提升封存CO2的井筒水泥耐久性

近日，中科院武漢岩土力學研究所（以下簡稱武漢岩土所）團隊利用超臨界二氧化碳（CO2）對奈米黏土材料進行改性處理，提高了井筒水泥石耐久性。相關研究發表於《結構與建築材料》。

CO2捕集、利用與封存技術是現行最有效的CO2減排技術之一。CO2注入井、監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長期有效封存的關鍵。因此，開發CO2注入和監測井用水泥抗腐蝕劑、評價井筒水泥抗CO2腐蝕劑效能、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注入井和監測井長期、穩定執行。

針對上述需求，武漢岩土所CO2地質封存組研究團隊利用超臨界CO2對奈米黏土材料進行改性處理，透過透射電鏡與選區電子衍射分析，獲得了改性奈米黏土的微觀結構與奈米晶體物相；利用高溫高壓反應釜模擬高濃度CO2腐蝕環境，對新增改性奈米黏土材料的井筒水泥石和對照組腐蝕過程進行了研究，並基於微米CT表徵手段，提出了CT切片特徵分析演算法，對改性奈米黏土提升井筒水泥石耐CO2腐蝕的效能進行了評價。

研究結果表明，由於超臨界改性奈米黏土材料的加入，井筒水泥石在長期CO2腐蝕後其大孔隙的擴充套件和水泥基質的流失被控制；改性奈米黏土阻礙了CO2向水泥石內部的侵入，並對溶解區域具有一定的修復作用，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，進行新型超臨界CO2改性材料開發，為高附加值、多元化利用CO2提供新思路。（見習記者荊淮僑）

相關論文資訊：https：//doi。org/10。1016/j。conbuildmat。2021。125744