蒋国盛，郑少军，代天，刘天乐*

（1.中国地质大学〈武汉〉工程学院，湖北 武汉430074；2.地球深部钻探与深地资源开发国际联合研究中心，湖北武汉430074；3.中国地质大学〈武汉〉非常规固井与特种加固实验室，湖北 武汉430074）

0 引言

固井是油气井建井过程中不可或缺的一个重要环节［1-3］，具有支撑套管、封闭地下复杂地层、防止层系串通和保护产层的重要作用［4-5］。随着油气资源勘探开发的不断深入，开采难度逐渐增加。为了保障油气资源安全、可靠、高效、经济地产出，对于固井质量的要求也随之提高［1，5-7］。如何有效提高固井水泥浆和地层之间的二界面胶结强度对于提高固井质量和确保油气井功能完整性显得尤为重要。为此，研究人员开始向水泥浆中添加纳米材料以改善水泥浆的综合性能，延长油气井服役寿命，并由此减少与改造相关或由于水泥环和套管故障而造成的成本损失。

自20世纪80年代以来，纳米技术因其特殊效应在国内外都引起了广泛的关注，并得以迅速发展，同时使得很多工业领域发生了革命性的变化［8-19］。在石油天然气工业中，纳米材料已在勘探开发中得到了广泛的应用［9-10，14］。近年来，纳米二氧化硅（nano silica，以下简称NS）逐渐被引入固井水泥浆中，并取得了较好的效果。通过在水泥基材料中加入NS，可以赋予水泥浆新的功能［20-22］。

Qing等［23-34］研究认为，NS是水泥水化的最佳促进剂。在水泥浆中添加NS纳米颗粒可以加速水泥浆的水化进程，缩短水泥浆候凝时间，节省钻机空闲时间，从而有效节约钻井综合成本［16，22，34-37］。……