海洋深水水合物层封固时,油井水泥在凝固过程中产生大量的水化热,导致固井层段水合物分解,对尚未发展足够强度的水泥环产生巨大的安全隐患,从而引发固井质量问题,甚至安全事故。目前现有的固井水泥体系水化峰值较高,不能有效满足水合物层固井的需要。本文在自制的中空微球的基础上,对热能存储剂进行研选,构建一套中空微球封装水泥热能存储剂方法,为降低固井水泥的水化放热提供技术保障,为深水油气后期开发中全井生命周期的封隔完整性研究奠定了基础。本文首先对热能存储剂进行研选,利用DSC等测试方法选择储热能力强、性能稳定的热能存储剂;利用SEM、光学显微镜等设备对中空微球承载热能存储剂的承载能力、承载方法和承载机理进行研究和表征。将热能存储剂承载后,研选符合评价要求的封装材料,并根据封装材料特性研究出相应的封装方法;对封装效果进行评价,测试封装材料的强度、耐海水腐蚀性、耐碱性等性能。封装储能微球制备后,测试微球对水泥水化热的影响,并对封装储能微球与水泥的适应性进行评价。研究研选发现石蜡S6具有较好的储热能力和稳定性能,可以作为热能存储剂。优选出一种真空抽吸法,实施高强度中空微球（弹性模量达到56.41 GPa）对热能存储剂的承载,其承载率高达38%。对水性环氧树脂和丙烯酸材料两种封装材料,分别构建出了搅拌涂覆法和流化干燥法两种封装工艺;封装效果评价表明,水性环氧树脂封装除了具有耐海水、水泥腐蚀性外,还有更好的耐碱性。封装储能微球加入水泥后能够明显降低水化放热峰值,延长水泥的稠化时间,对水泥浆的密度基本没有影响,具有良好的分散性和稳定性,且固化后与水泥石胶结稳定;随封装储能微球加量的增多,水泥浆的剪切应力减小,屈服应力增大,有效改善了水泥浆的流变性能。微球加量小于10%时,对水泥3 d以上的强度没有影响;加量10%-20%时,水泥抗压强度也满足海洋深水固井中对强度的要求。本文的研究成果对海洋深水固井降低水泥水化热方面具有重要的指导和应用价值,为低水化热水泥浆体系提供了技术保障,为后期海洋深水油气开发过程中保持固井质量奠定了基础。