碳纳米管羧基功能化及其对水泥石的影响

来源：钻井液与完井液杂志2024年第5期北京时间：

作者：贾慧,金鑫,魏浩光,李小江

单位：1.中国石化固井与完井重点实验室， 北京102206；2.中石化石油工程技术研究院有限公司，北京102206；

摘要：随着非常规油气井开发的不断深入，复杂的地下环境对水泥石的各项力学性能指标提出更高的要求，因此，急需开发高性能的纳米材料用于改造水泥石性能。采用稀酸酸化工艺制备羧基功能化碳纳米管分散液，通过接触角、紫外-可见吸收光谱和沉降稳定性等测试对分散液的分散能力进行讨论，并对羧基功能化碳纳米管提高水泥石力学性能的效果进行了验证。研究结果表明，羧基功能化可使碳纳米管的粒径减小89.71%，并使疏水材料转变为亲水材料，同时，羧基功能化碳纳米管在水中的分散稳定性提升100%；0.005%加量的羧基功能化碳纳米管使水泥石的抗压强度提高16.05%，抗折强度提高25.82%，抗拉强度提高18.07%。

关键词：碳纳米管, 羧基, 水泥石

基金资助：国家自然科学基金“复杂环境下水泥环全生命周期密封理论与控制方法”（U22B6003）。