CCUS井工况下不同引晶材料对水泥石裂缝自愈合过程的影响

作者：饶志华; 邓成辉; 马倩芸; 武广瑷; 武治强; 程小伟

来源：钻井液与完井液, 2023, 40(04): 495-501.

• 裂缝
• 碳化自愈合
• CCUS
• 碳酸钙晶须
• 氧化石墨烯
• μ-CT

为了尽快实现碳中和的目标，二氧化碳捕获、利用和封存(Carbon Capture,Utilization and Storage——CCUS)技术不可或缺。由于CCUS高温高压的环境引起较大的应力和温度波动，水泥环易形成裂缝对CO2的安全封存造成威胁。以碳酸钙晶须和氧化石墨烯作为引晶材料诱导水泥石裂缝表面碳化结晶，并研究其对水泥石裂缝自愈合进程的影响。实验结果表明，经过碳化自愈合反应不同的龄期后，分别掺入碳酸钙晶须和氧化石墨烯水泥石的抗压强度均高于空白水泥石。μ-CT的结果分析表明，掺入碳酸钙晶须和氧化石墨烯的水泥石裂缝体积的自愈率分别为55.24%和74.60%，要高于空白水泥石的18.32%；水泥石裂缝表面物相分析表明，随着碳化时间的增加，掺入引晶材料水泥石裂缝表面的CaCO3晶体含量高于空白水泥石。由此说明碳酸钙晶须和氧化石墨烯作为引晶材料可提高水泥石裂缝在CCUS工况下的碳化自愈合能力。

• 单位
  中海油研究总院有限责任公司; 西南石油大学; 材料学院; 中海石油（中国）有限公司深圳分公司; 中海石油(中国)有限公司深圳分公司