【摘 要】
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固井是地热开发过程中重要的一步,向地热井固井材料中掺入导热填料能够有效提升其导热性能,有利于地热能高效开采.通过试验研究了石墨、铁粉和石英砂对固井材料导热系数和抗压强度的影响,并借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、压汞仪(MIP)等设备,研究了不同导热填料对固井材料微观结构的影响.结果表明,随着填料掺量增加,固井材料的导热系数增大,48 h抗压强度逐渐减小;与铁粉、石英砂相比,石墨对固井材料性能的影响最为显著;石墨、铁粉、石英砂均对固井材料的微观形貌、水化产物以及孔隙结构产生较大影响;填
【机 构】
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中煤科工集团西安研究院有限公司;中国石油集团渤海钻探井下作业分公司
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固井是地热开发过程中重要的一步,向地热井固井材料中掺入导热填料能够有效提升其导热性能,有利于地热能高效开采.通过试验研究了石墨、铁粉和石英砂对固井材料导热系数和抗压强度的影响,并借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、压汞仪(MIP)等设备,研究了不同导热填料对固井材料微观结构的影响.结果表明,随着填料掺量增加,固井材料的导热系数增大,48 h抗压强度逐渐减小;与铁粉、石英砂相比,石墨对固井材料性能的影响最为显著;石墨、铁粉、石英砂均对固井材料的微观形貌、水化产物以及孔隙结构产生较大影响;填料使固井材料导热性能发生变化的原因是导热填料取代了水泥基体,而使抗压强度发生变化的原因是填料对材料微观结构的改变.
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针对顺北地区二叠系火成岩地层岩性复杂、钻头选型困难、钻井效率低的问题,选取不同岩性的典型火成岩岩样,开展了火成岩抗钻特性参数室内实验测试,通过对实验结果的数理统计分析,建立了基于测井资料的火成岩地层抗钻特性参数预测模型,绘制了顺北二叠系火成岩地层抗钻特征剖面,分析了二叠系地层抗钻特性参数的分布规律,并据此开展了钻头选型和现场应用.研究结果表明,顺北二叠系上段火成岩地层可钻性波动大、软硬交错显著、非均质性强,推荐选用具有高抗冲击抗磨损的SF64H3型PDC钻头配合轴向冲击器工具,其相较邻井机械钻速提高50％
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