探索

技术革新,产业变革,新思维,新方向,探究互联网前进方向。

全新纳米工程水泥 解决泄露气井周围的细小缝隙问题

2020-12-15 22:01:22 阅读数 171 收藏 0

据外媒New Atlas报道,泄漏的天然气井不仅浪费自然资源,而且通过向大气中释放甲烷而成为气候变化的重要因素。 宾夕法尼亚州立大学的工程师们开发了一种新型的水泥,他们说这种水泥可以通过将其送入传统水泥无法填充的恶化的气井周围的细小缝隙中来帮助遏制这一问题。

虽然主要的气体泄漏通常会被及时处理,但较小的气体泄漏可能会被忽视一段时间,甚至几年。由于这些井有时在地下延伸数英里,温度和压力的变化可能会导致最初用于固定管道和容纳气体的水泥出现裂缝,使其能够过滤到水道或进入大气。修复损坏可能是一件棘手的事情。

“在建筑中,你可能只是混合水泥并浇筑它,但为了密封这些井,你要在一个厚度不到一毫米的区域进行水泥浇筑,或者说是一块胶带的厚度,”宾夕法尼亚州立大学石油工程副教授Arash Dahi Taleghani说。“能够更好地通过这些甲烷分子可以逃出的非常狭窄的空间泵送水泥,是这项工作的妙处。”

Taleghani和他的同事们通过从几乎是二维的石墨片开始,用化学物质对其进行处理,改变纳米材料的表面特性,使其能够溶解水,而不是排斥水。然后将石墨均匀地输入到水泥浆中,新的特性是产生材料强度的关键。

“如果我们只是将这种材料倒入水中混合,这些小颗粒有一种倾向,会粘在一起并形成一个团块,”Taleghani说。“如果它们没有均匀地分散,那么石墨在水泥内部的强度就会降低。”

该团队使用他们所谓的窄-慢测试进行了实验,以调查新水泥的性能。在实验中,它被成功用于密封厚度仅为120微米的缝隙。除了密封受损的气井之外,该团队表示,其新型水泥还可以在碳捕获应用中找到用途。

“我们已经发明了一种非常灵活的水泥,它更耐裂,”Taleghani说。“这很重要,因为全世界有数百万口孤井和废弃的井,而套管的裂缝会让甲烷逃到环境中。”

该研究发表在 《国际温室气体控制杂志》 上。