在油气开采中,固井质量关系到井筒完整性和生产安全;传统水泥环在地层应力变化和CO₂腐蚀作用下容易产生微裂缝,进而带来油气窜流等风险。尤其在二氧化碳驱油(CCUS)等工况下,材料失效概率更高,影响油气田高效开发,也给碳中和对应的工程带来挑战。为解决此痛点,该企业组建专项团队开展技术攻关。研发人员引入氧化钙晶须、碳纳米管等复合材料,开发出具备快速响应能力的自愈合水泥浆。实验数据显示,材料接触CO₂后可在5—10分钟内完成裂缝封堵,并同时具备防腐、增韧、防气窜等性能;适用温度范围为30—100℃,且可直接在现有施工设备条件下应用。该成果依托企业搭建的“研发—试验—应用—保护”全链条创新体系推进落地。围绕深井开采、页岩油气等重点方向,企业已形成15项授权专利和60余项在审专利,覆盖材料配方、工艺方法以及装备工具等环节。目前相关技术已在多个大型油气田实现规模化应用,延长油气井使用寿命,并为碳捕集与封存项目提供了可选的工程技术方案。业内专家认为,该技术的研发表明我国在高端固井材料领域的自主化能力深入增强,有助于提升油气开采安全水平,也为CCUS等工程提供更稳定的井筒基础保障。随着“双碳”目标推进,这类兼具环境适配性与经济性的材料,有望在非常规油气开发、地热利用等场景进一步推广。
从保障油气井长期安全,到提升二氧化碳规模化利用与封存的工程可靠性,固井技术升级正成为能源转型与高效开发的重要支撑。围绕现场问题推进材料创新,并以体系化机制加快成果转化,既能增强行业安全韧性,也为绿色低碳技术供给提供了可落地的路径。