【摘 要】
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地热能开发利用有助于推动“碳达峰”、“碳中和”目标的实现。固井材料性能的优劣是决定地热能开采效率的关键因素之一。本文采用室内试验和微观测试等方法,研究了两种高导热固井材料的微观结构、导热机理,以及在不同养护温度、压力、时间和温度压力耦合环境下的热力学性能变化。取得了以下成果:（1）发现两种高导热固井材料（A1、B1）中水化产物含量较对照样A0、B0更高,结构更优化。材料的强度与有害孔隙率之间存在着
【基金项目】
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基于定向井的中深层地热开发利用关键技术研究与试验工程. 天地科技股份有限公司科技创新资金专项项目,项目编号:2018-TD-ZD017；
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地热能开发利用有助于推动“碳达峰”、“碳中和”目标的实现。固井材料性能的优劣是决定地热能开采效率的关键因素之一。本文采用室内试验和微观测试等方法,研究了两种高导热固井材料的微观结构、导热机理,以及在不同养护温度、压力、时间和温度压力耦合环境下的热力学性能变化。取得了以下成果:（1）发现两种高导热固井材料（A1、B1）中水化产物含量较对照样A0、B0更高,结构更优化。材料的强度与有害孔隙率之间存在着极强的负相关关系。发现A1、B1的导热机理符合导热路径理论和紧密堆积理论。（2）发现在20～100℃,0.1～30 MPa范围内,A1、B1的导热系数和抗压强度均随养护时间增加呈逐渐增大的趋势;在养护7 d时,随养护温度和压力的增大呈先缓慢增大后缓慢减小的震荡趋势。发现在60℃和20 MPa下,A1、B1的微观结构最为优化。（3）发现在0～2000 m范围内,养护7 d时,A1、B1的导热系数和抗压强度随深度增加呈先增大后缓慢减小的震荡趋势。通过拟合得到了其导热系数随深度变化的关系式。发现在1000 m深度处,A1、B1的水化程度最高,水化产物含量最多,孔隙尺寸和数量均较小,结构最为密实。本文的研究成果可为中深层地热能高效开发利用提供借鉴。
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