地热井高导热低密度固井材料制备、性能及结构

摘要

高导热低密度固井材料(HLC)能够有效解决中深层地热井井深易漏的固井难题,并能有效提高地热井地下换热效率.通过正交实验,基于层次分析法和矩阵分析法,综合考虑导热系数、48 h抗压强度、密度和成本4个指标,制备了可用于中深层地热井固井的HLC;通过实验测试了固井材料的各性能指标;利用SEM、XRD和MIP观测了HLC的微观结构,并分析了导热机理.结果表明,HLC配方为:55％水泥+9％石墨+25％石英粉+2％粉煤灰+2％硅灰+2％降失水剂+3％稳定剂+1.5％膨胀剂+0.5％缓凝剂,W/C=0.78;其各项性能指标均满足相关规范要求;石墨的加入改善了HLC的微观结构及孔径分布;导热机理符合导热路径理论.可为中深层地热井的固井施工和相似材料的制备研究提供借鉴.