کاربرد نانو سنسورها در بخش لرزه‌نگاري ( Seismic ) صنايع بالادستي نفت
يكي از تكنيكهاي رايج در اكتشاف نفت و گاز ، لرزه نگاري است .لرزه نگاري عبارتست از ايجاد انفجار در نقاط مختلف روي زمين و ثبت لرزه‌هاي ايجاد شده، ساختار کلي لايه‌هاي زمين و مخزن بدست آورده مي‌شود. اين فرآيند بر اساس تفاوت سرعت حرکت صوت در لايه‌هاي مختلف انجام مي‌گيرد. لرزه‌نگاري به صورت يک بعدي، دو بعدي، و سه بعدي انجام مي‌شود. از اين طريق مي‌توان تشخيص داد که لايه‌هاي مختلف حاوي گاز، نفت يا آب هستند. لرزه‌نگاري چهاربعدي همان لرزه‌نگاري سه‌بعدي است که در زمان‌هاي مختلف انجام مي‌شودو از طريق آن مي­توان نحوه پيشروي سيالات مختلف را تشخيص داد


 شكل 1. نمونه اي از سنسورهاي مورد استفاده در لرزه نگاري. كاربرد نانوسنسورها در اين بخش
به نظر مي‌رسد با کاربرد نانوتکنولوژي در ايجاد سنسورهاي جديد مي­توان ثبت لرزه‌ها را به صورت دقيق‌تر انجام داد زيرا امکان وارد کردن نانوسنسورها در لايه‌هاي مختلف زمين و ثبت لرزه‌ها از موقعيت‌هاي متنوع‌تر وجود دارد.
در اين بخش يك نوع سنسورهاي صوتي مورد استفاده قرار مي­گيرد، كه ژئوفون نام دارد. اين سنسورها با ثبت اطلاعات به صورت صوتي و بازيابي آن­ها پس از عمليات لرزه­نگاري مورد استفاده قرار مي­گيرند. نانوتكنولوژي مي­تواند علاوه بر پيشرفت فوق با نانوساختار كردن ژئوفون­ها به عملكرد سريع و ثبت اطلاعات صوتي دقيق­تر منجر گردد.
ونگ و مادو[1] نشان دادند که يکي از انواع سنسورهاي ميکرو الکترومکانيکي کربني کارآيي مناسبي در گستره وسيعي از بيو­مواد و مواد شيميايي دارد. با استفاده از روش توليد اين سنسورها مي­توان ساختارهاي کربني ميکروالکترومکانيکي با "ضريب طول"[2] بزرگ­تر از10 توليد کرد. [1]
باتکنيک توليد [3]C – MEMS مي­توان گستره وسيعي از MEMS ها و NEMS [4] ها با "ضريب طول" بالا که قابليت شارژ / دشارژ شدن توسط يون Li را دارند، توليد کرد. اين سيستم­ها پتانسيل توليد آرايه باتري­هايي از مواد هوشمند قابل سوئيچ را خواهند داشت. تکنيک توليد C – NEMS ها با استفاده از Nano Fabrication و با کنترل روش پيروليز مي­باشد.
نياز به مينياتوري کردن ساختارها، سرعتهاي بالاتر، اتلاف حرارت بهتر، مصرف توان کمتر وسازگاري بيشتر بامحيط زيست در توليد اين سنسورها باعث اقبال عمومي زياد آنها شده است.
آقاي "جونگ­کيم"[5] از دانشگاه تگزاس در کنفرانس نانوتکنولوژي انجمن مهندسين برق آمريکا[6] تكنولوژي "شناوري مغناطيسي با دقت بالا "[7] را كه در بسياري از زمينه­هاي تحقيقاتي نانوتكنولوژي و ساير تكنولوژي­هايي كه براساس اندازه­گيري دقيق حركات و نيروها کار مي­کنند، مورد بررسي قرار داده است. اين تكنولوژي­ها شامل ساختن ساختارهاي نانومقياس، كاربري­ در مقياس اتمي[8] ، سرهم­بندي ميكروقطعاتو آشکارسازهايحركات لرزه­اي مي­باشند. با توجه به کاربرد گسترده تکنولوژي مورد نظر در علوم و مهندسي نانو، کاربرد آن در فعاليت­هاي بالادستي نفت از جمله لرزه­نگاري نيز محتمل است. [2]
همچنين شركتهاي BP و Shell نيز براي كشف و استخراج ميدان­هاي جديد نفت و گاز ازتكنولوژي­هاي نانو در تصوير برداري لرزه­اي و لرزه­نگاري چهاربعدي استفاده مي­کنند. [3]
شرکتTexas –Based Input / Output Inc. از MEMS براي تهيه داده­هاي لرزه نگاري چاه­هاي نفت و گاز استفاده خواهد نمود. اين ابزار، داده را بصورت دقيقتر و کم­حجم­تر از ژئوفون­هاي معمولي ثبت مي کند. [4]


خلاصه :
ميکرو فناوري و فناوري نانو هم اکنون سهم قابل توجهي را در پيشرفت‌هاي فناوري شماري از صنايع، شامل الکترونيک، بيو پزشکي، دارو سازي، مواد، هوافضا، عکاسي و به تازگي صنايع وابسته به انرژي، به‌خود اختصاص داده‌اند. فناوري نانو و ميکرو فناوري اين ظرفيت و پتانسيل را دارند که تغييرات متحول‌کننده‌اي را در حوزه‌هاي مختلف نفت و گاز نظير اکتشاف، حفاري، ازدياد برداشت و پالايش و پخش، به‌وجود آورند. به عنوان مثال به کمک نانو حسگر‌ها مي‌توان اطلاعات و داده‌هاي بسيار دقيق‌ترو جزئي‌تري را از يک مخزن نفتي به‌دست آورد. به‌خصوص نانوذرات ساخته شده را مي‌توان براي جلوگيري از تشکيل رسوبات مخزن مورد استفاده قرار داد. به کمک مواد نانو ساختار مي‌توان تجهيزات سبک‌تر، دقيق‌تر، مطمئن‌ترو بادوام‌تر را که در صنايع نفت و گاز کاربرد دارند، توليد و به‌کار گرفت. از نانو غشا‌ها نيز مي‌توان براي ارتقا کيفي و کمي جداسازي گاز و ناخالصي‌ها از نفت و گاز بهره جست. يکي ديگر از کاربرد‌هاي نو ظهور فناوري نانو و ميکروتکنولوژي در صنعت نفت را مي‌توان گونه‌اي از «سيالات هوشمند» دانست که در ازدياد برداشت و حفاري کاربرد دارند. به‌طور خلاصه حوزه‌هاي متعددي وجود دارند که فناوري نانو مي‌تواند در اين حوزه‌ها به عنوان يک فناوري پربازده، موثر، ارزان و از نظر زيست‌محيطي نيز سازگار و مطلوب مورد استفاده قرار گيرد. اين مقاله مرور کلي است بر فناوري نانو و ميکرو فناوري با تمرکز بر راه‌حل‌هاي نانو محوري که براي حل مشکلات و يا ارتقا عملکرد در صنايع نفت و گاز و همچنين کل صنايع مربوط به انرژي، است. پيشرفت‌ها و دستيافت‌هاي جديد تحقيقاتي در زمينه‌هاي با اهميت در صنايع نفت و گاز به‌طور کلي مرور شده و همچنين دو مطالعه موردي نيز به عنوان مثال ذکر شده است. فرصت‌هاي بالقوه و چالش‌هايي که کاربردهاي فناوري نانو در صنايع نفت وگاز در آينده با آن‌ها مواجه خواهد شد نيز مورد بحث و بررسي قرار گرفته است.
[1] Wang and Madau

2 Aspect ratio : نسبت طول به عرض جسم

[3]Carbon Microelectro Mechanical Systems

[4] Nano Electro Mechanical Systems

[5] Won jong Kim

[6] IEEE

[7]high-precision magnetic levitation

[8] atomic-level manipulation