杨雨，徐拴海，张浩，韩永亮，张卫东，李永强

（1.煤炭科学研究总院，北京 100013；2.中煤科工集团西安研究院有限公司，西安 710077）

0 引言

近年来，随着国家对新能源开发利用的大力支持，地热能作为一种绿色环保、低碳高效的可再生资源，已经得到社会各界的广泛关注[1]。特别是《地热能开发利用“十三五”规划》发布以来，全国范围内掀起了地热能资源勘探、开发利用新的高潮[2]。现有地热能资源主要可分为：浅层地热能、中深层地热能和干热岩型地热能。其中，以现有技术，能够开采的最有价值的地热资源属于中深层地热能[3]。中深层地热能开采主要通过同轴型套管式换热器系统，而影响该系统性能的主要因素之一便是固井质量的好坏。其中，固井材料的选取便是重中之重，因为其导热性能会对该系统井下热储层段的换热效率产生极大的影响。若能选用具有较高导热系数的固井材料，便能减小地下岩层与套管间的热阻，极大提升换热器热交换效率[4]。

张浩[5]等通过正交实验，向水泥基中掺入石墨、铁粉、石英砂，制备了一种常规密度的高导热固井材料，可用于浅层地热井的固井施工。但是，中深层地热井深度可达到3 km，井下地质条件极其复杂，可能会穿越存在天然裂缝、溶洞甚至较大断层的地层。此时，常规密度固井材料已不能满足固井要求，必须用低密度固井材料进行固井，防止压漏地层，导致浆液漏失，固井失败[6]。

目前，国内外关于低密度固井材料的研究多采用向常规油井水泥中掺入减轻材料，从而达到降低密度的效果。……