在地热资源热储层的开采过程中,高温环境下水泥基固井材料的性能是确保固井质量的关键,直接关系到热储层开采的顺利进行。针对常规水泥基固井材料在热储层开采固井过程中流动性控制、高温下的强度衰减、脆性破坏等关键技术问题,对热储层开采水泥基固井材料体系进行系统性的研究具有重要的工程意义与科学价值。采取理论分析、试验研究与微观分析相结合的方法,较系统的开展了热储层开采纳米SiO₂-玄武岩纤维复合水泥基固井材料体系研究。优选粉煤灰、纳米SiO₂、玄武岩纤维、早强剂及减水剂对G级油井水泥进行综合改性,研发了针对不同高温环境（100℃、150℃、200℃）的性能优良、施工方便、绿色环保的抗高温复合水泥基固井新材料,对其高温下的流动性、凝结时间、稳定性、结石率、高温残余强度、韧性以及变形性能等进行系统评价,采用扫描电镜（SEM）和X射线衍射分析（XRD）相结合的方法对其微观特征进行分析,对其高温作用机理进行探讨,从而建立了较为系统的热储层开采纳米SiO₂-玄武岩纤维复合水泥基固井材料技术体系。主要研究成果体现在以下几个方面:（1）通过对普通硅酸盐水泥（P.O 32.5R）和G级油井水泥在常温与100℃温度下的基本性能进行对比试验分析,发现普通硅酸盐水泥（P.O 32.5R）的性能变化较大,且在100℃时产生较多裂纹;而G级油井水泥具有较稳定的抗高温性能,故将其作为热储层开采固井水泥的类型。为了使所研究的水泥基固井材料更好的适应热储层的开采要求,优选具有抗高温性能的外掺料、纳米材料、玄武岩纤维、减水剂和早强剂对其进行改性,为进行热储层开采复合水泥基固井材料的研制打下了良好基础。（2）采用正交试验方法,根据不同温度环境下的热储层开采对于水泥基固井材料性能的要求,研制获得了不同温度下（100℃、150℃及200℃）热储层开采纳米SiO₂-玄武岩纤维复合水泥基固井材料的优化配方。性能评价结果表明,所研制的三种优化配方在流动性、稳定性、残余（抗压、抗折、劈裂抗拉）强度、质量损失、动静弹模比以及压折比等方面都具有良好的表现。（3）通过扫描电镜分析（SEM）和X-射线衍射分析（XRD）相结合的微观分析方法,对单一的G级水泥浆液、水泥+粉煤灰（复合浆液）、复合浆液+纳米SiO₂、复合浆液+玄武岩纤维以及优化配方进行微观特征对比分析,探讨热储层开采纳米SiO₂-玄武岩纤维复合水泥基固井材料的高温作用机理。分析结果表明,粉煤灰、玄武岩纤维、纳米材料和早强剂的协同作用促使水泥基固井材料具有良好的高温力学性能,而合适的水固比与适宜的减水剂确保了水泥基固井材料具有良好的高温流动性能等综合性能。在此基础上构建了热储层开采纳米SiO₂-玄武岩纤维复合水泥基固井材料高温水化过程模型。研究成果为开展高温环境对水泥基材料性能的影响研究提供了理论基础与科学依据,为解决热储层开采固井技术难题提供了新的解决方案,同时也对其它类似工程的水泥基复合材料研究具有借鉴意义和参考价值。