超细石墨复合改性水泥石的导热性能

编号：CYYJ03702

篇名：超细石墨复合改性水泥石的导热性能

作者：苏晓悦 刘平江 张晔 田宝振 高飞 梅开元 程小伟

关键词： 地热能 固井材料 超细石墨 改性 水泥石 导热性能

机构： 西南石油大学新能源与材料学院 中国石油集团渤海钻探工程有限公司第一固井分公司 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室

摘要： 为提高地热的开采效率,在地热井采热段应使用具有高导热性能的固井材料。以超细石墨为提高导热性能的掺合料,选用十二烷基苯磺酸钠作为分散剂提高超细石墨在水泥浆中的分散稳定性;优选出适合的超细石墨分散液后,进一步制备超细石墨复合改性水泥石(简称为水泥石)作为固井材料;研究超细石墨掺量对水泥石的抗压强度和导热性能的影响;运用XRD、TG、MIP、SEM测试和表征水泥石的物相组成、孔隙率和结构致密性,研究不同掺量的超细石墨对水泥石导热性能的影响;探讨不同石墨掺量和孔隙率条件下的水泥石导热机制。结果表明:随着超细石墨掺量的增大,水泥石的导热系数先增大后减小,当超细石墨质量分数为12%时,水泥石导热系数达到最大值,为2.45 W/(m·K);超细石墨的导热性能、孔隙率与水化产物的含量均可影响水泥石导热性能;随着超细石墨掺量的增大,水泥石的抗压强度先增大后减小;综合考虑水泥石的导热性能与力学性能,超细石墨的优选质量分数应为10%~12%。