清洁高效的能源是近几年研究的热门内容。地热能就是其中一种。地热能的开采过程中,地热井的固井是极为重要的一环。固井水泥的导热性能会直接影响到地热井的换热效率。为对地热井固井水泥的导热系数进行预测研究,主要的研究内容如下:（1）建立含有导热颗粒的水泥基复合材料微元体的三维模型,利用COMSOL传热传导模块,对建立的模型进行计算分析。得到复合材料的导热系数以及温度分布、热流线、等温面、平均密度和平均比热容。（2）采用细观力学方法对固井水泥的导热系数进行了相关计算研究。基于Fourier定律的公式,把Eshelby等效夹杂理论作为理论依据。选用Mori-Tanaka方法进行均匀化处理,推导了复合材料均匀化的导热系数计算式。计算结果和仿真结果的误差范围为0.3%-10.1%。（3）在保证其他条件不变的前提下,首先改变加入水泥中的石墨颗粒粒径为25μm、45μm、100μm、150μm;再改变石墨颗粒所占体积率为5%、10%、25%、30%;然后改变颗粒形状为球体、正方体、椭球体;最后改变颗粒材料为铜粉、铁粉、石英砂。分别对模型进行仿真计算,得到复合材料的导热系数。分析研究导热颗粒变化对水泥导热系数的影响规律。当体积率、导热材料和分布方式相同,体积率较小但颗粒数量相差较大时,复合材料的导热系数随粒径的增大而减小;体积率较大但颗粒数量相差较小时,复合材料的导热系数随粒径的增大而增大。粒径、导热材料和分布方式相同,复合材料的导热系数均随着体积率的增大而增大。相同的体积率下,正方体导热颗粒对导热系数提高效率最高。与铜粉、铁粉、石英砂相比,石墨对固井水泥导热系数的提升影响最大。