MSU Fen Bil. Dergi., 8:2 769-774, 2020 MSU J. of Sci., 8:2 769-774, 2020 Araştırma Makalesi/ Research Article 769 Al 2 O 3 Nanopartikülleri İçeren Çok Duvarlı Karbon Nanotüpler Kullanılarak Na Bentonit- Su Bazlı Sondaj Çamurlarının Reolojik ve Filtrasyon Özelliklerinin Geliştirilmesinde Yenilikçi Bir Yaklaşım: Deneysel Araştırma Abdullah ÖZKAN 1 , Nilay Hayriye ASKER 2 , Vildan ÖZKAN 3 1,2,3 Petrol ve Doğalgaz Mühendisliği Bölümü, Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi, İskenderun Teknik Üniversitesi, İskenderun/Hatay, Türkiye : abdullah.ozkan@iste.edu.tr, 1 0000-0002-6799-2396, 2 0000-0001-8546-0820, 3 0000-0001-8719-9099 Geliş (Received): 24.08.2020 Düzeltme (Revision):10.10.2020 Kabul (Accepted): 25.11.2020 ÖZ Sondaj çamuru kuyu tabanın temizlenmesi, yüksek basınçlı formasyonları kontrol etme, korozyona karşı koruma gibi önemli görevleri yerine getiren hayati derece öneme sahip bir akışkandır. Bu çalışmada Al 2 O 3 NP/ÇDKNT; kimyasal buhar biriktirme (CVD) yöntemi ile üretilmiş, X-Işını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS) ve Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM) ile karakterize edilmiş, ardından su bazlı sondaj çamurlarına farklı oranlarda (0.001 – 0.01% k/h) eklenmiştir. Hazırlanan sondaj çamurlarının plastik viskozitesi (PV), görünür viskozitesi (AV), kopma noktası (YP), jel mukavemeti (10 saniye ve 10 dakika) gibi reolojik analizleri FANN viskozimetresi ile, sıvı (filtrasyon) kaybı ve sondaj çamuru kek kalınlığı analizleri de Amerikan Petrol Enstitüsü (API) sıvı kaybı test ekipmanları ile API standartlarına uygun olacak şekilde yapılmıştır. Katkısız su bazlı sondaj çamuru ile karşılaştırıldığında; Al 2 O 3 NP/ÇDKNT’ün su bazlı sondaj çamurlarının PV değerini %85.7, AV değerini %41.8, YP değerini %20, 10 saniye ve 10 dakika değerlerini sırasıyla %16.6 ve %11 oranında arttırdığı, filtrasyon kaybı değerini %13.8 oranında azalttığı; aynı zamanda kek kalınlığı değerini de %18.5 oranında arttığı görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Fonksiyonelleştirilmiş Çok Katmanlı Karbon Nanotüp, Kimyasal Buhar Biriktirme Yöntemi, Nanopartikül Madde, Su Bazlı Sondaj Çamuru A Novel Approach to Improve the Rheological and Filtration Properties of Na Bentonite - Water Based Drilling Muds Using Multi-Walled Carbon Nanotubes Decorated with Al 2 O 3 Nanoparticles: Experimental Investigation ABSTRACT Drilling mud is a vitally important fluid that performs important tasks such as cleaning the bottom of the well, cooling and lubricating the drill string, controlling high pressure formations and protecting against corrosion. In this study Al 2 O 3 NPs/MWCNTs was produced by chemical vapor deposition (CVD) method, characterized by X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and Transmission Electron Microscopy (TEM), and then added to water based drilling fluids in different ratios (0.001 - 0.01% w/v). The rheological analyzes of the prepared drilling fluids such as plastic viscosity (PV), apparent viscosity (AV), breaking point (YP), gel strength (10 seconds and 10 minutes) were performed by FANN viscometer and loss of liquid (filtration) and drilling fluid cake thickness analyzes were performed by American Petroleum Institute (API) liquid loss test equipment. Compared with pure water based drilling fluid; Al 2 O 3 NPs/MWCNTs increased the PV value of water based drilling fluid by 85.7%, AV value by 41.8%, YP value by 20%, 10 seconds and 10 minutes by 16.6% and 11% respectively, and decreased filtration loss value by 13.8%; At the same time, the value of cake thickness increased by 18.5%. Keywords: Functionalized Multi-Walled Carbon Nanotube, Chemical Vapor Deposition Method, Nanoparticle Substance, Water Based Drilling Mud GİRİŞ Bir rezervuara ulaşmak için ilk basamak sondaj operasyonudur. Bu operasyonun doğru bir şekilde planlanması, geliştirilmesi ve verimliliğinin arttırılmasında sondaj çamurları önemli rol oynar. Sondaj çamurları değişen ortam koşulları göz önünde bulundurulduğunda, su bazlı, hava bazlı ve yağ bazlı olmak üzere üç ana gruba ayrılmaktadır. Su bazlı sondaj çamurları diğer çamur türleri ile kıyaslandığında daha ekonomik olup, sondaj operasyonlarının yaklaşık % 80’inde kullanılmaktadır [1-4]. Su bazlı sondaj çamurları; su, bentonit ve çeşitli katkı kimyasallarının belirli oranlarda birbiri ile karıştırılmasıyla elde edilir [5]. Sondaj operasyonlarını sıkıntısız bir şekilde tamamlamak ve maliyetini düşürmek için, sondaj çamurlarının reolojik ve filtrasyon özelliklerinin geliştirilmesine yönelik çalışmalar her geçen gün artarak devam etmektedir. Özellikle nano ve mikro boyutlu