دیگری به نام Acoustic television وجود دارد که از دیوارهی چاه تصویربرداری میکند اما اگر گل ما شفاف نباشد نمیتواند بخوبی این عمل را انجام دهد در ضمن این دستگاه محدودهی عمقی برای استفاده دارد و دراعماق زیاد باتوجه به افزایش زیاد دما و فشار قابل استفاده نیست. اما اگر شرایط برای استفاده این نگار تصویربردار در داخل چاه فراهم باشد اطلاعات دقیقتری درباره شکستگیها نسبت به ATV و سایر لاگها دراختیار قرارمیدهد.

«تکنیکهای جدید چاهنگاری»

در شرکتهای بزرگ نفتی تکنیکهای جدیدی که برای لاگهای بهرهبرداری استفاده میشوند شامل:

۱ -Combinable production Logging Tools
این نوع لاگ نمایشی (Profile) برای تولید در چاههای تولیدی دراختیار قرار میدهد و اطلاعاتی شامل دبی جریان (flow rate) و چگالی سیال (fluid density) موجود در سازند ها و دما و فشار در جا را در اختیار قرار میدهد؛ همچنین لاگ قطر سنجی (Caliper log) که شامل ۳ بالشتک است و به دیواره چاه می چسبد نیز میتواند همراه این وسیله به درون چاه بدون لوله جداری فرستاده شود. از دیگر کاربردهای این دستگاه این است که میتواند نمایش (profile) تزریق سیالات را در چاههای تزریقی (به منظور ازدیاد برداشت نفت) نشان دهد. همچنین از وضعیت وجود کانالها و حفرهها درسیمان پشت لولههای جداری خبر میدهد.

۲-Flow scaer
این لاگ برای چاههای با انحراف مختلف استفاده میشود. دستگاههایی که قبلا وجود داشت برای چاههای نزدیک به عمود (vertical well) یا چاههایی که انحراف خیلی کمی داشتند استفاده میشد، اما این دستگاه در چاه با انحرافات مختلف میتواند تجزیه و تحلیل سیال داخل سازند را انجام دهد و هر نوع فاز (جامد- مایع- گاز) را تشخیص دهد. این دستگاه براساس تغییر سرعت امواج داخل سیالات و تاثیر آن روی دامنه (amplitude)امواج میتواند سیالات مختلف را برای چاههای مختلف با انحراف مختلف (از چاههای عمودی تا چاههایی با انحراف بالا) شناسایی کند.

۳- (Multi-Isotope spectroscopy Tool) MIST
این نوع لاگ به وسیله اشعه گاما کار میکند که میان ایزوتوپهای مختلفی که اشعه گاما را جذب و حذف میکنند تبعیض میگذارد و آن ها را از هم جدا میکند تا تجزیه و تحلیل درستی از شبیهسازی چند مرحلهای در محل چاه فراهم آید. دراین دستگاه انرژی اشعهی گاما از طریق ۱۶ دریچه انرژی دریافت میشود. نمایشها و انرژیها بهوسیله کامپیوتر د کنار یکدیگر قرار میگیرند و از آنها برای مشخص کردن ایزوتوپ منشاء استفاده میشود. کاربرد مهم دیگر آن تخمین شکافهای سازند است.
۴- Phase velocity sonde) PVS
PVS یک لاگ تولیدی است که همراه با لاگ Resistivity saturation tools) RST) سرعت ۲ فاز جدا (آب و نفت) را در چاههای افقی و یا با انحراف زیاد اندازه میگیرد. به این ترتیب که یک نشانه (marker) شیمیایی را که مقطع گیراندازی نوترون ترمیک بالایی دارد و تنها در فاز مورد نظر( آب یا نفت) قابل حل است به درون چاه تزریق میکنند و مسیر پائین رفتن آن را توسط لاگ RST مشخص میکنند.
لاگ PVS جریان روبه بالا یا روبه پائین را میتواند اندازه گیری کند و این بستگی به موقعیت آن (بالا یا پائین) نسبت به RST دارد. سرعت سیالات میتواند از طریق فاصله بین گیرنده و تزریق کننده و همچنین مدت زمان رسیدن از تزریق کننده به گیرنده اندازهگیری شود. این لاگ همچنین میتواند حجم سیالات مختلف را محاسبه کرده و جریان سیالات در شرایط مخزن را نیز شناسایی و با جریان سیالات مختلف در شرایط سطح زمین مقایسه کند.

۵- PL Flagship production Logging
سرویس تشخیص جریان داخل چاه : مجموعه واحدی است که برای تخمین چاههای افقی بکار میرود. جریانهای لایه- لایه، جریانهای رو به پایینی (down flow)، مخازن آب (water sumps)، تلههای نفتی و گازی و جریانهای سه فازی همه پدیدههایی هستند که در چاههای افقی مورد توجه هستند. لاگهای تصویر ساز از جمله ابزارهایی هستند که برای شناسایی رژیم جریانهای چند فازی به آنها نیاز داریم. هیچ تکنیکی به تنهایی نمیتواند یک اندازهگیری قوی در چاههای افقی به دست دهد و پیچیدگیهایی که

تشکیل پترولیم در لایه های رسی و شیلی فشرده که اصولا غیر تراوا می باشند، صورت می گیرد. بنایراین فرایند جابجایی هیدروکربن ها از سنگ منشا به سنگ مخزن تراوا-متخلخل (مهاجرت اولیه نفت) بطور کامل شناخته نشده است. تئوری های زیادی برای توجیه این فرایند طرح شده اند. ممکن است چندین مکانیزیم مختلف محیطی و زمین شناسی با هم برای ایجاد شرایط مهاجرت عمل کنند. تعدادی از آنها در زیر لیست شده اند:

الف) مهاجرت بصورت محلول های کلوئیدی مانند Micelles
ب) مهاجرت بصورت فاز هیدروکربنی پیوسته
پ) حرکت شناوری (Buoyancy) قطرات مجزا
ت) حل شدن هیدروکربن در آب و خارج شدن از سنگ منشا
ث) مهاجرت با نیرو های مکانیکی در حین دیاژتز رس
ج) مهاجرت از میکرو – ترک های موجود در سنگ منشا

بعد از خارج شدن از سنگ منشا هیدروکربن ها از لایه های تراوا بالا می روند. این مهاجرت تا رسیدن به تله مناسب برای تشکیل مخزن هیدروکربنی ادامه پیدا می کند. این مرحله مهاجرت ثانویه نفت نام دارد که مکانیزیم حرکتی آن بیشتر نیروی شناوری (Buoyancy) و هیدرودینامیکی می باشد.

---

مهاجرت نفت (Oil Migration)

تشکیل پترولیم در لایه های رسی و شیلی فشرده که اصولا غیر تراوا می باشند، صورت می گیرد. بنایراین فرایند جابجایی هیدروکربن ها از سنگ منشا به سنگ مخزن تراوا-متخلخل (مهاجرت اولیه نفت) بطور کامل شناخته نشده است. تئوری های زیادی برای توجیه این فرایند طرح شده اند. ممکن است چندین مکانیزیم مختلف محیطی و زمین شناسی با هم برای ایجاد شرایط مهاجرت عمل کنند. تعدادی از آنها در زیر لیست شده اند:

الف) مهاجرت بصورت محلول های کلوئیدی مانند Micelles
ب) مهاجرت بصورت فاز هیدروکربنی پیوسته
پ) حرکت شناوری (Buoyancy) قطرات مجزا
ت) حل شدن هیدروکربن در آب و خارج شدن از سنگ منشا
ث) مهاجرت با نیرو های مکانیکی در حین دیاژتز رس
ج) مهاجرت از میکرو – ترک های موجود در سنگ منشا

بعد از خارج شدن از سنگ منشا هیدروکربن ها از لایه های تراوا بالا می روند. این مهاجرت تا رسیدن به تله مناسب برای تشکیل مخزن هیدروکربنی ادامه پیدا می کند. این مرحله مهاجرت ثانویه نفت نام دارد که مکانیزیم حرکتی آن بیشتر نیروی شناوری (Buoyancy) و هیدرودینامیکی می باشد.

مهاجرت اولیه
مدارک ژئوشیمیایی تولید نفت نشان می دهد که هیدروکربن ها عموما در تله های ساختمانی و استراتیگرافیی که در آنها مشاهده می شوند، تشکیل نمی گردند. مخازن پترولیم ساختمان های متخلخل و تراوا می باشند در حالی که سنگ منشا به عنوان شیل های فشرده و غیر تراوا شناخته شده است. بدلیل اینکه سنگ های منشا غیر تراوا می باشند، مکانیزم های مهاجرت نفت از محل تشکیل یعنی شیل های سنگ منشا مشخص نمی باشد. داده های قابل ملاحظه خروج آب از شیل در هنگام فشرده سازی نشان می دهد که بیشتر آب در زمان دفن شدن پیش از اینکه دما و فشار به حد مورد نیاز برای تشکیل نفت برسد، خارج می شود (تصویر ۱).
فشرده شدن رسوبات از تجمع رسوبات شروع می شود. در زمان تجمع اصلی، رسوبات دانه ریز و سست دارای بیشتر از ۵۰ درصد آب می باشند. در هنگام دفن شدن در زیر رسوبات بعدی نهشته شده، آب نفوذی موجود در آنها خارج شده که موجب افزایش چگالی و کاهش تخلخل می گردد. بر اثر فشرده و سفت شدن دانه ها نیروی چسبندگیی بین مواد ایجاد می گردد. تغییرات شیمیایی در آب های نفوذی باعث تولید سیمان و چسبیدن بیشتر دانه ها به یکدیگر خواهد شد.
تولید اصلی نفت در زیر عمقی که فشردگی شیل ها کامل می باشد، روی می دهد. همچنین جابجایی نفت از سنگ منشا در هنگام فشردگی شیل ها اتفاق نمی افتد. خارج شدن نفت در زمان فشرده شدن ممکن است در مواردی که دفن شدگی سریع باعث تشکیل نواحی دارای فشار و یا دمای بالای غیر طبیعی در اعماق کم مشاهده شود. بارکر (Barker) ادعا کرد که ممکن است نفت از بالا و پایین سنگ منشا بخاطر تغییرات فشار در عمق (Pressure Gradient) ایجاد شده در زمان دفن شدن رسوبات، مهاجرت کند. بعد از خارج شدن آب، پترولیم تشکیل شده در سنگ های شیلی، یک فاز پیوسته را تشکیل می دهند که این فاز با فشار فیزیکی از کانال های رشته ای کوچک شبکه ای خارج می شود.
بعضی از کانی های رس (بطور معمول اسمکتایت “Smectite”) حاوی آب محصور شده در داخل شبکه های داخلی قطعه های رسی می باشند. این آب محصور شده در هنگام تغییر اسمکتایت به ایلایت (Illite) خارج می شود. این تغییر در دمای ۲۰۰ درجه فارنهایت اتفاق می افتد. این دما در رنج دمای تشکیل پترولیم قرار دارد. بنابراین حضور اسمکتایت در شیل به مهاجرت اولیه نفت کمک می کند.

مهاجرت ثانویه
تا هنگامی که مخازن پترولیم در محیط آبی قرار داشته باشند، مهاجرت هیدروکربن ها از نقطه رها شدن در سنگ منشا به بالای تله بهمراه نیرو های فشار مویینه و هیدرولوژی اتفاق می افتد. پراکندگی اندازه فضای خالی، پیچ و خم های مسیر فضای های خالی (Tortuosity) کانال ها، تخلخل، تراوایی، و ویژگی های شیمیایی سنگ های مخزن و آب نفوذی موجود در آنها با یکدیگر متفاوت می باشد. در هر صورت بدلیل وجود آب، فشار مویینه، نیروی شناوری و نیروی هیدرولوژی در همه مخازن موجود است.
مهاجرت نفت بصورت قطره های مجزا در سنگ های شاباح شده از آب بوسیله نیروی فشار مویینه مخالفت می گردد. این نیرو به اندازه فضای خالی، نیروی پیوستگی میان نفت و آب، و چسبندگی نفت به سطح کانی ها (خیس شدگی) مربوط است. موارد ذکر شده بوسیله اندازه زاویه تماس برای یک فشار مویینه در اندازه یکسان بیان می شوند:

که در این رابطه:
Pc: فشار مویینه بر حسب پاسکال
σ: نیروی چسبندگی بر حسب (N * 10-3)/m
rc: زاویه فشار مویینه بر حسب m

از موارد رایج می توان به وجود قطرات نفت در فضاهای خالی که حاوی مسیرهای کوچک بسیاری هستند نام برد (تصویر ۲). در این شرایط، فشار لازمه برای جابجایی قطرات از فضای خالی بزرگ و کوچک معادل تفاوت فشار نفوذ کننده و فشار دنبال کننده می باشد:

که در این رابطه:
Pd: فشار جابجایی بر حسب پاسکال
lθ: زاویه تماس نفوذ کننده
tθ: زاویه تماس دنبال کننده
rl: شعاع فضای خالی نفوذ کننده بر حسب متر
rt: شعاع فضای خالی دنبال کننده بر حسب متر

تصویر ۱) رابطه میانگین میان تخلخل و عمق دفن شیل و دما و عمق های تشکیل نفت و گاز

تصویر ۲) جابجایی یک قطره نفت از فضای خالی در یک سنگ آب خیس

دو نیروی موجود در مخزن که بر یک قطره نفت وارد می شود شامل فشار شناوری و هیدرودینامیک می باشد که هیچکدام برای راندن قطره محصور شده کافی نمی باشد.
فشار جابجایی مربوط به فشار مویینه بر اساس زیر معرفی می شود:

که در این رابطه:
Zo: ارتفاع ستون نفت
gc: نیروی ثقل تماس، ۹/۸۱ m/s2
ρw: چگالی آب بر حسب kg/m3
ρo: چگالی نفت بر حسب kg/m3
Pd: فشاری جابجایی بر حسب پاسکال

چون هر دو فشار شناوری و هیدرودینامیکی عمل کننده بر یک قطره محصور برای رسیدن به فشار جابجایی لازمه برای غلبه بر فشار مویینه کافی نمی باشند، قطره های محصور شده قادر به جابجایی در حضور این نیرو های غیر کافی نیستند.
در هنگامی که نفت سنگ منشا را بر اثر فشردگی ترک می کند، اشباح زیادی در ورودی به سنگ مخزن ایجاد می گردد. بعد از آن نفت شروع به بالا رفتن به حالت فاز پیوسته در مسیر های موجحود در فضای خالی می کند. در این شرایط نیروی شناوری و هیدرودینامیکی مناسب باعث مهاجرت نفت می شوند.
مهاجرت نفت بوسیله حل شدگی ملکولی نفت در آب در حال حرکت، و یا حل شدگی کلوئیدی بوسیله سورفکتنت (Surfactant) های موجود در پترولیم صورت می گیرد. دو تئوری ذکر شده بخاطر حل شدگی کم نفت در آب و مقدار کم سوفکتنت در نفت خام در مرحله تئوری باقی مانده اند. در صورتیکه آب گرم با فشار بالا در ماسه سنگ ها تزریق شود، قطرات نفت پراکنده در آن قابل جابجایی است. این روش کمک به محاسبه مقدار نفت موجود در ماسه سنگ های سنگ مخزن می کند که در نتیجه به اندازگیری زمان زمین شناسی توام با تغییرات دما و تحولات ارضی زمین کمک می کند.
مهاجرت ثانویه پترولیم در پایان تجمع پترولیم در تله های ساختمانی و استراتیگرافی و یا ترکیبی از هر دو پایان می پذیرد. لورسون (Levorsen) عنوان کرد که نفت در تله های بعد از اشکوب پلیستوسن (Pleistocene) تا بحال مشاهده شده است که حداقل زمان برای تشکیل و تجمع نفت یک میلیون سال می باشد. هیدروکربن ها در بالاترین نقطه تله تجمع پیدا می کنند و سیالات بر اساس چگالیشان در مخزن طبقه طبقه می شود. این نشان دهنده آزاد بودن هیدروکربن ها برای حرکت در مخزن است. نفت های جمع شده سنگ های رسوبی نهشته شده در دوره کرتاسه و قبل از آن بر اثر تحولات ارضی زمین و دیگر تغییرات دما و فشار از بین رفتند. نفت جمع شده ممکن است:

(۱) به سطح زمین رفته و چشمه های نفتی را تشکیل دهد
(۲) بالا آمده و فرسوده شده و گودال های قیری را تشکیل دهد.

به علاوه پترولیم ممکن است به سکانس رسوبی دیگری بخاطر فرسایش سریع و جابجایی آواری جابجا شود. لورسون این نوع مهاجرت ثانویه نفت را به عنوان نفت قدیمی (Recycled) مطرح کرد که بدلیل حملات باکتری های هوازی فقدان از پارافین می باشند. بنابراین تاریخ زمین شناسی مخزن نفت ممکن است بطور کامل تغییر کرده باشد و علم بر تاریخ رسوب گذاری، سنگ منشا، مهاجرت نفت و تجمع نفت برای شناسایی کامل بردداشت های نفت و صدمات وارده بر مخرن در حین بردداشت نفت مفید می باشد.
پوش سنگ یا حصار بالایی تله نفتی برای هیدروکربن های سبک بطور کامل غیر تراوا می باشد. رابطه فشار مویینه سنگ های بالای تله نفتی ممکن است ایجاد یک حصار عمودی موثر برای پترولیم مایع (هیدروکربن های C5+) کند ولی برای هیدروکربن های سبک تر بطور موثر عمل نمی کند.

1- آب از سرچشمه گل آلود است: هرگاه سوسپانسيون آب گل آلود در سرچشمه رودخانه تهيه شود به طوري که تا آن پايين دست ها همچنان سوسپانسيون باقي بماند و گل و لا ي فرصت ته نشين شدن و جدا شدن از آب را نداشته باشد اين ضرب المثل را بکار مي برند.

2- آب در دلش تکان نمي خورد: کنايه از يخ است که مولکول هاي آب در شبکه آن در جاهاي ثابتي قرار دارند و امکان انجام حرکت انتقالي براي آنها وجود ندارد .

3- آبي از او گرم نمي شود: مقصود واکنش گرما دهي است که در گرماسنج بمبي انجام مي شود و گرماي توليد شده واکنش آنقدر اندک است که توان گرم کردن آب درون گرماسنج را هم ندارد.

4- آب نمي بيند اما شناگر ماهري است: منظور فلزهاي قليايي است که زير نفت نگهداري مي شوند و آنچنان فعاليت شيميايي بالا يي دارند که وقتي وارد آب مي شوند با سرعت زيادي بر سطح آب مي چرخند و به شدت با آن واکنش مي دهند.

5- آب به آب شدن: انتقال يون هيدروژن از يک مولکول آب به مولکول آب ديگر و تشکيل يون هيدرونيوم و يون هيدروکسيد که براساس نظريه برونست - لوري يک واکنش اسيد - باز محسوب مي شود.

6- آبشان از يک جوي نمي رود: لا بد حجم آب آنها روي هم آنقدر زياد است که در يک جوي جا نمي گيرد والا دليلي ندارد آبشان از يک جوي نرود.

7- آب که از سر رفت چه يک وجب چه صد وجب: اين ضرب المثل شاید مربوط به آن زماني است که انسان هنوز نمي دانست هرچه جسم در عمق بيشتري از مايع باشد فشار بيشتري را تحمل خواهد کرد والا کيست که نداند فشار ناشي از يک وجب آب صد برابر فشار صدوجب آب مي باشد.

8- آب پاکي روي دست کسي ريختن: اضافه کردن آب خالص روي آزمايشي که در حال انجام شدن است يا استفاده از آب مقطر براي تهيه محلولي باغلظت معين.

9- آبي از دستش نمي چکد: يا دستش خشک است يا آب در دستش يخ زده است يا ظرف آبش سوراخ نيست والا اين ادعا به شدت تکذيب مي شود.

10- آب در هاون کوبيدن: روشي براي شکستن مولکول هاي آب و جدا کردن اتم هاي هيدروژن و اکسيژن از يکديگر. در آن دوراني که هنوز اديسون برق را کشف نکرده بود و بشر هنوز نمي توانست از روش برقکافت براي تجزيه آب استفاده کند از اين روش استفاده مي شد.

11- آب زير کاه: اين ديگر از آن حرفهاست که بايد قاه قاه به آن خنديد اگر چگالي آب از کاه بيشتر است پس آب به جز قرار گرفتن زير کاه چاره اي ديگر ندارد بالا ي کاه که نمي شود قرار بگيرد. کسي که اين را گفته يا چگالي را نمي شناخته يا از مقايسه چگالي آب و کاه عاجز بوده است.

12- آب زير پوستش رفته: کنايه از نمک هاي آب پوشيده است که داراي چند مولکول آب تبلور در ساختار خود مي باشند و تا زماني که گرما به سراغشان نيايد اين آب را زير پوستشان نگه مي دارند.

13- آب شدن و در زمين فرو رفتن: اين ضرب المثل علا وه بر شيمي کمي تا قسمتي زمين شناسي را هم در بر مي گيرد و منظورش بيشتر ذوب شدن برف ها و يخچال ها و فرو رفتن در اعماق زمين و تشکيل سفره هاي آب زيرزميني مي باشد.

14- آب و تاب دادن: اضافه کردن آب خالص به محلول داخل بالون پيمانه اي و سپس تکان دادن و تاب دادن محلول به منظور همگن سازي آن را بيان مي کند.

15- آب از آسياب افتادن: در رفتن برخي مولکول هاي آب از واکنش تجزيه آب به وسيله عمل برقکافت يا غلتيدن و سرسره بازي مولکول هاي آب در آسياب هاي قديمي را نيز مي گويند.

16- آب در کوزه و ما تشنه لبان مي گرديم: همان عنوان فصل اول کتاب شيمي سال اول دبيرستان يعني «آب مايعي کمياب در عين فراواني» است که با گذشت زمان به صورت اين ضرب المثل درآمده است. در اينجا کره زمين به کوزه اي تشبيه شده است که آب دارد اما ساکنانش تشنه آب مناسب و قابل آشاميدن هستند.

17- آب که يک جا بماند مي گندد: هرگاه آب براي مدتي نسبتا زياد در جايي ثابت باقي بماند بر اثر رشد جلبک ها رنگ و بو و مزه آن تغيير مي کند و براي جلوگيري از گنديدن آب اضافه کردن کات کبود توصيه مي شود.

18- آب که سربالا مي رود قورباغه ابوعطا مي خواند: راستش را بخواهيد هرچه گشتيم نتوانستيم براي اين يکي خاصيت شيميايي پيدا کنيم اما اگر کسي بخواهد دستگاه ابوعطا را با اجراي قورباغه بشنود شرطش اين است که آب را وادار کند سربالا يي برود تا با آهنگ آن قورباغه شروع به خواندن کند عجب شرطي براي خواندن گذاشته اين قورباغه! لا بد مي دانسته نيروي جاذبه زمين اجازه نمي دهد آب سربالا يي برود که اين شرط را گذاشته است. حکايت مي کنند که ماهي از قورباغه خواسته يک دهن برايش بخواند و قورباغه هم براي اينکه از شر او خلا ص شود و او را دنبال نخود سياه بفرستد اين شرط را برايش گذاشته است والا قورباغه کجاو اجرا در دستگاه ابوعطا کجا؟

19- آب در گوش کسي کردن: گفتن ويژگي هاي شيميايي و فيزيکي آب بيخ گوش کسي که حوصله شنيدن آنها را داشته باشد يا وارد کردن آب در بالون با لوله جانبي منتهي بايستي از طريق همان لوله جانبي باشد تا آب در گوش کردن محسوب بشود.
20- آب خوش از گلويش پايين نمي رود: کنايه از قيف شيشه اي است که هنگام انجام عمل صاف کردن آب به راحتي از آن پايين نمي آيد و شايد هم منظور قطره چکان باشد که آب قطره قطره و به سختي از آن خارج مي شود.

21- آب از آب تکان نمي خورد: خب نبايد هم بخورد مگر پيوند هيدروژني اجازه مي دهد مولکول آب از مولکول ديگر جدا شود و براي مدتي هرچند کوتاه گشت و گذاري در اطراف و اکنافش داشته باشد.

22- آب به غربال پيمودن: شايد مربوط به زماني است که از وسايل درجه بندي شده آزمايشگاهي امروزي نظير استوانه مدرج و بشر و اينجور چيزها خبري نبوده است يا لا بد کسي از قيف بوخنر براي برداشتن آب استفاده کرده است و شايد هم کسي خواسته غربالش را امتحان کند تا از سالم بودنش مطمئن شود.

23- آب چيزي را کشيدن: خارج کردن آب تبلور نمک آب پوشيده با گرم کردن آن يا خشک کردن رسوب به وسيله قيف بوخنر و ارلن تخليه را گويند.

24- آب را گل آلود کردن و ماهي گرفتن: تهيه سوسپانسيون آب گل آلود به منظور کاهش ديد ماهي و راحت به دام انداختن آن.

25- آب توي چيزي کردن: رقيق کردن محلول هاي غليظ با اضافه کردن آب مقطر و کاهش غلظت آن يا به حجم رساندن محلول درون بالن پيمانه اي.

برای مشاهده تصاویر در اندازه اصلی و ذخیره آنها در کامپیوتر بر روی عکس مورد نظر کلیک نمایید.

زن از دید علم شیمی:

این عنصر کمتر در طبیعت به صورت آزاد یافت میشود و بیشتر به صورت یک ترکیب یا ماده ای چون انیدرید تبلور و سولفات خودبینی در منازل یافت میگردد.

طرز تهیه: برای تهیه این عنصر باید مقداری اکسید اسکناس ونیترات کادیلاک هشت ظرفیتی را در یک ویلا مخلوط کرده و بعد از مدتی گاز سولفور عشوه متصاعد میشود.در نتیجه به صورت رسوب در ته ویلا باقی می ماند. البته از زبان چرب و نرم هم میتوان به صورت کاتالیزور استفاده کرد.

خواص شیمیایی: بعضی از انواع این عنصر میل شدیدی برای ترکیب شدن با نیترات کرم بودر و سولفات... دارند که بعد از ترکیب شدن با این مواد نسبتاً قابل تحمل میشوند.بعضی از انواع این عنصر با خورده شیشه همراه است و خاصیت شوهرآزاری شدیدی دارند.

خواص فیزیکی: از جنس بسیار حساس میباشد و به سرعت تحت تآثیر محیط و احساسات قرار میگیرد.اگر مقداری اسید خشونت و کربنات سوزآور دیگری به نام هوو به آن اضافه کنیم فوراً ذوب شده و به صورت اشک روان میگردد و اصلاً میل ترکیب شدن با عنصر مرد را ندارد.اما به محض استفاده از کاتالیزور لبخند آنچنان با این عنصر ترکیب میشود که جدا شدنی نیست!

مرد از دیدگاه علم شیمی:

این عنصر اکثراً در طبیعت به صورت آزاد و علاف یافت میشود.ارزان بودن این عنصر به درصد فراوانی آن برمیگردد.این عنصر گاهی به صورت یک ترکیب با ماده ای چون سولفید حسادت و سولفات رو (از نوع سنگ پای یافت شده در معادن قزوین)در خیابان یافت میگردد.این عنصر به علت واکنش زیاد همواره باید زیر نظر نگهداری شود.

طرز تهیه: براب تهیه این عنصر باید واکنشهاب شیمیایی عجیب و غریبی را متحمل شد.ابتدا مقداری اکسید اسکناس و نیترات زوریم شش ظرفیتی را در مقداری سنگ بای قزوین حل کرده و بعد از مدتی گاز ادعا و سولفور قپٌی از آن متصاعد میشود.در نتیجه به صورت رسوب روی دیواره خیطی باقی می ماند.البته از ملاقه و وردنه هم میتوان به عنوان کاتالیزور استفاده کرد.

خواص شیمیایی: بعضی از انواع این عنصر میل شدیدی برای ترکیب شدن با نیترات ژل و سولفونات روغن نباتی و گریس دارند.نوع دیگری از این عنصر به علت اندکی ته چهره وآب اکسیژنه ارتباط محکمی با خورده شیشه دارد و دارای خاصیت موزی گری و همسرآزاری شدیدی هستند که برای خالص کردن این عنصر کافیست که آن را در یک سیستم سربسته مثل آشپزخانه قرار داد و با استات قابلمه و چکش مخلوط نمود.

*نکته کنکوری: در صورت کمبود امکانات آزمایشگاهی از قبیل ملاقه و وردنه میتوان از حرارت 1500 درجه جیغ فرابنفش برای ذوب این عنصر استفاده کرد که در این صورت رسوب به صورت موش درآمده و دارای قابلیت مفتول شدن هم میباشد.نکته دیگر اینکه برای اطمینان از کم شدن خورده شیشه و سولفات روی در این عنصر میتوان تا سه بار آن را با کابل برق 100 ولت الکترولیز نمود.

**نکته صد در صد کنکوری!: به علت وجود کربنات هوش و اندکی اکسی شیطنت در عنصر زن،عنصر مرد مجدداً به صورت هویج رسوب میکند و از آن بخر عشق و عاشقی متصاید میشود که البته به محض یک برخورد موَثر دیگر با عنصر زن به سرعت با آن هم الکترون شده وقضیه یار و... به صورتO2 از آن آزاد میشود.

chemical properties of nanoscale devices.
Portable 'Virtual NanoLab' does not need installation. Just carry it in a flash drive and use on any computer, even without administrator access. All dependencies are included. No settings on the host computer are changed. The portable app creates a sandbox folder in its current location, where it stores all its settings and temporary files. Make as many copies of the app as you need. No more conflicts with other applications. No more 'hijacking' of file types.

مدل ساز نانو لوله های کربنی Nanotube Modeler

مدل ساز نانو لوله های کربنی

جدول تناوبی عناصر به صورت جاوا برای موبایل

دومین نگارش از نرم افزار کاربردی و تخصصی جدول تناوبی عناصر که به صورت جاوا عرضه شده است و می تواند برای دانش آموزان، دانشجویان و تمامی علاقه مندان به علم شیمی مورد استفاده قرار گیرد.

EniG.ChemistryAssistant 2.4.7

این نرم افزار در واقع یک دستیار با تجربه آزمایشگاهی است که محاسبات مربوط به محلول سازی را با دقت زیاد برای شما انجام می دهد . و کاربرد آن بسیار آسان است .

نرم افزار شیمی ChemSpread 3.1

این نرم افزار یک نرم افزار ساده ولی بسیار کارآمد برای موازنه واکنشهای شیمیایی و محاسبات استوکیومتری است ، که توانایی موازنه واکنشهای یونی و اکسایش – کاهش را نیز دارد .

نرم افزار MoluCAD

بهترين نرم افزار رسم ساختار هاي مولکولي

ChemBalance Wizard

Balance chemical reactions under Windows environment. Developed by Michael L. Betz and Jason P. Hupka, from Colorado School of Mines.

Electricidad

Program to solve Electrical Engineering problems, described as "a book with a infinity of solved problems" by Alvaro Revilla García for Windows 95. In Spanish.

محاسبه گر دبی مبدل حرارتی

Heat Exchanger Rating Calculator

ChemMaths 10

این نرم افزار یکی از کاملترین نرم افزارهایی است که بسیاری از اطلاعات مورد نیاز را برای انجام محاسبات شیمی بخصوص شیمی فیزیک و مهندسی شیمی را در خود دارد.

نرم افزار Crocodile Chemistry6.05

نرم افزار Crocodile chemistry علی رغم نام ترسناکش، یکی ازجالب ترین و دوست داشتنی ترین نرم افزارهای آموزش شیمی آزمایشگاهی درسطح دبیرستان است و هرکس که برای اولین بار کار با آن را تجربه کند، بدون شک چند ساعتی را بی اختیار صرف بررسی قسمت های متنوع و جالب این آزمایشگاه مجازی خواهد کرد.

نرم افزار PLTable

نمایش خواص و مشخصات عناصر از جمله جرم اتمی , درجه اکسیداسیون , نقطه ذوب , نفطه جوش و ...
تعیین وزن مولکولی با دادن فرمول مولکول
تعین درجه اکسیداسیون
و....

نرم افزار atom visualizer

این نرم افزار یک جدول مندلیف باساختاری ساده و حجم کم است که با کلیک بر روی خانه های جدول عنصر مورد نظربه همراه الکترون های اطراف هسته به صورت سه بعدی و متحرک به نمایش در می اید .
این برنامه نیاز به نصب ندارد .

نرم افزار The Chemical Thesaurus 4.0

این نرم افزار دارای شش بخش اصلی است
Chemical Species: اطلاعات در مورد شناخته شده ترین مواد شیمیایی به ترتیب حروف الفبابه همراه ساختار و اطلاعاتی در مورد ان
Chemical Reactions : بررسی انواع واکنشهای شیمیایی واطلاعاتی در مورد ان ها
Reaction Types : واکنشها مختلف در شیمی به همراه مثال از ان واکنش ها.
As/A2 Chemistry : این بخش که در واقع یک بخش سوال و جواب است و جنبه آموزشی دارد
تمریناتی برای موازنه کردن واکنشها به شکلی جالب
تمرین در مورد پیشگویی محصولات طرف دوم واکنش
محاسبه گر وزن مولکولی

نرم افزار Chemical Reactivity 1.6

این نرم افزار به بررسی مخلوط های مواد شیمیایی می پردازد.

نرم افزار AcidBaseLab

نرم افزار برای انجام تیتراسیون های اسید ها و بازها است که بدون انجام ازمایش میتوانید نتیجه تیتراسیون را به همراه نمودار ان مشاهده کنید .

نرم افزار Chem4DDemo

شاید برای تهیه یک مطلب شیمی , گزارش یا پایان نامه و ... به نوشتن واکنش هایی نیاز داشته باشید که با نرم افزارهای موجود ممکن نباشد به کمک این نرم افزار این می توانید این کار را انجام دهید.

شبیه ساز ازمایشگاه ChemLab V2.3

این نرم افزار یک شبیه ساز ازمایشگاه می باشد که شما میتوانید به راحتی وسایل و مواد مورد نظر خود را انتخاب کنید و ازمایش مورد نظر را شبیه سازی کنیید و نتیجه ازمایش را ببینید.

نرم افزار Periodic Library 1.8

این نرم افزار کم حجم به صورت یک جدول تناوبی است که اطلاعاتی نظیر: جرم اتمي , حالت هاي اكسيداسيون , نقطه جوش , نقطه ذوب , دانسيته , آرايش الكتروني , خاصيت اسيدي و بازي , ساختار بلوري , الكترونگاتيوي و ... در مورد عناصر جدول تناوبی را در اختیار شما قرار می دهد.

نرم افزار Element Gorilla

این نرم افزار کم حجم و جالب برای تمرین و یادگیری نماد و نام های عناصر جدول تناوبی است که با طرح سوالات چند گزینه ایی و ارائه چند نوع مختلف از سوالات شما را در یادگیری هر چه بهتر نام و نماد هر عنصر کمک خواهد کرد.

نرم افزار periodictable

این نرم افزار یک جدول تناوبی زیبا و جالب است که با کلیک بر روی هر عنصر ویژگی ها و خواص ان عنصر را نمایش می دهد.

دانلود نرم افزار فرمول های شیمی

اين نرم افزار يك نرم افزار فوق العاده جالب و كارامد در زمينه شيمي است كه به كمك ان مي توان هرنوع محلول سازي را محاسبه كرد و انجام داد.

بازي با جدول تناوبي

يك نرم افزار جالب جدول تناوبي بوده كه به صورت سرگرمي به آموزش جايگاه عناصر مي پردازد.

موازنه واكنشهاي شيميايي educationsoft

به جای وقت گذاشتن برای موازنه یک معادله پیچیده و آزمایش روش های مختلف برای موازنه آن، تنها با یک کلیک معادله را موازنه کنید ومی توانید واکنش های مورد نظر خود را درون بانک اطلاعات نرم افزار جستجو کنید. یعنی واکنش گر یا محصول خاصی را انتخاب کنید و دنبال واکنش هایی بگردید که دارای آن واکنش گر یا محصول می باشند.

نرم افرار بسيار مهم وكاربردي كوييز quiz-builder

اين نرم افزار انواع آزمونها را به عمل آورده ونتيجه كار را به صورت درصد گزارش مي كند وقابليت ديدن جوابهاي درست وجوابهاي غلط آزمون دهنده را دارد

درج شکل ها و نشانه های علمی در Word با Scienc62 3.14

ین نرم افزار 25 نوار ابزار جدید به Word اضافه می کند که با استفاده از آن ها می توانید انواع و اقسام شکل ها، ابزارها، فرمول ها و علائم مورد استفاده در علوم مختلف مانند شیمی، فیزیک و ریاضی را تنها با یک کلیک متن خود اضافه کنید.

درج شکل ها و نشانه های علمی در Word با Scienc64 v6.2

این هم نسخه جدید نرم افزار قبلی با کلی امکانات اضافه که مطمئنا شما را شگفت زده خواهد کرد. همان طور که قبلا نیز اشاره شده بود، این نرم افزار تعداد زیادی نوار ابزار جدید به Word اضافه می کند که با استفاده از آن ها می توانید انواع و اقسام شکل ها، ابزارها، فرمول ها و علائم مورد استفاده در علوم مختلف مانند شیمی، فیزیک و ریاضی را تنها با یک کلیک به متن خود اضافه کنید.

فونت شیمی (Chemistry)

این فونت شامل تعدادی از علائم مورد استفاده در شیمی می باشد که به عنوان نمونه می توان فلش دوطرفه برای نوشتن واکنش های تعادلی، اوربیتال های مورد استفاده در رسم آرایش الکترونی و ... را نام برد.

تایپ آسان معادلات شیمیایی در Word با نرم افزار Fx Chem v2.104.0

نرم افزار FxChem نرم افزاری است بسیار مفید که می تواند بخش اعظمی از مشکلات شما را در تایپ معادلات شیمیایی در Word حل کند

محاسبه دمای لوله و گرمای اتلافی

Another program to aid you in insulation calculation is an Excel 97 spreadsheet called "Insulated Pipe Temperature Prediction Spreadsheet". This spreadsheet can be used to calculate the temperature inside an insulated pipe based on the linear heat loss.

On-Line Heat Exchanger Sizing

Calculate the heat load of a liquid-liquid, gas-gas, liquid-gas, evaporator, or condenser application. This program also calculates the outlet temperature or process flowrate of one side of the exchanger. After you calculate your results, this program also allows you to submit them directly to heat exchanger vendors for quotation.

VLECalc 1.2

Vapour - Liquid Equilibrium, developed by William D. Kovats. For Windows.

Chemical Predictor 1.0

Wonderful software for the chemical prediction of electrochemical reactions, developed by Ivan Kessel.

Cooling Tower

Atoms, Bonding and Structure

این نرم افزار برای رسم ۳ بعدی ترکیبات و اتم ها به کار می رود.

نرم افزار Aspen Engineering Suite

این نرم افزار قدرتمند ترین نرم افزار در شبیه سازی و طراحی در مهندسی شیمی و رشته های وابسته به آن می باشد.

آموزش HYSYS

جزوه آموزشی HYSYS که فارسی می باشد.

رسم نمودار 3 جزئی استخراج مایع

برنامه جهت ترسیم نمودار 3 جزئی آب-اتانول-d-limonene میباشد .

gNMR

اين نرم افزار يک شبيه ساز NMR است که ميتوانيد با ترسيم يک ساختار آلي طيف NMR آنرا به همراه اطلاعات مربوطه مشاهده کنيد.

نرم افزار HYSYS 3.2 به همراه کرک

این نرم افزار جزء یکی از قدرتمند ترین نرم افزارهای حال حاظر در مهندسی شیمی می باشد.

نرم افزار ارزشمند و نایاب HTFS

این یکی از نرم افزارهای گران قیمت و نایاب برای طراحی کوره های صنعتی می باشد و کلیه تجهیزاتی که با انتقال حرارت سروکار دارد.

نرم افزار Pipenet

این نرم افزار قادر به انجام محاسبات در سه حالت فازی را دارد، بیشتر جهت محاسبات هیدرولیکی، انتخاب نوع و اندازه و جنس لوله در شبکه سازی پمپ ها و اتصالات کاربر دارد.

نرم افزار Unit Convertor

این نرم افزار به راحتی و با قابلیت اکثر واحدهای اندازه گیری به یکدیگر کار شما را آسان خواهد کرد.

نرم افزار دستیار شیمی

نرم افزار دستیار شیمی در واقع ماشین حسابی بسیار کامل در زمینه شیمی میباشد.

نرم افزار جدول تناوبی بسیار کامل

نرم افزار Periodic Table که به PL Table معروف است نرم افزاری دیگر برای شبیه سازی جدول تناوبی عناصر است با این تفاوت که این نرم افزار محیطی جالب تر و از نظر محتوا به مراتب کاملتر است.

کاتالوگ محصولات کمپانی مرک آلمان

این برنامه در واقع کاتالوگ مواد شیمیایی کمپانی مرک آلمان است. اگر شما در آزمایشگاه خود از محصولات مرک استفاده میکنید نیاز به این برنامه خواهید داشت.

نرم افزار Virtual NanoLab 2008.10.0

نرم افزاری در ارتباط با بررسی خواص فیزیکی و شیمیایی ذرات نانو که شامل بخشهای زیر است. این برنامه پرتابل بوده و نیازی به نصب ندارد.

نرم افزار MHX Chemistry Helper 2

MHX Chemistry Helper 2

هیدروژن با این كه وجوه مشتركی با بعضی از گروه ها داشت نتوانست در هیچ یك از گروههای جدولی تناوبی اجازهی اقامت كسب كند. ابتدا به سراغ قلیاییها رفت و با آنها اظهار قومیّت كرد. قلیاییها چون او را مانند خود پوشیده در اوربیتال دیدند و به خصوص شنیده بودند گاه او را با عنوان كاتیون نام میبرند وی را در گروه خود پذیرفتند. حتی لیتیم اتاق فوقانی را به او اختصاص داد. امّا بعد حركاتی از هیدروژن سر زد كه باعث گفتگوها و ایجاد شك و تردیدها گردید.

لیتیم به سدیم گفت او گاه برای برقراری پیوندها با ما اظهار تمایل میكند. كِی این رسم بین ما بود؟

سدیم: شنیدهام H كاملاً عریان است و هیچ پوششی از الكترون ندارد. واقعاً بیشرمی نیست؟

لیتیم: اگر الكترون هم پیدا كند. گاز میشود, فرار میكند. او بندبشو نیست. ما عنصر گازی نداشتیم؟

سدیم: اگر H در فعالیتهای الكترولیتی مانند ما به كاتد میرود یك نیرنگ است. شنیدهایم گاه در چهرهی هیدرید H و به طور مذاب به آند میرود.

لیتیم: پیوند ما با عناصر دیگر از جمله هالوژنها یونی است. كووالانسی نیست. امّا او پیوند كووالانسی برقرار میكند.

سدیم: بلی ما در خانوادهی خود عنصری این گونه دورو نداریم. او گاه كاتیون و گاه آنیون میشود.

لیتیم: فعالیت ما در حالت فلزی زبانزد خاص و عام است. برّاق و رسانای الكتریسیته هم هستیم او چه شباهتی به ما دارد؟

سدیم: درست است او از تبار ما نیست. ما كِی آنیون شدهایم؟ باید عذرش را خواست.

هیدروژن سراغ خانوادهی هالوژنها میرود و خود را منسوب به آنها معرفی میكند و میگوید: من مانند فلوئوروكلر گازی شكل هستم. حتی با همة كوچكی و سبكی حجمی برابر آنها اشتغال میكنم (4/22 لیتر), شما بیشترین تمایل وصلت را با قلیاییها دارید. من هم بیمیل نیستم. من به صورت ملكولی مانند شما دو اتمی هستم.

آنها او را پذیرفتند, امّا زمانی بعد احساس میكنند این یك وجبی آنها را فریب داده است, چرا كه او كاهنده است و آنها اكسنده. او چه ربطی به آنها دارد. عذرش را میخواهند.

هیدروژن سراغ خانوادهی كربن میرود و اظهار همبستگی میكند و میافزاید لایهی ظرفیت من مانند لایهی ظرفیت شما نیمهپر است. ما الكترونگاتیویته مشابه داریم و به جای پیوند یونی پیوند كووالانسی برقرار میكنیم. اما الماس و سیلیسیم با آن وقار و داشتن شبكه وسیع كووالانسی از ابتدا نسبتی بین خود و آن جزء ناچیز ندیدند و بیاعتنا طردش كردند. بلی هیدروژن از آن به بعد گوشهی تنهایی برگزید و دانست كسی كه چند چهره دارد تنها میماند.

تعیین دقیق زمان مرگ
تعیین دقیق زمان مرگ در جرم شناسی بسیار اهمیت دارد.اندازه گیری غلظت پتاسیم مایع زجاجیه روشی است که بیش از سه دهه از پیشنهاد و بررسی ان میگذرد.مصونیت ماده زجاجیه از آلودگی ،خون و باکتریها پس از مرگ ،سهولت نمونه برداری و عدم نیاز به کالبدشکافی از مزایای این روش محسوب می شود.تجزیه پتاسیم زجاجیه با دو روش الکترودهای یونی ویژه که یک روش پتانسیل سنجی است و نور سنجی شعله ای که یک روش طیف سنجی است انجام می گیرد.سپس مقدار پتاسیم بدست آمده با منحنیهای استاندارد غلظت یون پتاسیم بر حسب زمان مرگ که برای دو گروه سنی کودکان وبزرگسالان مجزاست،مقایسه می شود.

- صابون
همه ما روزانه از صابون هاي جامد و مايع براي شستشو استفاده مي كنيم و كارخانه هاي زيادي مشغول ساخت صابون هايي با عطر و رنگ هاي مختلفي هستند.
اگر استئارات گليسرول را با محلول غليظ ئيدروكسيد سديم مخلوط كنيم گليسرول و استئارات سديم (صابون)
به دست مي آيد(معادله1در پايين) اين گونه واكنش ها كه منجر به وجود آمدن صابون ميشوند را صابوني شدن مي نامندپس از پايان واكنش به آن محلول غليظ ئيدروكسيد سديم ميزنند در اثر آن گليسرول از محلول جدا مي شود و صابون به سطح محلول مي آيد.كه در دماي معمولي جامد است.
در روشهاي جديد تر صابون طي واكنش ها ي(2)و(3)ميسازند.
(C17H35COO)3C-COO)3C3H5+3NaOH:3C17H35COONa+C3H5(OH)3 فرمول 1
(C17H35COO)3C-COO)3C3H5+3H2O:3C17H35COOH+C3H5(OH)3 فرمول 2
C17H35COOH+NaOH:C17H35COONa+H2O فرمول 3

- آلکنها
در بسياری از هيدروکربنها دو اتم هيدروژن کمتر از آلکان های هم کربن خود دارند.اين هيدروکربنها آلکن ها نام دارند.فرمول همگانی آلکنها CnH2 و n تعداد اتم های کربن است.ا
اتيلن:گازي بي رنگ با بويي ملايم و مطبوع است به مقدار كمي در آب حل مي شود.به عنوان هوشبر كاربرد دارد .
اتيلن هيدروكربن بسيار ارزنده اي است.به مقدار كمي در گياهان وجود دارد
در فرايند رسيدن ميوه ها دخالت دارد.افزايش غلظت آن باعث افزايش سرعت ميوه ها مي شود
از اين خاصيت در تجارت موز استفاده مي شود.اين ميوه را نارس مي چينند (زيرا ميوه نارس
كمتر از ميوه رسيده آسيب مي بيند)در محل مصرف آنها را در مجاورت استيلن قرار مي دهند
و رنگ آنها هم زرد مي شود.و در ظاهر تفاوتي با موز هاي طبيعي ندارند


- چرا وقتی در نوشابه نمک می ریزیم, با شدت بیشتری گاز آزاد می شود ؟

ابتدای ماجرا : هرچه دمای آب کمتر و فشار بیشتر باشد , ظرفیت پذیرش گاز بیشتری را خواهد داشت و به عنوان مثال CO2 بیشتری را در خود حل می کند. هنگام تولید نوشابه با استفاده از این خاصیت , در دماهای پایین و فشار بالا , نوشیدنی با تزریق گاز CO2 به حالت اشباع می رسد. بنابراین وقتی در نوشابه باز شود و نوشابه در دما و فشار معمولی قرار گیرد , محلول خاصیت فوق اشباع دارد یعنی مقدار CO2 حل شده در آن بیش از ظرفیت انحلال در آن دما و فشار است. چنین محلولی اگر شرایط مهیا باشد تمایل به آزاد کردن CO2 دارد. برای این کار گاز CO2 محلول باید به صورت حباب درآید یعنی مولکولهای CO2 حل شده باید در نقطه ای جمع شوند و با به هم پیوستن , یک حباب تشکیل دهند و به سطح نوشابه بیایند و از آن خارج شوند. اگر دقت کرده باشید تشکیل حباب در سطوح تماس خارجی نوشابه اتفاق می افتد یعنی در سطح نوشابه و دیواره های بطری یا دور نی . به زبان ساده این سطوح و به خصوص نا همواری های موجود روی آنها یا هر نوع ناهمگنی موجود در محیط نقش جایگاههای تجمع یا مکانهایی برای به هم پیوستن مولکولها و تشکیل حباب را بازی می کنند.به عبارت عامیانه یعنی مولکولها برای ایجاد حباب دنبال بهانه می گردند و این بهانه را در این سطوح پیدا می کنند. در این وضعیت ریختن نمک در نوشابه باعث خروج سریع تر گاز از محلول می شود. زیرا سطح بیشتری برای تشکیل حباب در اختیار مولکولها قرار می گیرد ( سطح جانبی بلورهای نمک ) . چیزی مانند تبلور ( = بلور شدن ) شکر پس از قرار دادن بلور یا نخ در محلول فوق اشباع آن.بنابراین چنین اتفاقی اصلا شیمیایی نیست. هیچ واکنشی هم صورت نمی گیرد و تقریبا هر ماده ای از نمک و شکر گرفته تا شن و ماسه که بتوانند نوعی ناهمگنی در محیط نوشابه ایجاد کند یا سطح آزاد در اختیار آن قرار دهد ( یا به طور خلاصه بهانه دست مولکولها بدهد ! ) میتواند این کار را بکند . این اتفاق را حتما در هنگام وارد کردن نی در نوشابه دیده اید. تنها مزیت نمک با شکر این است که به دلیل داشتن دانه های ریز سطح جانبی نسبی بیشتری در مقایسه با مواد درشت تر دارند. همین! از این به بعد می توانید در نوشابه دوستتان به جای نمک خاک بریزید !!!

- آيا ميدانستيد تمامی فلزات بجز آنتیموان و بیسموت در مواقع انجماد ، حجمشان کاهش می یابد ؟

- آيا ميدانستيد استرانسیم از بقایای موجودات دریایی به دست می آید ؟

- آيا ميدانستيد کادمیم فلزی سمی است که در ساخت باطری های خشک کاربرد دار د؟


- ساختن موشك با استفاده از هيدروژن پري اكسيد و نقره
براي اين كار هيدروژن پري اكسيد بايد غليظ شده باشد.(در حدود 90 درصد ) هيدروژن پري اكسيد كه در دارو خانه ها ميفروشند غلظلتش درحدود 3 در صد است.فرمول شيميايی هيدروژن پري اكسيد H2O2 است.وقتي با نقره واكنش برقرار ميكند نقره نقش كاتاليزور را بازي ميكند.اين واكنش اتم اضافه اكسيژن را ازاد كرده اب و گرماي زيادی توليد ميكند.گرما اب را به بخار تبديل كرده كه اين بخار ميتواند با سرعت بالا از نازل موشك خارج كند.
براي ساخت موشك ميتوانيد از بطری نوشابه هاي خانواده خالي استفاده كنيد به اين صورت كه در نوشابه را سوراخ كوچکي بكنيد(نقش نازل موشك) و مواد را در ان ريخته و در ان را ببنديد واكنش انجام شده و بخار با سرعت از سوراخ به بيرون زده و اگر بطری نوشابه را بروي زمين بخوابانيد اين موشك حركت خواهد كرد


- آيا آرد (آرد گندم) ميتواند منفجر شود؟
همه ميدانيم كه بيشتر گندم سفيد از نشاسته درست شده است . و ميدانيم كه نشاسته از كربوهيدرات ساخته شده است يعني از به هم پيوستن زنجيره ی مولكولهاي شكر . هر كسي كه تا بحال مارشمالو (نوعي شيريني خميرمانند )را اتش زده باشد ميداند كه شكر براحتي ميسوزد , پس ارد هم ميتواند.آرد و خيلي از كربوهيدراتهاي ديگر ميتواند اتش بگيرند وقتي انها در هوا بحالت گرد و غبار وجود دارد .فقط کافيه در هر متر مكعب 50 گرم يا بيشتر آرد بصورت گرد در هوا وجود داشته باشد و مشتعل شود. ذره هاي آرد انقدر كوچك هستند كه فورا ميسوزند. وقتي يك ذره بسوزد بقيه ذره هاي نزديكش را هم روشن ميكند و انوقت شعله بوجود امده تمام ابر ارد را شعله ور كرده و منفجر ميشود. تقريبا هر كربو هيدرات بصورت گرد و غبار وقتي مشتعل شود منفجر خواهد شد .در خيلي از انبارهاي آرد به همين صورت با يك جرقه يا يك منبع گرما باعت انفجار و اتش سوزي ميشود.

- آيا ميدانستيد گالیم در دمای 30 درجه مایع می شود ؟

- علت جرقه زني در سنگ چخماخ چيست؟
سنگ چخماخ با نام flint معروف مي باشد، تيره رنگ مي باشد و در شاخه کوارتزها قرار مي گيرد Flint نوع کوارتز آلفا مي باشد که تا دماي 573 درجه سانتيگراد پايداري دارد و به صورت گرهکهايي در گچ و سنگ آهک يافت مي شود .از سنگهاي حاوي سيليس SiO2 كه عموماً منشاء رسوبي دارند مي باشد. اين سنگها يك پارچه بوده كه به علت نقص ساختماني در برخورد با يكديگر جرقه زده و O-3 آزاد مي نمايد اين سنگ بانام سنگ آتشزنه معروف ميباشد .


- اطلاعات جالبی در مورد جيوه:
بيشترين معادن جيوه دنيا در اسپانيا و ايتالياست و مهمترين سنگ معدن آن سينابار يا سولفور جيوه است با گوگرد و هالوژنها تركيب مي شود اما با اسيدها به جز اسيدنيتريك بي اثر است جيوه و تركيبات آن توسط پوست و بلعيدن و تنفس جذب بدن مي شود ماكسيمم مقدار مجاز بخار جيوه در هواي محيط كار 1.0 ميلي گرم در متر مكعب و ماكسيمم مقدار جيوه مجاز موجود در ادرار 3.0 ميلي گرم در ليتر است كليه ها نقش مهمي در دفع جيوه از راه ادراري دارند ضمن اينكه بيشترين تجمع جيوه در اعضاي بدن نيز در كليه هاست .


- آيا ميدانستيد اکسید کروم در ساخت نوار کاست و فیلم ویدئو استفاده می شود ؟

- آيا ميدانستيد لیتیم در جامد کردن روغن های صنعتی کاربرد دارد ؟

- آيا ميدانستيد رادیم گرانترین فلز است ؟

قوانين حاکم بر گازهاي ايده آل

قانون بویل| قانون شارل| قانون آووگادرو | مخلوط گازی (قانون دالتون)

قوانين حاکم بر گازهاي حقيقي

معادله حالت ویریال | معادله واندروالس

نکاتي در باره گازهاي حقيقي

تراکم گازها | نقطه بحرانی | قانون حالات متناظر

نظريه جنبشي مولکولي گازها

اصول نظریه جنبش مولکولی گاز ها | نتایج نظریه جنبش مولکولی گاز ها | محاسبه توزیع سرعت | محاسبه توزیع انرژی | فرکانس برخورد

برچسب: نویسنده: علیرضا فرزادنیا تاريخ: سه شنبه 15 ارديبهشت 1388 ساعت: 4:13

»گازها

---

قوانين حاکم بر گازهاي ايده آل

قانون بویل| قانون شارل| قانون آووگادرو | مخلوط گازی (قانون دالتون)

قوانين حاکم بر گازهاي حقيقي

معادله حالت ویریال | معادله واندروالس

نکاتي در باره گازهاي حقيقي

تراکم گازها | نقطه بحرانی | قانون حالات متناظر

نظريه جنبشي مولکولي گازها

اصول نظریه جنبش مولکولی گاز ها | نتایج نظریه جنبش مولکولی گاز ها | محاسبه توزیع سرعت | محاسبه توزیع انرژی | فرکانس برخورد

»تبادلات فازي در سيستمهاي يک و چند جزئي

---

قاعده فاز

دياگرام فازي سيستمهاي يک جزئي

دياگرام فازي سيستمهاي دو جزئي

دياگرام فازي سيستمهاي سه جزئي

محلولهاي ايدهال و غير ايده ال

خواص کوليگاتيو

»سنتيک

---

سرعت واکنش

درجه واکنش

تعيين درجه واکنش بصورت تجربي

سنتيک واکنشهاي تعادلي

معادله سرعت واکنشهاي چندمرحله اي

معادله سرعت واکنشهاي موازي

واکنشهاي سريع

روش تقريب حالت پايا

وابستگي ثابت سرعت به دما

»ترموديناميک آماري

---

توزيعهاي دو و چند جمله اي

تابع تقسيم انتقالي

تابع تقسيم چرخشي

تابع تقسيم ارتعاشي

»ترموديناميک

---

قانون صفرم ترموديناميک

قانون اول ترموديناميک

قانون دوم ترموديناميک

قانون سوم ترموديناميک

»الکترو شيمي تعادلي

---

رسانايي الکتريکي در محلولها

اعداد انتقال

رسانايي يوني

محلول هاي الکتروليت

نظريه دباي-هوکل

ترموديناميک سلهاي گالواني

»شيمي سطح

---

جذب سطحي

منحني همدماي جذب سطحي لانگميور

»طيف سنجي مولکولي

---

تابش الکترو مغناطيس

طيف سنجي مادون قرمز(IR)

طيف سنجي رامان

طيف سنجي ريز موج(MW)

طيف سنجي ماورابنفش-مرئي(UV-VIS)

کاتالیزور ماده ای است که سرعت یک واکنش شیمیایی را افزایش می دهد بدون آنکه خود در جریان واکنش مصرف شود.

کاتالیزور از دو صفت کاتا و لیزور تشکیل شده است. در زبان یونانی "کاتا" به معنای پائین ، افتادن ، یا پائین افتادن است و "لیزور" به معنی قطعه قطعه کردن میباشد. در برخی زبانها کاتالیزور را به معنی گردهم آوردن اجسام دور از هم معرفی کرده اند.

تاریخچه
اولین گزارش استفاده از کاتالیزور ، مربوط به کریشف میباشد که با استفاده از یک اسید به عنوان کاتالیزور توانست نشاسته را به قند ، هیدرولیزکند. بعدها دیوی توانست واکنش اکسیداسیون هیدروژن را با اکسیژن در حضور کاتالیزورپلاتین انجام دهد که این واکنش یک واکنش گرما گیر است و در نتیجه هنگام انجام واکنش جرقه تولید میشد.

اولین کار در توضیح اینکه چرا یک واکنش کاتالیزوری انجام میگیرد و کاتالیزور چه نقشی دارد، توسط "فارادی" انجام شد. بیشترین بهرهبرداری از کاتالیزور در جنگ جهانی بود.

انقلاب تکنولوژی اصلی در زمینه کاتالیزور مربوط به نیمه دوم قرن 20 یعنی بین سالهای1980 ـ 1950 میباشد.دهه 1960 ـ 1950 دهه ای است که با تولید کاتالیزورهای زیگر _ ناتا ترکیبات بسیار مهم و استراتژیک ساخته شد.

---

کاتالیزور ماده ای است که سرعت یک واکنش شیمیایی را افزایش می دهد بدون آنکه خود در جریان واکنش مصرف شود.

کاتالیزور از دو صفت کاتا و لیزور تشکیل شده است. در زبان یونانی "کاتا" به معنای پائین ، افتادن ، یا پائین افتادن است و "لیزور" به معنی قطعه قطعه کردن میباشد. در برخی زبانها کاتالیزور را به معنی گردهم آوردن اجسام دور از هم معرفی کرده اند.

تاریخچه
اولین گزارش استفاده از کاتالیزور ، مربوط به کریشف میباشد که با استفاده از یک اسید به عنوان کاتالیزور توانست نشاسته را به قند ، هیدرولیزکند. بعدها دیوی توانست واکنش اکسیداسیون هیدروژن را با اکسیژن در حضور کاتالیزورپلاتین انجام دهد که این واکنش یک واکنش گرما گیر است و در نتیجه هنگام انجام واکنش جرقه تولید میشد.

اولین کار در توضیح اینکه چرا یک واکنش کاتالیزوری انجام میگیرد و کاتالیزور چه نقشی دارد، توسط "فارادی" انجام شد. بیشترین بهرهبرداری از کاتالیزور در جنگ جهانی بود.

انقلاب تکنولوژی اصلی در زمینه کاتالیزور مربوط به نیمه دوم قرن 20 یعنی بین سالهای1980 ـ 1950 میباشد.دهه 1960 ـ 1950 دهه ای است که با تولید کاتالیزورهای زیگر _ ناتا ترکیبات بسیار مهم و استراتژیک ساخته شد.

انواع کاتالیزور
کاتالیزور به دو نوع کاتالیزور مرغوب و نامرغوب تقسیم میشود:

کاتالیزور مرغوب: کاتالیزور مرغوب به کاتالیزوری گفته میشود که فقط اجازه تشکیل یک نوع محصول را بدهد.

کاتالیزور نامرغوب: اگر در حضور کاتالیزور محصولات متفاوتی امکان تشکیل داشته باشند کاتالیزور نامرغوب تلقی میشود.
چگونگی عمل کاتالیزور
تجربه نشان داده است که واکنش با کاتالیزور در دمای کمتری صورت میگیرد و همچنین کاتالیزور ، انرژی اکتیواسیون را پائین میآورد یا کاهش میدهد یا باعث میشود مولکولهای درشت به مولکولهای کوچکتر ، قطعهقطعه یا شکسته شوند.

کاتالیزور واکنش را میتوان بدون تغییر در پایان واکنش بدست آورد. مثلا سرعت تجزیه KClO3 را با مقدار کمی MNO2 میتوان فوقالعاده زیاد کرد. در معادلهای که برای این تغییر نوشته میشود ، کاتالیزور را بالای پیکان میگذارند ، زیرا کاربرد آن در استوکیومتری کل واکنش اثری ندارد:

KClO3--------->2KCl+3O2

مکانیسم واکنش کاتالیزوردار
کاتالیزور نمیتواند موجب وقوع واکنشهایی شود که از نظر ترمودینامیک امکان وقوع ندارند. بعلاوه صرفا حضور کاتالیزور نیست که (احتمالا بعنوان یک بخش فعالکننده) موجب اثر بر سرعت واکنش میشود. در یک واکنش کاتالیزوردار ، کاتالیزور در یک مرحله عملا مصرف میشود و در مرحله بعدی بار دیگر تولید میگردد و این عمل بارها تکرار میگردد، بدون آنکه کاتالیزور دچار تغییر دائمی شود.

بنابراین کار کاتالیزور آن است که راه تازه ای برای پیشرفت واکنش میگشاید. بدین ترتیب مکانیسم کاتالیزوردار با یک واکنش بیکاتالیزور تفاوت دارد. انرژی فعال سازی راهی که واکنش به کمک کاتالیزور طی میکند، کمتر از انرژی فعالسازی راهی است که همان واکنش بدون کاتالیزور میپیماید (شکل 1).

این واقعیتی است که علت سریعتر شدن واکنش را توجیه میکند. وقتی کاتالیزور بکار برده میشود، مولکولهای نسبتا بیشتری انرژی لازم برای یک برخورد موفق پیدا میکنند (شکل 2). بدین ترتیب عده کل برخوردهای موثر در واحد زمان، که موجب انجام واکنش میشوند، افزایش مییابد.

در شکل 1 به دو نکته دیگر نیز پی میبریم. نخست آنکه تغییرات انرژی برای واکنش کاتالیزوردار و واکنش بیکاتالیزور یکسان است. دیگر آنکه انرژی فعال سازی واکنش معکوس نیز به هنگام استفاده از کاتالیزور کاهش مییابد و مقدار کاهش آن درست برابر کم شدن انرژی فعال سازی واکنش کاتالیزوردار اصلی است. این بدان معنی است که کاتالیزور بر یک واکنشی و واکنش معکوس آن اثر یکسان دارد. اگر یک کاتالیزور سرعت یک واکنش را دو برابر کند، همان کاتالیزور سرعت واکنش معکوس آن را نیز دو برابر خواهد کرد.

کاتالیزورهای طبیعی (آنزیم)
بسیاری از فرایندهای صنعتی به اعمالی بستگی دارند که با کاتالیزور صورت میگیرند. ولی کاتالیزورهایی که برای انسان مورد اهمیت بیشتری دارند، کاتالیزورهای طبیعی یعنی آنزیمها هستند. این مواد فوق العاده پیچیده ، فرایندهای حیاتی مانند گوارش و سنتز سلولی را کاتالیز میکنند.

عده زیادی از واکنشهای شیمیایی پیچیده که در بدن صورت میگیرد و برای حیات ما ضرورت دارد، به علت اثر آنزیمها در دمای پائین بدن امکان وقوع پیدا میکنند. هزاران آنزیم وجود دارند که هر یک وظیفه خاصی را انجام میدهند. تحقیق درباره ساختمان و عمل آنزیمها ، نویدهای فراوانی درباره پیشرفت شناخت عامل بیماری و مکانیسم رشد میدهد.

کاتالیزور همگن و ناهمگن
در کاتالیزور همگنماده ای که بعنوان کاتالیزور کار میکند، با مواد واکنشدهنده در یک فازند، ولی در یک کاتالیزور ناهمگن یا کاتالیزور سطحی ، مواد واکنشدهنده و کاتالیزور در دو فاز مجزا کنار هم هستند و واکنش در سطح کاتالیزور صورت میگیرد.

کاتالیزور همگن
نمونه ای از کاتالیزور همگن در فاز گازی ، اثر کلر در تجزیه دینیترون اکسید است. گاز دینیترون اکسید ، در دمای اتاق ، گاز نسبتا بیاثری است، اما در دماهای نزدیک به صد درجه طبق معادله زیر تجزیه می شود.

(2N2O(g)--------->2N2(g)+O2(g

مطالعات سینتیک نشان میدهد که واکنش مذکور بر اثر برخورد بین دو ملکول کلر کاتالیز میشود.

کاتالیزور همگن در محلول نیز ممکن است صورت گیرد. بسیاری از واکنشها بوسیله اسیدها و بازها کاتالیز میشوند. تجزیه هیدروژن پراکسید در حضور پون یدید کاتالیز میشود.

کاتالیزور ناهمگن
کاتالیزور ناهمگن عمدتا از طریق جذب سطحی شیمیایی مواد واکنش دهنده بر سطح کاتالیزور صورت میگیرد. جذب سطحی فرآیندی است که در جریان آن مولکولها به سطح جسمی جامد میچسبند. مثلا در ماسکهای گازی ، زغال به عنوان یک ماده جاذب برای گازهای زیان آور بکار میرود.

در جذب سطحی فیزیکی معمولی ، مولکولها ، بوسیله نیروهای و اندروالسی به سطح ماده جاذب ، گیر میکنند. بنابراین مولکولهایی از گاز که جذب سطحی شدهاند، تا همان حد تحت تاثیر قرار گرفتهاند که گویی مایع شده باشند.

در جذب سطحی شیمیایی ، مولکولهای جذب شده ، با پیوندهایی که قابل مقایسه با پیوندهای شیمیایی است، به سطح ماده کاتالیزور نگه داشته میشوند. در فرایند تشکیل پیوند با ماده جاذب ، مولکولهایی که بطور شیمیایی جذب شدهاند، دچار تغییر آرایش الکترونی درونی میشوند. پیوندهای درون بعضی از مولکولهای کشیده و ضعیف و حتی پیوند بعضی از آنها شکسته میشوند.

مثلا هیدروژن بصورت اتمی بر سطح پلاتین جذب میشود. بنابراین تعدادی از ملکولها که بطور شیمیایی جذب سطحی شدهاند، به صورت کمپلکس فعال شده یک واکنشی که در سطح کاتالیزور شده، عمل میکند.

مکانیسم جذب سطحی شیمیایی:
تاکنون مکانیسم دقیق جذب سطحی شیمیایی و کاتالیز سطح کاملا فهمیده نشده است، فقط فرضهایی قابل قبول برای مکانیسم چند واکنش خاصی مطرح شده است:

نظری دال بر اینکه نقصها یا بینظمیهای شبکه در سطح کاتالیزور ، جای فعالی برای عمل کاتالیزور است، اولین فرضیه برای توضیح عمل تقویت کنندههای کاتالیزورهای مناسب است. تقویت کننده ها موادی هستند که فعالیت کاتالیزور ها را زیاد میکنند. مثلا در سنتز آمونیاک

(N2(g)+3H2(g)----------->2NH3(g

اگر کاتالیزورآهن با مقدار کمی پتاسیم یا وانادیم آمیخته شده باشد، بیشتر موثر واقع میشود.

سموم کاتالیزور
سموم کاتالیزور موادی هستند که کاتالیزورها را از فعالیت باز میدارند. مثلا مقدار کمی آرسنیک توانایی پلاتین را که کاتالیزور تبدیل سولفور دیاکسید ،به سولفور تریاکسید است، از بین میبرد.

(2SO2(g)----------->2SO2(g

احتمالا در این عمل بر سطح پلاتین ، پلاتینم ارسیند تشکیل میشود و فعالیت کاتالیزوری از میان میرود. جذب اتیلن ، کاتالیزور را موقتا مسموم میکند، درحالیکه جذب پلاتین ، کاتالیزور را بطور دائم مسموم میکند.

اختصاصی بودن فعالیت کاتالیزور
فعالیت کاتالیزورها عمدتا بسیار اختصاصی است. در پارهای موارد ، کاتالیزور معین موجب سنتز نوعی محصولات خاص از بعضی مواد میشود، حال آنکه کاتالیزور دیگر موجب سنتز محصولات کاملا متفاوت دیگری از همان مواد میشود. البته در این موارد امکان وقوع هر دو واکنش از لحاظ ترمودینامیکی میسر است. مثلاکربن مونوکسید و هیدروژن بر هم اثر میکنند و بسته به شرایط واکنش و نوع کاتالیزور مصرف شده ، محصولات بسیار متنوعی ایجاد میکنند.

اگر کبالت یا نیکل بعنوان کاتالیزور بکاربرده شود، مخلوطی از هیدروکربنها بوجود میآورد. در این جا نیکل بعنوان یک کاتالیزور نامرغوب عمل میکند.

CO(g)+3H2(g)------------>CH4(g)+H2O

و اگر مخلوطی از روی و اکسید کرم بعنوان کاتالیزور مصرف شود، از واکنش متانول تولید میشود.

(CO(g)+2H2(g)------------>CH3OH(g

برای این واکنش ، نیکل یک کاتالیزور مرغوب است.کاتالیزور مرغوب کاتالیزوری است که انتخابی عمل کند.

غیر فعال شدن کاتالیزور
معمولا تمام کاتالیزورها دارای یک عمر معین هستند که پس از سپری شدن آن فعالیت موثر آنها کاهش مییابد که ممکن است بطور ناگهانی یا تدریجی باشد (افت فعالیت). در چنین مواقعی معمولا بسته به نوع و مکانیسم غیر فعال شدن ، باید کاتالیروز را بازیابی یا جایگزین کرد. در این مواقع باید تصمیم بگیریم که آن را تعویض یا احیا کنیم. تصمیم بر اساس مکانیسم های غیر فعال شدن است و مهمترین و متداولترین مکانیسم غیر فعال شدن عبارت است از:

در کاتالیزورهای نفتی ، تجزیه هیدروکربنها در دمای بالا موجب تشکیل لایه ضخیمی از کربن غیر فعال روی سطوح کاتالیزور میگردد که همین دوره باعث میشود که روی سایت کاتالیزور پوشیده و از کار میافتد.

پدیده دوم مربوط به مسموم شدن کاتالیزور میباشد. این پدیده زمانی اتفاق میافتد که ماده جذب شونده باعث تعییر آرایش کاتالیزور میشود. آرایش بلوری در فعالیت کاتالیزور نقش اساسی دارد. تغییر آرایش بلوری باعث غیر فعال شدن آن میشود. عواملی مانند سولفور این پدیده را ایجاد میکند.

عامل سوم مربوط به وجود ناخالصیهای فلزی در سطح کاتالیزور میباشد. این ناخالصیها در مناطق فعال ، جذب و فعالیت کاتالیزور را کاهش میدهند.

اورگانومتالیکهای فلزی معمولا به مقدار بسیار به عنوان کاتالیستها مورد استفاده قرار میگیرند. از تجزیه ناخواسته این کاتالیستها در دمای بالا اورگانومتالیکهای تیتانیم و وانادیم ایجاد شده، ضمن بلوکه کردن کانالهای کاتالیکی باعث کاهش فعالیت کاتالیزوری میشوند.

معمولا ساختمان کاتالیزورها یک ساختمان متخلخل و پرزدار است. حفره های میکرونی در روی کاتالیزور وجود دارد که شوکهای حرارتی باعث مسدود شدن این میکرو پرزها میگردد. بنابراین شوکهای حراراتی ممکن است فعالیت کاتالیزورها را کاهش دهد.
بازیابی کاتالیزور
کاتالیزور را میتوان با عبور هوای گرم احیا کرد.

در مکانیسم های دیگر از وجود ناخالصیها که باعث مسموم شدن کاتالیزور می شود جلوگیری کرد.
طبقه بندی سیستم های کاتالیکی
عملکرد کاتالیزورها در دو فار هموژن و هتروژن انجام میگردد. فاز هموژن حالتی است که مواد واکنشدهنده و کاتالیزور در یک فاز قرار میگیرند. حال آنکه اگر عملکرد کاتالیزور و مواد واکنشدهنده در دو فاز مختلف باشد و مرز فیزیکی بین کاتالیزور و مواد واکنشدهنده وجود داشته باشد، چنین فازی را هتروژن میگویند.

کاتالیزورهای جامد
جامد فلزی:

مناسب واکنشهایی هستند که مواد واکنشی از هیدروژن و یا هیدرو کربن تشکیل شدهاند. عمده کاتالیزورهای این دسته از عناصر واسطه تشکیل میگردد. مثل نقره ، پلاتین ، آهن و نیکل و پالادیم.

معمولا ویژگی این فلزات و کاتالیزورها به گونه ای است که هم هیدروژن و هم هیدروکربن به راحتی در سطح این کاتالیزورها جذب میگردند. این کاتالیزورها برای واکنشهای هیدروژن و هیدروژنگیری مناسب است و برای واکنشهای اکسیداسیون مناسب نیست، چون احتمال اکسید شدن خود فلزات هم وجود دارد.

کاتالیزورهای اکسید فلزی:

اکسید روی ، اکسید نیکل ، اکسید منگنز ، اکسید کروم ، اکسید بیسموت ، اکسید مولیبدن. ویژگی این کاتالیزورها در این است که میتوانند در واکنش ، اکسیژن مبادله کنند (یعنی میتوانند اکسیژن را دوباره به حالت اول برگردانند).

کاتالیزروهای اکسید فلزی _ عایق:

اکسید منیزیم ، اکسید آلومینیم ، سیلیس. این کاتالیزورها بعنوان جاذبه الرطوبه مورد استفاده قرار میگیرند.

کاتالیزورهای زیگلر _ ناتا:

در پلیمریزاسیون استفاده میشود. نسل جدیدی از کاتالیزورهای زیگلر _ ناتا در متالوسیون استفاده میشود.

عوامل موثر در فعالیت کاتالیزور
سطح کاتالیزور
قدرت و استحکام پیوند جذبی
راههای افزایش سطح کاتالیزور
پودر کردن یعنی افزایش سطح کاتالیزور بطریق فیزیکی

ایجاد خلل و فرج و کانالهای بسیار ظریف میکروسکوپی در بدنه کاتالیزور

نشاندن کاتالیزور روی بستری از آلومینا و زئولیت

متخلخل کردن کاتالیزور

کاربرد کاتالیزور
کاتالیزور در سه بخش به کار می رود:

صنعت اتومبیل:

در این بخش کاتالیزورها بصورت مستقیم و غیرمستقیم استفاده میشوند. در اگزوز اتومبیلها بستری از فلزات جامد مثل پلاتین روی پایه آلومینات قرار گرفته و هیدروکربنهای مضر مثل منوکسید کربن و غیره را جذب میکند.

صنعت نفت و پالایش مواد نفتی:

عمده ترین مصرف کاتالیزورها در صنعت نفت در دو پروسه کراکینگ (شکستن مولکولهای درشت به کوچک) و رفرمینگ (دوباره باز آرائی و ترکیب مولکولهایی برای تولید) میباشد.

در صنعت نفت بیشتر کاتالیزورهای زیگلر _ ناتا، کاتالیزورهای فلزی و اورگانومتالیک مثل رودیوم استفاده میشود.

تولید مواد شیمیایی

شیمی سطح
پدیدههای سطحی و شیمی سطح در بخشهای مختلف صنعتی و غیر صنعتی از اهمیت فراوانی برخوردار است. برای مثال ، واکنشهای کاتالیزوری روی سطح ، موضوعاتی چون روانکنندهها ، خوردگی ، چسبها ، پاککنندهها ، عملیات استخراج ، شیمی مواد حیاتی و واکنشهای سلولهای الکتروشیمیایی ، همه متاثر از پدیدههای سطحی هستند.

سطوح مشترک فارسی را میتوان به انواع زیر تقسیمبندی کرد:

جامد- جامد ، جامد- مایع ، جامد- گاز ، مایع- مایع و مایع- گاز.

سطح مشترک مایع- گاز و مایع- مایع
در تشریح و توصیف پدیدههای سطحی همانند تئوری محلولها ، مسئله اصلی ، بررسی و محاسبه خواص سیستم براساس ساختمان الکترونی و اندرکنشهای بین مولکولی است. این محاسبات در منطقه مربوط به سطح مشترک دو فاز از پیچیدگی بیشتری نسبت به مناطق همگن برخوردار است، چرا که نیروهای وارد شده به مولکولهای سطحی ، نیروهای غیرموازنه و غیر یکنواخت میباشند.

---

شیمی سطح
پدیدههای سطحی و شیمی سطح در بخشهای مختلف صنعتی و غیر صنعتی از اهمیت فراوانی برخوردار است. برای مثال ، واکنشهای کاتالیزوری روی سطح ، موضوعاتی چون روانکنندهها ، خوردگی ، چسبها ، پاککنندهها ، عملیات استخراج ، شیمی مواد حیاتی و واکنشهای سلولهای الکتروشیمیایی ، همه متاثر از پدیدههای سطحی هستند.

سطوح مشترک فارسی را میتوان به انواع زیر تقسیمبندی کرد:

جامد- جامد ، جامد- مایع ، جامد- گاز ، مایع- مایع و مایع- گاز.

سطح مشترک مایع- گاز و مایع- مایع
در تشریح و توصیف پدیدههای سطحی همانند تئوری محلولها ، مسئله اصلی ، بررسی و محاسبه خواص سیستم براساس ساختمان الکترونی و اندرکنشهای بین مولکولی است. این محاسبات در منطقه مربوط به سطح مشترک دو فاز از پیچیدگی بیشتری نسبت به مناطق همگن برخوردار است، چرا که نیروهای وارد شده به مولکولهای سطحی ، نیروهای غیرموازنه و غیر یکنواخت میباشند.

کشش سطحی
پدیدههای سطحی و کشش سطحی بر پایه نیروهای کوتاه برد بین مولکولی توضیح داده میشوند. نیروهای کوتاه برد بین مولکولی که بخوبی شناخته شده میباشند، همان نیروهایی هستند که باعث بوجود آمدن حالت مایع یک ماده از حالت گاز میباشند. مولکولهایی که در توده مایع وجود دارند، بهطور متوسط تحت تاثیر نیروهای کششی یکسانی در تمام جهات قرار دارند. اما مولکولهایی که در سطح مشترک مایع- گاز وجود دارند، طبیعتا تحت تاثیر نیروهای کششی نامتوازی قرار گرفتهاند که نتیجه خاص این نیروها ، کشش مولکول به سمت داخل توده مایع است.

بنابراین بسیاری از مولکولها که در سطح مایع وجود دارند، تمایل دارند که سطح را ترک کرده ، به داخل کشیده شوند. به این دلیل ، مایعات تمایل دارند شکلهایی به خود بگیرند که مساحت سطح آنها مینیمم باشد، چرا که در این صورت ، بیشترین تعداد مولکولها در درون توده مایع و کمترین تعداد بر روی سطح قرار میگیرند و به همین جهت ، قطرات کوچک به شکل کروی میباشند.

شکل هندسی کره به گونه ای است که مقدار نسبت سطح به حجم آن نسبت به اشکال هندسی دیگر حداقل است. البته این امکان وجود دارد که نیروهای دیگر با این شکل ایدهآل مقابله کنند. مثلا نیروی ثقل موجب میشود کره ها در گودالها بهصورت سطح درآیند. به هر حال ، رسیدن به شکل هندسی خاص به دلیل تملایل مایعات برای دستیابی به کمترین مساحت سطح است.

قابلیت مواد فعال سطحی برای حل کردن مواد دیگر
محلولهای مواد فعال سطحی در بالاتر از c.m.c میتوانند مواد آلی غیر محلول دیگر را با جا دادن آنها در داخل مسیلها حل کنند. برای مثال ، رنگ نارنجی زایلنون که فقط به مقدار ناچیزی در آب حل میشود، در حضور سدیم دودسیل سولفات و در بالاتر از نقطه بحرانی مسیلی شدن آن ، ایجاد قرمز پررنگ میکند. بهطور کلی قرار گرفتن حل شده در موقعیتهای مختلف مسیل (از سطح مسیل گرفته تا هسته داخلی آن) بستگی به این دارد که اندرکنشهای الکتروستاتیکی و یا هیدروفوبیک در مسیل تشکیل شده، به چه صورتی موازنه شده باشند.

این قابلیت حل کردن مواد ، از اهمیت کاربردی در فرمولی کردن داروها و محصولات دیگری که شامل اجزاء غیرمحلول در آب هستند، برخوردار میباشد. همچنین در خاصیت پاک کنندگی ، پلیمریزاسیون امولسیونی و کاتالیزورهای مسیلی در واکنشهای آلی کاربرد دارد.

سطح مشترک جامد- گاز
وقتی که یک گاز یا بخار با یک سطح جامد تمیز برخورد میکنند، بعضی از مولکولهای آنها به سطح میچسبند تا ایجاد یک لایه جذب شده نمایند. در این صورت ، معمولا به جامد ، ماده جاذب ، به گاز یا بخاری که به سطح میچسبند، جذب شونده و به گازی که باقیمانده است، جذب نشده گویند.

ممکن است جذب یک گاز در توده جامد یا بدنه جامد اتفاق افتد (جذب توده) و چون به صورت تجربی نمیتوان مرزی بین جذب توده و جذب سطحی تعیین کرد، معمولا از عبارت سورپشن sorption برای توصیف کلی پدیده جذبی گاز بوسیله جامد استفاده میشود. هر جامدی قادراست مقدار مشخصی از گاز را جذب کند.

پیشرفت در حالت تعادل به دما ، فشار گاز و مساحت سطح موثر جامد بستگی دارد. بنابراین ، بهترین جاذبها آنهایی هستند که دارای خلل و فرج بالایی باشند، مانند ذغال فعال و سیلیکاژل 1000 که دارای مساحت سطحی بالایی بوده و به یک cm2/g نیز میرسد. در دمای داده شده ، ارتباط بین مقدار گاز جذب شده در حالت تعادل و فشار گاز را ایزوترم جذب گویند.

پدیده جذب در واقع ، نیروهای جاذبه غیر تعادلی را که در یک سطح وجود دارند، کاهش میدهد و به عبارت دیگر ، انرژی آزاد سطحی کاهش مییابد. برای سادگی ، ابتدا سطحی را در نظر بگیرید که از شکستن یک کریستال جامد کووالانسی مانند الماس و یا هر فلزی تشکیل شده باشد. در این فرآیند ، پیوندهای کووالانسی بین اتمها شکسته شده ، هر اتم سطحی ، دارای والانسهای آزاد میباشد. تعداد و نوع این والانسها به پیوند بین اتمهایی که در بدنه جامد وجود دارند و به زاویه شکسته شدن کریستال بستگی دارد.

یک اتم ، در این سطح جدید مشخصا در یک موقعیت غیر معمول است که در آن ، همسایههای اتم بهطور غیر کامل میباشند، یعنی عدد کئوردیناسیون آن ، کوچکتر از اتمهایی است که در بدنه آن جامد وجود دارند.

سطح مشترک جامد- مایع
زاویه تماس و فرآیند تَرکُنندگی
میزان جابجایی یک سیال نسبت به سطح توسط سیال دیگر را فرآیند تَرُکنندگی گویند. بنابراین فرایند ترکنندکی دارای سه فاز میباشد که حداقل دوتای از آنها باید سیال باشند. برای مثال ، حالات خاصی که معمولا اتفاق میافتد، یک گاز (هوا) بوسیله یک مایع در سطح یک جامد جایگزین میشود. یک عامل ترکننده (عامل فعال کننده سطح) ماده ای است که این اثر را سرعت میبخشد. بهطور کلی سه نوع ترکنندگی را میتوان معرفی کرد:

ترکنندگی گسترشی
ترکنندگی چسبنده
ترکنندگی غوطهوری

کاتالیزورهای ناهمگن
در مطالعه یک واکنش شیمیایی ، دو موضوع از اهمیت برخوردار است؛ نخست اینکه آیا واکنش انجام میشود و اگر چنین است، تا چه حد پیشرفت خواهد کرد؟ معمولا تمام واکنشها قبل از اینکه کامل شوند، متوقف میشوند. سوال این است که سیستم در چه موقعیت تعادلی متوقف میشود. پاسخ به این سوالات و نظایر آن در حوضه ترمودینامیک شیمیایی است. دومین سوال این است که موقعیت تعادلی به چه سرعتی قابل حصول است و واکنش به چه سرعتی پیش میرود؟ پاسخ به این سوالات و سوالهای مربوطه در حیطه کاری سینتیک شیمیایی است.

هرگاه صحبت از کاتالیزور باشد، در حقیقت میتوان سیستمهای کاتالیزوری را به دو دسته مجزا تقسیم کرد:

وقتی کاتالیزور با واکنشدهندهها در یک فاز باشند و هیچ مرز فازی بین آنها وجود نداشته باشد، واکنش کاتالیزوری را همگن یا یکنواخت نامند. این نوع کاتالیزورها ، در حالات زیر اتفاق میافتد:
در فاز گازی به عنوان مثال وقتی اکسید نیتروژن ، اکسیداسیون دیاکسید گوگرد را کاتالیز میکند.
در فاز مایع وقتی که اسیدها و بازها موتاراتاسیون گلوکز را کاتالیز میکنند.
وقتی یک مرز فازی ، کاتالیزور را از واکنشدهندهها جدا میکند، از کاتالیزورشدن هتروژن یا ناهمگن صحبت به میان میآید.

---

از مهمترين راههاي ازدياد برداشت از مخازن نفت، استفاده از روشهاي حرارتي است. در اين روشها با استفاده از انرژي حرارتي، برخي از خصوصيات سنگ و سيال را تغيير ميدهند و خروج نفت از مخزن را تسهيل ميكنند.

انواع روشهاي حرارتي ازدياد برداشت

به طور كلي، روشهاي حرارتي ازدياد برداشت را ميتوان به دو دسته تقسيم كرد.

1- ايجاد حرارت در مخزن با سوزاندن بخشي از نفت: اين عمل با تزريق گاز داراي اكسيژن، حفر چاههاي تزريقي معين و ايجاد يك جبهه آتش پيشرونده صورت ميگيرد. البته براي ايجاد اين حرارت روشهاي متفاوتي پيشنهاد شده است؛ ولي تنها در روشهايي كه از گاز اكسيژندار استفاده ميشود، جبهة آتش در يك جهت حركت ميكند و ميتوان به نتيجة مطلوب رسيد.

2- توليد حرارت در خارج مخزن و تزريق سيال گرم به عنوان عامل جابهجا كننده: اين روش شامل تزريق بخار و آب به صورت مرحلهاي و متناوب (تزريق چرخشي يا متناوب) و يا تزريق بخار بهطور ممتد ميباشد.

مكانيزمهاي توليد نفت در بازيافت حرارتي از مخزن

افزايش درجه حرارت، بر روي خواص فيزيكي سيالات و همچنين تاثيرات متقابل سنگ و سيال، اثرميگذارد. مكانيزمهاي اصلي ناشي از اين تأثيرات كه به توليد نفت منجر ميشوند، عبارتند از:

1- كاهش ويسكوزيته خصوصاً در مورد نفتهاي سنگين

2- ميزان ترشوندگي سنگ تغيير پيدا ميكند؛ تمايل به ترشوندگي توسط آب در درجه حرارت بالا افزايش مييابد.

3- كشش سطحي بين نفت و آب با افزايش درجه حرارت كاهش پيدا ميكند.

4- انبساط حرارتي باعث ميشود كه سيال موجود در خلل و فرج سنگ به بيرون تراوش پيدا كند؛ در اين حالت، چون انبساط حرارتي نفت خصوصاً نفتهاي سبك كمتر از آب است، در ابتدا نفت خارج ميشود.

5- نفتهاي سبك تبخير ميشوند.

روش تزريق بخار آب

اين روش در چاههايي به كار برده ميشود كه داراي نفت سنگين با ويسكوزيته بالا هستند. از اين روش كه در اواخر دهه پنجاه ميلادي كاربرد زيادي داشته است، بيشتر در كاليفرنيا و ونزوئلا استفاده ميشود؛ زيرا در اين مناطق نفت سنگين بيشتري نسبت به ساير نقاط دنيا زيادي وجود دارد.

عاملي كه در روش تزريق بخار بايد كنترل شود، سرعت تزريق است؛ سرعت تزريق بايد به صورتي باشد كه فرصت كافي براي تبادل حرارتي بخار و نفت وجود داشته باشد تا شيب دمائي درون نفت ايجاد گردد. علاوه بر آن، بايد به فاصله بين مخزن و تاسيسات توليد بخار براي محاسبه درجه سيال تزريقي به مخزن و ميزان خوردگي در مسير بخار تزريقي توجه داشت.

روشهاي تزريق بخار

تزريق بخار عمدتاً به دو صورت انجام ميشود:.

روش چرخشي: در اين روش، ابتدا مقداري بخار و سپس، آب بههمراه پليمر به مخزن تزريق ميشود. مجدداً بخار آب تزريق ميشود و بههمين ترتيب فرايند ادامه پيدا ميكند. از اين روش در سال 1959 در ونزوئلا استفاده ميشد و در سال 1968 با استفاده اين روش در كاليفرنيا حدود 130000بشكه نفت برداشت گرديد.

روش تزريق بخار: در اين روش، بخار آب به طور ممتد به مخزن تزريق ميگردد و هم نيروي حرارتي و هم نيروي رانش به وسيله بخار آب ايجاد ميگردد. تاكنون در آمريكا نزديك به 50درصد نفت مخازن به اين روش استخراج گرديده است.

شرايط لازم براي تزريق بخار آب:

در يك بررسي آماري كه در مورد مخازن نفتي در سرتاسر جهان انجام شده، شرايط لازم براي استفاده از روش حرارتي به صورت ذيل گزارش شده است. البته وجود اين شرايط به معني كفايت اين شروط نيست و ازدياد برداشت به عوامل ديگري از جمله عوامل اقتصادي، زيستمحيطي وغيره نيز وابسته است.



نمونههاي موفق از كاربرد روشهاي حرارتي

مخزن كويت

مخزن كويت در ادامه لايه آسماري ايران قرار دارد. از سپتامبر 1986، عمليات تزريق به اين مخزن بهصورت چرخشي و با حفر چهار چاه تزريقي آغاز شد. براي اين منظور، بخار با درجة حرارت 433 درجه فارنهايت و در مدت يك تا سه روز با دبي 1246- 965 بشكه در روز تزريق شد تا فشار بخار به 390psi برسد، نتايج بدست آمده از اين مخزن حاكي از موفقيتآميز بودن اين روش در اين مخزن بوده است. اطلاعات مخزن به صورت ذيل مي باشد.

ميدان لاك در فرانسه:

ميدان نفتي لاك در جنوب غربي فرانسه قرار دارد كه داراي دو نوع سنگ متفاوت است: سنگ آهكي فشرده و سنگ دولوميت نامرغوب. به علت تراكم زياد شبكه شكافها، چاههاي اين ميدان داراي بهرهوري خوبي هستند. اين مخزن از نوع مخازن تركدار است؛ بنابراين اگر چه تراوايي مخزن پايين است (md 10) اما وجود ترك، تراوايي ميانگين را تا حدود md 500، بالا ميبرد.

در سال هاي 1957- 1949 از منطقه تركدار توليد ميشد. سپس آشام آب مكانيزم اصلي ميدان شد و تمام ترك ها مورد هجوم قرار گرفتند. در سال 1977 هنوز مقدار زيادي نفت در مخزن بجا مانده بود. بنابراين راه هاي توليد اين نفت مورد بررسي قرار گرفت. مطالعات مهندسي مخازن و تحقيقات آزمايشگاهي منجر به انتخاب روش تزريق ممتد بخار گرديد. پروژة راهنماي تزريق بخار بين سالهاي 1997 الي 1982 به كار انداخته شد كه نتايج حاصل از آن موفقيتآميز ارزيابي گرديد. در اين پروژه با تزريق 251هزارتن بخار، 356 هزارتن نفت بهدست آمد.

اين اولين آزمايش ترزيق بخار در يك مخزن كربناته، بود. تأثير بخار روي سنگ كربناته باعث آزاد شدن مقدار زيادي دياكسيد كربن در داخل مخزن شد و يك كلاهك گازي تشكيل گرديد. تزريق بخار گرانروي نفت را كاهش داد و راندمان برداشت نسبت به حالت آشام آب بالاتر رفت. برداشت نفت بوسيلة بخار در اين ميدان، بالغ به 110هزار متر مكعب بوده است. اين مقدار فقط از طريق 5 الي 6 چاه بدست آمده است. خصوصيات مخزن لاك عبارتند از:

نتيجهگيري و تحليل:

مطالعات انجام شده در مخازن ايران، حاكي از وجود مخازن نفت سنگين و ساختارهاي شكافدار ميباشد. درك پديدة بازيافت نفت از فضاي ماتريكس از طريق ترزيق سيال با دماي بالا، از روش سيلابزني و تزريق مواد شيميايي خيلي پيچيدهتر است. چرا كه در اين روش، بازيافت بستگي به چند مكانيزم دارد. بررسي تجارب انجام شده در تزريق آب گرم به مخازن كربناته شكافدار حاكي از موفقيت آميز بودن اين روش بوده است.

با توجه به خصوصيات مخازن ايران (كربناته شكافدار) و وجود ذخاير نفت سنگين، يكي از مهمترين گزينههاي قابل مطالعه و تحقيق، روشهاي حرارتي ازدياد برداشت هستند. يكي از مهمترين گامهايي كه بايد در اين راستا برداشته شود، شبيهسازي مخازن كشور به منظور آزمايش تزريق بخار و آب گرم، عليالخصوص در ميادين نفت سنگين است. لازم به ذكر است كه تاكنون 18 ساختار نفت سنگين در كشور شناسايي شده است و هنوز ارزيابي دقيقي از ميزان اين ذخاير وجود ندارد. هماكنون مطالعات ازدياد برداشت و توليد از اين نوع مخازن، در برخي از دانشگاههاي داخل و خارج كشور (مانند كانزاس) در حال انجام است و ضريب بازيافت اين مخازن بين 5 تا 10 درصد پيشبيني ميشود. با توجه به پايينبودن درجه مرغوبيت، گرانروي بالا، درصد مواد سنگين، همچنين وجود گوگرد فراوان در نفت سنگين نسبت به نفت سبك و نيز فشار كم مخازن، استخراج نفت از اين مخازن، احتياج به روشهاي بازيافت مرحله سوم و در راس آن، روشهاي حرارتي دارد.

سکوهای چوبی (سکوهای اولیه)

سکوهای فولادی

سکوهای ثابت

سکوی حفاری خود بالابر ( jack up rig)

احتمالا اولین تلاش جهت دستیابی به نفت در بستر دریا در کالیفرنیا حدود سال 1900 میلادی به ثمر رسید که چاه های نفت از روی اسکله ای متصل به ساحل و به فاصله 500 متر از ساحل حفر گردید.در سال 1909 در دریاچه ۱فری در ۲کادوپاریش لا با استفاده از شمعهای چوبی و دکلهای حفاری چوبی سکویی چوبی ساخته شد و از روی آن چاه هایی حفر گردید.بدین ترتیب اتصال سکو به ساحل از بین رفت و سکو با استفاده از شمع در دریا احداث گردید..............

---

سکوهای چوبی (سکوهای اولیه)

احتمالا اولین تلاش جهت دستیابی به نفت در بستر دریا در کالیفرنیا حدود سال 1900 میلادی به ثمر رسید که چاه های نفت از روی اسکله ای متصل به ساحل و به فاصله 500 متر از ساحل حفر گردید.در سال 1909 در دریاچه ۱فری در ۲کادوپاریش لا با استفاده از شمعهای چوبی و دکلهای حفاری چوبی سکویی چوبی ساخته شد و از روی آن چاه هایی حفر گردید.بدین ترتیب اتصال سکو به ساحل از بین رفت و سکو با استفاده از شمع در دریا احداث گردید.

در سال 1920 یک سکوی چوبی در آبهای کم عمق دریاچه۳ ماراسی بیو واقع در ونزوئلا ساخته شد و از روی آن عملیات حفاری انجام پذیرفت .البته از آنجایی که شدت امواج در این دریاچه به مراتب کمتر از دریا میباشد نمیتوان آن را سکوی دریایی قلمداد نمود.

در سال 1930 در جنوب لوئیزیانا از روی یک سکوی چوبی که کانالی در کنار آن جهت استفاده از سرویس بارجها و قایقها جهت حمل و نقل احداث شده بود حفاری صورت گرفت.

ایجاد سکوهای چوبی با استفاده از شمع های چوبی همچنان ادامه یافت به نحوی که در سال 1933 سکویی در اعماق 7/3 متری آب و به فاصله یک کیلومتری از ساحل احداث گردید.

در سال 1937 شرکت ۴برون اندروت آمریکایی در فاصله 6/1 کیلومتری از ساحل یک سکوی چوبی در

عمق 3/4 متری احداث نمود.

عملیات احداث سکوهای چوبی تا سال 1940 ادامه یافت و پس از آن به علت شروع جنگ جهانی دوم

گسترش عملیات معلق گردید.

ferry 1

caddo parish la 2

maracibio 3

brown & root 4

سکوهای فولادی

در زمان جنگ جهانی دوم و پس از آن به دلیل نیازهای جنگ صنایع فولاد پیشرفت شایان توجهی نمود و پس از پایان جنگ سازه های فولادی از جمله سکوهای فولادی رواج یافتند .اولین سکوی فولادی در سال 1946 میلادی در عمق 3/4 متری ساخته شد شایان ذکر است که جهت احداث این سکو 238 شمع به کار رفت.

اولین سکوی فولادی از نوع ۱شابلونی با روش ساخت کنونی (یعنی ساخت در ساحل و پس از حمل نصب در محل) در سال 1947 در آبهای خلیج مکزیک ساخته شد که این سکو در 29 کیلومتری از ساحل و در عمق 1/6متری نصب گردید. سپس یک سکوی دیگر از این نوع در عمق 2/15 متری احداث شد و بدین ترتیب یک صنعت جدید متولد گردید . در طول دوره پیشرفت سکو سازی به موازات پیشرفت صنایع فولاد به مرور قطر شمع ها بزرگتر گردیده و از تعداد آنها کاسته شد و روشهای اجرایی بهبود یافت .در سال 1949 ده سکو در خلیج مکزیک احداث گردید که در اثر نیروی امواج طوفانی این سکوها یا کاملا از بین رفت و یا صدمه کلی بر آنها وارد آمد.

در سال 1955 برای اولین بار با ساخت سکویی به طور کامل در ساحل و حمل توسط بارج و نصب به وسیله بارج های جرثقیل دار عظیم درعمق 5/30 متری ساخت سکوهای بلند تر رواج یافت و روز به روز بر ابعاد سکوها افزوده گردید .سکوها در اعماق بیشتر و به فاصله دورتر از ساحل نصب شدند .در سال 1976 کمپانی نفتی 2شل اعلام کرد که بلند ترین سکوی نفتی دنیا را در آبهای خلیج مکزیک نصب خواهد کرد . این سکو کامل و مجهز به تمامی تجهیزات (دکل حفاری مخازن- گل حفاری –محل اقامت افراد-وسایل تولید و غیرو...)بود نام این سکو کونیاک گذارده شد و در فاصله 160 کیلومتری جنوب شرقی ایلت لوئیزیانا و حدود 15 کیلومتری دهانه می سی سی پی در عمق 9/310 متری نصب گردید که حدود 9/22 متر سکو نیز (علاوه بر عمق آب )از آب بیرون بود این سکو دارای 24 شمع با قطر خارجی 122 سانتیمتر و ضخامت جداره شمع ماکزیمم برابر 35/6 سانتیمتر بوده که وزن کلی سکو بالغ بر 53500 تن متریک می باشد و برای موج به ارتفاع 9/22 متر و پریود 12 ثانیه و سرعت باد معادل 150 مایل در ساعت و زلزله خطی 0/2Gو در حالت پلاستیک0/4G طراحی گردیده است مدل کامپیوتری این سکو شامل 700 گروه و 2000عضو میباشد کمپانی شل و 14 کمپانی دیگر در این کار شرکت داشتند که هزینه آن بالغ بر 250 میلیون دلار گردید.

در حال حاضر بلند ترین 3سکوی ثابت شابلونی در عمق 5/315 متری در خلیج مکزیک نصب گردیده و سکوهای عظیم از نوع ثابت وزنی 4بتونی در دریای شمال احداث گردیده است و برای اعماق خیلی زیاد از سکوهای شناور و سکوهای 5پایه کششی استفاده میگردد . در سال 1984 میلادی در اعماق 6/609 متری به وسیله شرکت 6بکتل یک سکوی پایه کششی نصب گردید .

همانگونه که تشریح گردید در روند تکاملی ساخت سکوها از آنجایی که مسائل نفتی –سیاسی و بعضا نظامی(از جمله سکوی رادار تکزاس )مطرح بوده شتاب زیادی به چشم میخورد و این صنعت که میتوان گفت حدود 50 سال قدمت دارد مراحل پیشرفت زیادی را پشت سر نهاده است . به موازات پیشرفت سکوهای فوق الذکر سکوهای حفاری مانند سکوهای 7خود بالابر و 8غوطه ور و9 نیمه غوطه ور نیز مراحل تکاملی خود را طی نموده اند.

template platform 1

shell co 2

template fixed platform 3

gravity platform 4

tension leg platform 5

bechtel 6

jack up 7

submersible 8

semi-submersible 9

سکوهای ثابت

سکوهای ثابت نوع شابلونی

این نوع سکو معمولا در آبهای کم عمق تر نصب میگردد .و البته امروزه از این نوع در اعماق 5/315 متری نیز نصب شده است ولی معمولا بیشتر تا عمقی حدود 100 متر از آنها استفاده میگردد .

نام گذاری این سکو بدین سبب میباشد که از پایه های سکو به عنوان هادی جهت نصب شمع ها استفاده میشود (شمع ها از داخل پایه سکو یا از خارج و متصل به پایه سکو کوبیده میشوند) به این سکو اصطلاحا سکوی ۲جاکت نیز گفته می شود

این سکو شامل قسمتهای زیر می باشد:

۱ -جاکت یا یک قاب فضایی که جهت سرویس دادن در نصب شمع ها و به عنوان ۳مهاری های جانبی برای شمع ها طراحی گردیده اند .

۲ -شمع ها که منتقل کننده بار افقی و عمودی دائمی به کف دریا میباشند.

۳ -۴روسازه که شامل خرپاهای فضایی و عرشه های ضروری جهت تحمل بارهای بهره برداری و دیگر بارها می باشد

قسمت اعظم این نوع سکوها در دنیا (حدود 60% کل این سکوها)در خلیج مکزیک واقع می باشند که بلند ترین سکو از این نوع در عمق 5/315 متری در آبهای خلیج مکزیک نصب گردیده است .

از این نوع سکو علاوه بر خلیج مکزیک در دریاچه ماراسی بیو –خلیج فارس –آفریقا علی الخصوص نیجریه و سواحل کالیفرنیا استفاده می گردد.

نصب سکوی ثابت از سال 1955 در خلیج فارس متداول گردید و در سال 1964 اولین سکوی ثابت در آبهای ایران نصب گردید . و هم اکنون حدود 135 سکوی ثابت نوع شابلونی در آبهای ایران در خلیج فارس و متعلق به ایران وجود دارد. سکوهایی که در خلیج فارس نصب میشوند در مقایسه با سکوهای خلیج مکزیک در مقابله با امواج و طوفانهای ضعیف تری طراحی می گردند.

در سواحل کالیفرنیا عامل تعیین کننده ابعاد سکوها زلزله می باشد نه امواج ناشی از طوفان در دریا .

در آلاسکا فشارهای ناشی از یخ به ضخامت 2/1 الی 8/1 متری وارده بر سکو به مراتب بحرانی تر از نیروهای ناشی از زلزله و امواج ناشی از طوفان می باشد .این نیروها به حدی زیاد است که سکوی ثابت از نوع شابلونی برای این منطقه جوابگو نبوده و مناسب نمی باشد . به همین دلیل از نوع سکوی تراز شونده و یا سکوی تک پایه مونوپاد استفاده می گردد

سکوهای ثابت دریایی اصولا از مزیت خاصی برخوردارند زیرا هزینه نصب آنها نسبتا پایین و سکوهای پایداری می باشند که در خارج از سطح آب بدون ایجاد حرکت مهمی میتواند عملیات حفاری و تولید و دیگر کارها مانند بر روی آنها انجام گیرد. در خلیج مکزیک قابل دسترس بودن وسایل ساخت و سولت حمل و نصب بر رونق سکوهای ثابت دریایی در آن منطقه افزوده است .

tamplate 1

jacket 2

lateral bracing 3

super structure 4

سکوی حفاری خود بالابر ( jack up rig)

سکوهای خود بالا بر سکوهایی هستند که بر روی آب شناورند و تا محلی که باید جهت حفاری یا کارهای دیگر عمل کنند بر روی آب مانند کشتی حرکت مینمایند .پس از استقرار در محل حفاری با جک های پنوماتیک-هیدرولیک یا الکتریک پایه های سکو تا کف دریا پایین رانده میشوند و بعد سطح عرشه را به سمت بالا تا ارتفاعی که لازم است بالا برده تا از اثرات موج مصون بماند و یا ارتفاع لازم جهت حفاری را کسب نماید. سکوی خود بالابر در مواقع اسقرار در محل پایداری زیادی دارد و میتواند عملیات حفاری حتی تا اعماق 140 متری از روی آن انجام گیرد ولی معمولا برای اعماق 15 الی 100 متر از آن استفاده میگردد.

بر روی این سکو محل اسکان پرسنل –1محل فرود هلیکوپتر-دکل حفاری-جرثقیل-قایق نجات و دیگر وسایل ضروری تعبیه میگردد.

شایان ذکر است که دولت ایران در سال 1363(ه.ش)یک دستگاه سکوی حفاری خود بالا بر از شرکت هیتاچی ژاپن خریداری کرد که این دستگاه با حدود 8300 تن وزن خالص و مساحت 4000 متر مربع و با پایه های قابل نصب تا عمق 93 متری قابلیت حفاری تا عمق 6100 متری را دارا می باشد.این دستگاه دارای امکانات لازم از قبیل خوابگاههای متعدد- نماز خانه-رستوران –سالن کنفرانس-باشگاه-بهداری-محل فرود هلیکوپتر و دیگر امکانات فنی جهت حفاری میباشد و مجموعا امکانات زندگی جهت حدود یکصد نفر را دارا می باشد که دولت ایران علاوه بر این سکو یک سکوی خود بالابر دیگر به نام شهید مدرس را دارا می باشد.

برچسب: نویسنده: علیرضا فرزادنیا تاريخ: دوشنبه 14 ارديبهشت 1388 ساعت: 22:16

صنعت نفت و گاز، هميشه بهxadدنبال روشهاي جديدي براي به حداكثر رساندن توليد با حداقل هزينهxadها باشد. تنگناهاي اقتصادي، صنعت نفت و گاز را ملزم به توسعة تكنولوژيxadهاي جديدي ميxadكند كه هزينهxadهاي توليد را كاهش دهد و چاههاي موجود را قادر به ايجاد بازده بالاتري كند. يكي از روشxadهاي بالقوة كاهش هزينهxadها، هم در رابطه با چاهxadهاي ترميمي و هم در توسعة ذخاير، بهبود تكنولوژي و نوآوري در حفاري است. براي اين هدف، گروهي از محققان در دانشگاه Strathclyde، استفاده از برق پالسي و پلاسما با قدرت الكتريكي بالا را براي حفاري در سنگ بررسي كردند. با توجه به ويژهxadگيهاي خاص اين تكنولوژي گذري اجمالي بر اين نتايج اين بررسي ارائه ميxadشود:

---

محققان تخمين ميxadزنند كه با استفاده از تكنيكxadهاي جديد اكتشاف، فقط از چاهxadهاي موجود در درياي شمال ميxadتوان 1.3 ميليارد بشكه نفت استخراج كرد. اين تكنولوژيxadها از طريق عمليات ترميمي در چاهxadهاي موجود و اكتشاف با هزينه كاراتر و توسعة ذخاير دست نخورده، ميxadتوانند سطح توليد موجود در فلات قارة بريتانيا را براي 15 الي 20 سال آينده حفظ كنند. در همين راستا اين گروه محقق براي ايجاد "كانال پلاسما" در سنگ مورد حفاري از برق پالسي ولتاژ بالا استفاده ميكنند؛ چون با عبور جريان برقxadپالسي، انفجار فوقxadالعاده سريع كانال پلاسما در داخل سنگ در مدت كمتر از يك ميليونيم ثانيه اتفاق ميxadافتد و باعث شكستگي و خردشدن سنگ آن حوزه ميxadشود.

"حفاري كانال پلاسما" (PCD)، در ساختمان سنگ محل حفاري، با نيروي تخليه الكتريكي بسيار سريع پلاسما انجام ميxadشود. در اين روش، پلاسما بهxadسرعت منفجر ميxadشود و انرژي از طريق آن به سنگ منتقل ميxadشود. اين انفجار سريع، مثل يك پيستون در سنگ محيط اثر ميxadگذارد و موجب خرد و متلاشي شدن آن ميxadشود. با استفاده از تكنولوژي تواناي برقxad پالسي، توده پلاسما ميxadتواند چندين بار در ثانيه تشكيل شود. نتيجه اين روند مكرر، حفاري كنترل شده با كارايي بالا ميxadباشد.

يكي از مزيتxadهاي مهم حفاري كانال پلاسما (PCD)، شيوة پالسي عمليات است. معمولاً برق مورد نياز براي تشكيل پلاسما، ميxadتواند تا سطح 100 مگاوات برسد. اما اين ميزان برق فقط براي يك ميكرو ثانيه لازم است، لذا بهطور متوسط برق مورد نياز براي عمل حفاري ميxadتواند 10 هزار مرتبه كمتر باشد. در آزمايشxadهاي انجام شده، متوسط نيروي لازم براي حفاري نمونه اصلي، كمتر از نيروي لازم براي يك كتري خانگي است.

در اين روش، همچنين با طراحي يك الكترود تخليه الكتريكي مناسب، نيازي به چرخش مكانيكي حفاري نيست و اين نيز يك برتري براي حفاري كانال پلاسما است.

دامنة زماني بهدست آمده براي حفاري، 6 الي 25 سانتيxadمتر در هر دقيقه است كه بستگي به نمونه سنگ محل حفاري دارد. حفاري كانال پلاسما (PCD) از اين لحاظ نيز با حفاري سنتي چرخشي، قابل مقايسه است.

روش كانال پلاسما بهxadعلت قابليت انتقال و استفادة بهينه از انرژي مصرفي، پيشرفت عمدهاي را در حفاري نشان ميxadدهد. بهxadعلاوه، چون فرآيند كانال پلاسما موجب ايجاد سوراخ كوچكي به قطر يك يا دو اينچ ميxadشود، لذا خرابي و ريزش در بستر دريا، در مقايسه با حفاري سنتي بهxadشدت كاهش ميxadيابد.

ديويد مكبت, قائم مقام دانشگاه Strathclyde (محقق) ميxadگويد: خيلي از شركتxadها اكنون به اين نتيجه رسيدهxadاند كه چاهxadهاي با قطر كوچك بهxadخاطر كاهش شديد در هزينهxadهاي حفاري و تخريب كم محيط xadزيست، گزينة ارجحي براي اكتشاف و استخراج ميxadباشد. حفاري كانال پلاسما ميxadتواند اين موارد را عملي كند و به تكنولوژي آينده براي اكتشاف و توليد نفت و گاز تبديل شود.

تحقيق PCD به مدت 20 ماه در آزمايشگاه در جريان بوده است. محققان متهxadxadهاي حفاري، نمونه اصلي را در يك معدن سنگي در نزديكي گلاسكو آزمايش كردند. نتايج بعضي از اين آزمايشها را ميتوان در مجموعة عكسxadهاي ضميمه ديد.

تشدید مغناطیسی هسته

تشدید مغناطیسی هسته (Nuclear magnetic Resonance) یک پدیدهٔ فیزیکی بر اساس مکانیک کوانتمی است.

در حضور یک میدان مغناطیسی قوی، انرژی هستههای عناصر مشخصی به علت خواص مغناطیسی این ذرات به دو یا چند تراز کوانتیده شکافته میشوند. الکترونها نیز به طریقی مشابه هسته عمل میکنند. انتقالات میان ترازهای انرژی القاشدهٔ مغناطیسی حاصل میتواند با جذب تابش الکترومغناطیسی با بسامد مناسب انجام شود. درست شبیه انتقالات الکترونی که با جذب تابش فرابنفش یا مرئی صورت میپذیرد. اختلاف انرژی بین ترازهای کوانتومی مغناطیسی برای هستههای اتمی به مقداری است که با تابش در گسترهای از ۰٫۱ تا ۱۰۰MHz مطابقت دارد. طیفبینی NMR هم به منظور کارهای کمّی و هم به منظور شناسایی کیفی مولکولها مورد استفاده قرار میگیرد. هر چند که قدرت اصلی این دستگاه در شناسایی کیفی ترکیبات آلی و زیستی بسیار پیچیدهاست.

---

تشدید مغناطیسی هسته

تشدید مغناطیسی هسته (Nuclear magnetic Resonance) یک پدیدهٔ فیزیکی بر اساس مکانیک کوانتمی است.

در حضور یک میدان مغناطیسی قوی، انرژی هستههای عناصر مشخصی به علت خواص مغناطیسی این ذرات به دو یا چند تراز کوانتیده شکافته میشوند. الکترونها نیز به طریقی مشابه هسته عمل میکنند. انتقالات میان ترازهای انرژی القاشدهٔ مغناطیسی حاصل میتواند با جذب تابش الکترومغناطیسی با بسامد مناسب انجام شود. درست شبیه انتقالات الکترونی که با جذب تابش فرابنفش یا مرئی صورت میپذیرد. اختلاف انرژی بین ترازهای کوانتومی مغناطیسی برای هستههای اتمی به مقداری است که با تابش در گسترهای از ۰٫۱ تا ۱۰۰MHz مطابقت دارد. طیفبینی NMR هم به منظور کارهای کمّی و هم به منظور شناسایی کیفی مولکولها مورد استفاده قرار میگیرد. هر چند که قدرت اصلی این دستگاه در شناسایی کیفی ترکیبات آلی و زیستی بسیار پیچیدهاست.

دستگاه طیفسنج NMR

اجزای مهم یک طیفسنج NMR عبارت است از:

1. مغناطیس
2. پیمایش میدان مغناطیسی: یک جفت سیمپیچ به صورت موازی با سطوح مغناطیسی، که تناوب میدان اعمال شده در یک گسترهٔ کوچک را امکانپذیر میسازد.
3. منبع موج رادیویی
4. آشکارساز

طیفسنجی جرمی (Mass Spectroscopy, MS) یکی از روشهای طیفسنجی است که شامل جداسازی یونهای یک یا چند اتمی بر پایهی نسبت جرم به بار (m/z) و اندازهگیری m/z و فراوانی یونها در فاز گازی است.

---

طیفسنجی جرمی (Mass Spectroscopy, MS) یکی از روشهای طیفسنجی است که شامل جداسازی یونهای یک یا چند اتمی بر پایهی نسبت جرم به بار (m/z) و اندازهگیری m/z و فراوانی یونها در فاز گازی است.

طرز کار

اجزای اصلی طیفسنج جرمی شامل ورودی نمونه، منبع یون، سیستم اندازهگیری و آشکارساز یونی تحت خلاء است.

نمونههای فرار را میتوان مستقیماً وارد جانمونه کرد اما نمونههایی که فراریت کمتری دارند، بایستی وارد اتاقک یونیزاسیون شوند. یونیزاسیون برخورد الکترونی توسط الکترونهای با انرژی بالا در حدود 70eV انجام میشود. کاتیونهای حاصل توسط پتانسیلی در حدود keV 4-8 شتاب گرفته و از میدان مغناطیسی قدرتمندی با زاویهی ۹۰ درجه نسبت به پرتو عبور میکنند. یونها بر اساس نسبت جرم/بارشان از مسیر خود منحرف شده و بر روی یک آشکارساز متمرکز میشوند.

دادهها

دادههای بسیاری را میتوان از طیفسنجی جرمی بدست آورده که معمولترین آنها طیف جرمی است. این طیف نمودار فراوانی نسبی یونها بر حسب نسبت m/z است. پیک مبنا فراوانترین یون مشاهدهشده است که به عنوان فراوانی نسبی ۱۰۰٪ در نظر گرفته میشود.