Створено еластичний цемент, здатний запобігти витоку газу

Свердловини з витоком газу - це не тільки марна трата природних ресурсів, але і небезпечний фактор, що впливає на зміну клімату в регіоні. Інженери Університету Пенсильванії розробили новий тип еластичного цементу, який, за їхніми словами, допомогти вирішити проблему.

Вчені розробили нову суміш, здатну герметично ізолювати навіть окремі молекули газу, що виходить зі свердловини

У той час як великі витоки газу, як правило, усуваються негайно, більш дрібні витоки можуть залишатися непоміченими протягом багатьох років. Оскільки самі свердловини іноді розтягуються на багато кілометрів під землею, зміни температури і тиску можуть викликати тріщини в цементі, який спочатку використовувався для кріплення труб і утримання газу, що дозволяє йому просочуватися у водні шляхи або в атмосферу. Усунення пошкоджень може бути непростою справою.

«Зводячи будівлю, ви можете просто змішати цемент і залити його у фундамент, але для герметизації подібних колодязів доводиться цементувати ділянку товщиною менше міліметра, тобто не товще шовкової стрічки», - пояснює Араш Дахі Талегані, доцент кафедри нафтової інженерії в Пенсільванії. «Принадність нової розробки - можливість якісніше перекачувати цемент через дуже вузькі простори, з яких можуть вириватися молекули метану».

Талегані та його колеги створили новий сорт бетону, почавши з аркушів графіту, які є майже почесними за своєю структурою. Вчені обробили їх хімікатами, змінивши властивості поверхні наноматеріалу, щоб він міг розчиняти воду, а не відштовхувати її. Потім графіт був доданий в цементний розчин, де нові властивості стали ключовими для міцності підсумкового матеріалу.

«Якщо просто вилити цей бетон у воду і перемішати, дрібні частинки мають тенденцію злипатися і утворювати конгломерат», - розповів Талегані. «Якщо вони не диспергуються рівномірно, значить, графіт всередині цементу не зробить суміш міцнішою».

Команда провела експерименти, вивчаючи характеристики нового цементу. В результаті, він успішно використовувався для зачіпки зазорів товщиною всього 120 мікрон. Команда стверджує, що, крім герметизації пошкоджених газових свердловин, їх новий цемент може знайти застосування і в інших областях - наприклад для вловлювання вуглецю.

«Ми винайшли дуже гнучкий цемент, більш стійкий до розтріскування», - запевняє Талегані. «Це важливо, тому що в усьому світі є мільйони покинутих свердловин, тріщини в структурі яких можуть дозволити метану піти в навколишнє середовище і отруювати його».