刘天授，杨世翰，张晓飞，田 铂，杨 浩

（1.中联煤层气有限责任公司，北京100011；2.中国地质大学<北京>，北京100083）

1978年，法国科学家Joseph Davidovits首次提出了地聚合物(Geopolymer)的概念。地聚合物是硅铝质无机原料通过矿物缩聚生成的一种以离子键和共价键为主，范德华键为辅，由共用氧交替键合的[SiO4]4-和[AlO4]5-四面体组成的聚合铝—氧—硅酸盐无定形三维网络状结构[1]。由于包含类似有机聚合物的链状结构，兼有无机化合物和有机化合物的共同特点，地聚物凝胶相对于普通硅酸盐水泥形成的C-S-H凝胶而言更具强度和硬度，且热稳定性和抗氧化能力强。

地聚物作为一种新型胶凝材料，是传统硅酸盐水泥的有效替代物，能有效减少水泥生产中所产生的碳排放量，此外，在抗压强度、抗腐蚀、收缩、高温等方面均优于普通硅酸盐水泥。而且随着钻井深度的加大，钻井过程中会钻遇各种复杂地层，需要高性能的水泥浆固井[2]。另外还具有相当高的环保与经济效益，吸引了广大学者的研究兴趣。但目前地聚物的应用实例大多是在建筑等地面工程，其应用于高温固井方面的困难主要在于高温环境下的缓凝问题。主要原因在于如果保证了早期的强度则需要加入一定量的碱，这就使得凝结时间过快，不易下入环空内。因此缓凝问题一直是地聚物发展亟待解决的问题。本文主要探讨井下的可行性评估的地聚物体系以及实验评价了几种水泥缓凝剂对于地聚物的作用效果。

1 固井地聚合物的研究

由于地聚合物原材料根据厂家不同所含的矿物质不同，且井下的温度及压力环境各异，因此很难去评价一个适合所有井下的比例体系，且考虑到井下的复杂情况，地聚物在井下的应用受到了限制。……