基于混合加权法的“保水取热”地热井固井水泥浆体系配方研究

作者：郭文; 牛霆; 王刚; 罗森森; 伍群; 孟龙

来源：世界核地质科学, 2022, 39(04): 746-756.

• AHP-CRITIC混合加权法
• 中深层地热井
• “保水取热”
• 导热系数
• 正交试验

中深层“保水取热”地热井换热系统是通过内、外套管中流动的循环工质与固井材料、地层之间进行换热，达到取热目的，固井材料与地热井套管之间的传热作为井下换热系统的重要环节，其导热性能直接影响着地热井井下换热效率。针对现有地热井固井水泥导热系数低的问题，笔者从目前固井工艺出发，以G级HSR型油井水泥为基材，优选碳基材料天然鳞片石墨(NG)、立方碳化硅(β-SiC)、无机导热因子氧化铝(α-Al2O3)作为固井水泥添料，选取导热系数、抗压强度、流动度、水固比4个主控因素，通过系统实验，运用正交试验和混合加权法(AHP-CRITIC)确定了高导热固井水泥浆体系的最优配合比。结果表明：该配合比下水固比值设定为0.45，添料α-Al2O3、β-SiC和NG分别占固井水泥质量的3%、1%和8%，其固井水泥浆体系平均流动度为17.7 cm，导热系数可达2.176 W·(m·K)-1，与常用的G级HSR型固井材料相比，其导热系数可提高37.6%。该研究成果可为地热井固井工艺优化及热工计算提供技术参考。

• 单位
  核工业二三〇研究所; 核工业二〇三研究所