Εύκαμπτο τσιμέντο για γεωτρήσεις φυσικού αερίου

Οι διαρροές φυσικού αερίου θεωρούνται πιθανή πηγή εκπομπών μεθανίου, και ένα νέο τσιμέντο με νανοϋλικά θα μπορούσε να αποτελέσει μια αποτελεσματική, οικονομική λύση για το σφράγισμά τους, σύμφωνα με επιστήμονες του Penn State.

 

«Ανακαλύψαμε ένα πολύ εύκαμπτο τσιμέντο που είναι πιο ανθεκτικό στις ρωγμές» είπε ο Αράς Νταχί Ταλεγκανί, αναπληρωτής καθηγητής πετρελαϊκής μηχανολογίας στο Penn State. «Αυτό είναι σημαντικό επειδή υπάρχουν εκατομμύρια “ορφανές” και εγκαταλελειμμένες πηγές ανά τον κόσμο, και οι ρωγμές μπορούν να επιτρέψουν διαρροές στο περιβάλλον».

 

Όταν γίνονται γεωτρήσεις για αέριο, χρησιμοποιείται τσιμέντο για την εγκατάσταση του αγωγού στον βράχο, δημιουργώντας ένα σφράγισμα που εμποδίζει το μεθάνιο να «μεταναστεύει» στο ρηχό υπέδαφος, όπου θα μπορούσε να εισέλθει σε υπόγεια ύδατα ή να διαφύγει στην ατμόσφαιρα, όπου λειτουργεί ως αέριο θερμοκηπίου.

 

Οι γεωτρήσεις μπορούν να εκτείνονται για χιλιόμετρα, και με το πέρασμα του χρόνου οι μεταβολές θερμοκρασίας και πίεσης μπορούν να επηρεάσουν το τσιμέντο, οδηγώντας σε ρωγμές. Οι επισκευές περιλαμβάνουν την εισαγωγή τσιμέντου σε πολύ στενούς χώρους μεταξύ σωλήνα και βράχου, κάτι που απαιτεί ειδικό τσιμέντο.

 

Η χρήση σχεδόν δισδιάστατου γραφίτη δημιούργησε ένα μείγμα τσιμέντου που γεμίζει καλύτερα αυτούς τους στενούς χώρους και ταυτόχρονα είναι δυνατότερο και ανθεκτικότερο, σύμφωνα με τους επιστήμονες, που παρουσίασαν τη δουλειά τους στο International Journal of Greenhouse Gas Control. Αυτό που έκαναν ήταν να αναπτύξουν μια διαδικασία πολλαπλών σταδίων για την ομοιόμορφη κατανομή φύλλων νανοϋλικού στο τσιμέντο. Επεξεργαζόμενοι πρώτα τον γραφίτη με χημικά, οι επιστήμονες ήταν σε θέση να αλλάξουν τις ιδιότητές του έτσι ώστε το υλικό να διαλύεται στο νερό αντί να το απωθεί.

 

«Αν απλά ρίξουμε αυτό το υλικό στο τσιμέντο και το αναμείξουμε, αυτά τα μικρά σωματίδια έχουν την τάση να ενώνονται...αν δεν κατανέμονται ομοιόμορφα τότε ο γραφίτης δεν είναι το ίδιο δυνατός μέσα στο τσιμέντο» είπε ο Νταχί Ταλεγκανί.

 

Το εν λόγω μείγμα μπορεί να χρησιμοποιείται τόσο σε ενεργές γεωτρήσεις όσο και για το σφράγισμα «ορφανών» και εγκαταλελειμμένων γεωτρήσεων- ενώ φαίνεται πολλά υποσχόμενο και για τη χρήση ως προς τη συλλογή και αποθήκευση διοξειδίου του άνθρακα.

 

Ο γραφίτης είναι οικονομικότερος από άλλα νανοϋλικά που χρησιμοποιούνταν προηγουμένως για την ενίσχυση του τσιμέντου, ενώ, επί της προκειμένης, απαιτείται μόνο μικρή ποσότητα υλικού για να γίνει η «βελτίωσή» του.