填料對地熱井固井材料導熱性能的影響

作者：楊雨,徐拴海,張浩,韓永亮,張衛東

摘要：在地熱井固井水泥中加入導熱填料能夠明顯改善水泥石導熱性能,提升地熱井取熱效果。在總結導熱路徑理論和緊密堆積理論的基礎上,通過試驗研究不同填料種類、粒徑及摻量對固井水泥導熱性能的影響。試驗結果表明:較其他種類填料,石墨對水泥石導熱性能提升效果最好;石墨粒徑越大對應水泥石導熱系數越高。不同粒徑的石墨混合,較單一粒徑石墨對水泥石導熱性能的提升效果更好,其最優混合配比為:石墨粒徑為150μm與100μm,質量比為2︰1。隨著石墨摻量增加,固井材料的導熱系數逐漸增大,但流動度和48 h抗壓強度逐漸降低。參照固井相關規范,提出固井材料中石墨摻量應控制在9%左右為宜。研究成果為地熱井高導熱固井材料的制備提供借鑒。

發文機構：煤炭科學研究總院 中煤科工集團西安研究院有限公司

關鍵詞：地熱能導熱填料固井材料導熱系數導熱路徑理論緊密堆積理論geothermal energythermally conductive fillercementing materialsthermal conductivityheat conduction path theorycompact packing theory

分類號： TE256.6[石油與天然氣工程—油氣井工程]