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    Le ciment nanotechnologique est prometteur pour sceller les puits de gaz qui fuient

    Sur la photo, un puits de gaz naturel en Pennsylvanie. Lorsque les puits sont endommagés ou dégradés, le méthane peut potentiellement s'échapper dans l'environnement. Des chercheurs de Penn State ont développé un nouveau mélange de ciment nanomatériau pour résoudre ce problème. Crédit:Pa Department of Environmental Protection

    Les fuites de puits de gaz naturel sont considérées comme une source potentielle d'émissions de méthane, et un nouveau mélange de ciment de nanomatériaux pourrait fournir une solution efficace, solution abordable pour sceller ces puits, selon une équipe de scientifiques de Penn State.

    « Nous avons inventé un ciment très souple et plus résistant à la fissuration, " a déclaré Arash Dahi Taleghani, professeur agrégé de génie pétrolier à Penn State. "C'est important car il y a des millions de puits orphelins et abandonnés dans le monde, et les fissures dans les enveloppes peuvent permettre au méthane de s'échapper dans l'environnement.

    Lorsque des puits de gaz naturel sont forés, du ciment est utilisé pour fixer le tuyau, ou boîtier, à la roche environnante, créer un joint qui empêche le méthane de migrer dans le sous-sol peu profond, où il pourrait pénétrer dans les cours d'eau, ou l'atmosphère, où c'est un puissant gaz à effet de serre, disaient les scientifiques.

    Les puits peuvent s'étendre sur des kilomètres sous terre et, au fil du temps, les changements de température et de pression peuvent dégrader le ciment, provoquant la formation de fissures. Les scientifiques ont déclaré que les réparations impliquaient l'injection de ciment dans des zones très étroites entre le tubage et la roche, nécessitant un ciment spécial.

    "En construction, vous pouvez simplement mélanger du ciment et le verser, mais pour sceller ces puits, vous cimentez une zone qui a une épaisseur de moins d'un millimètre, ou celui d'un morceau de ruban adhésif, " a déclaré Dahi Taleghani. " Pouvoir mieux pomper le ciment à travers ces espaces très étroits d'où les molécules de méthane peuvent s'échapper est la beauté de ce travail. "

    L'ajout de graphite presque 2-D a créé un mélange de ciment qui remplissait mieux ces espaces étroits et qui était également plus fort et plus résistant, les scientifiques ont trouvé. Ils ont récemment rendu compte de leurs découvertes dans le Journal international de contrôle des gaz à effet de serre . Maryam Tabatabaei, chercheur postdoctoral au Département de l'énergie et du génie minéral de la famille John et Willie Leone, également contribué à cette recherche.

    Les scientifiques ont mis au point un processus en plusieurs étapes pour répartir uniformément les feuilles de nanomatériau dans un coulis de ciment. En traitant d'abord le graphite avec des produits chimiques, les scientifiques ont pu modifier ses propriétés de surface afin que le matériau se dissolve dans l'eau au lieu de le repousser.

    "Si nous versons simplement ce matériau dans l'eau et le mélangeons, ces petites particules ont tendance à s'agglutiner et à former un conglomérat, " Dahi Taleghani a déclaré. " S'ils ne se dispersent pas uniformément, alors le graphite n'est pas aussi solide à l'intérieur du ciment. "

    Le mélange de ciment peut être utilisé dans des puits non conventionnels actifs comme ceux trouvés dans le gisement de gaz de Marcellus Shale, ou pour sceller des puits de gaz orphelins et abandonnés, disaient les scientifiques. Il est également prometteur pour une utilisation dans la technologie de capture et de stockage du dioxyde de carbone.

    Le graphite est plus abordable que les autres nanomatériaux précédemment utilisés pour renforcer les performances du ciment. En outre, très peu de matériau est nécessaire pour renforcer le ciment, disaient les scientifiques.

    « Considérant le faible coût de la quantité de nanoplaquettes de graphite nécessaire pour ce test, cette technologie peut fournir une solution économique à l'industrie pour résoudre d'éventuels problèmes de cimentation sur le terrain, " a déclaré Dahi Taleghani.


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