近日，中科院武漢巖土力學研究所(以下簡稱武漢巖土所)團隊利用超臨界二氧化碳(CO2)對納米黏土材料進行改性處理，提高了井筒水泥石耐久性。相關(guān)研究發(fā)表于《結(jié)構(gòu)與建筑材料》。
CO2捕集、利用與封存技術(shù)是現(xiàn)行最有效的CO2減排技術(shù)之一。CO2注入井、監(jiān)測井等井筒的固井水泥在CO2腐蝕作用下的耐久性是保障CO2長期有效封存的關(guān)鍵。因此，開發(fā)CO2注入和監(jiān)測井用水泥抗腐蝕劑、評價井筒水泥抗CO2腐蝕劑性能、闡明抗CO2腐蝕作用機理，可有效提高井筒水泥耐久性，保障CO2注入井和監(jiān)測井長期、穩(wěn)定運行。
針對上述需求，武漢巖土所CO2地質(zhì)封存組研究團隊利用超臨界CO2對納米黏土材料進行改性處理，通過透射電鏡與選區(qū)電子衍射分析，獲得了改性納米黏土的微觀結(jié)構(gòu)與納米晶體物相;利用高溫高壓反應(yīng)釜模擬高濃度CO2腐蝕環(huán)境，對添加改性納米黏土材料的井筒水泥石和對照組腐蝕過程進行了研究，并基于微米CT表征手段，提出了CT切片特征分析算法，對改性納米黏土提升井筒水泥石耐CO2腐蝕的性能進行了評價。
研究結(jié)果表明，由于超臨界改性納米黏土材料的加入，井筒水泥石在長期CO2腐蝕后其大孔隙的擴展和水泥基質(zhì)的流失被控制;改性納米黏土阻礙了CO2向水泥石內(nèi)部的侵入，并對溶解區(qū)域具有一定的修復(fù)作用，使得井筒水泥石耐久性得以提高。
研究人員表示，為進一步提高CO2利用效率、拓展其利用途徑，可利用超臨界CO2的獨特性質(zhì)，進行新型超臨界CO2改性材料開發(fā)，為高附加值、多元化利用CO2提供新思路。(見習記者荊淮僑)
關(guān)鍵詞： 提升封存CO2的井筒水泥耐久性 二氧化碳 井筒水泥石 納米黏土材料
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