近日，石油工程学院王成文教授团队在深层超深层油气钻完井领域取得重要新进展，相关成果以“Carbon Dots Grafted Polymer for High Temperature Retardation in Deep Oil Well Cementing Slurry”为题在《Cement and Concrete Composites》发表。论文通讯作者为王成文教授和刘敬平教授，研究工作得到国家自然科学基金支持。
图1 新一代超高温缓凝剂的升级迭代
深层超深层油气资源勘探开发面临超高温超高压的严峻挑战，尤其在钻完井环节，超高温下水泥浆的固化反应迅速，可安全泵送的操作时间急剧缩短，现有技术难以满足超高温安全固井需求。针对这一技术难题，团队创新性提出了一种碳点接枝聚合物类超高温缓凝剂的分子结构设计与制备方法。利用碳点的遗传特性，筛选具备缓凝潜能的碳源制备出具有多羟基-羧基结构的零维碳点材料，经化学改性后与耐高温功能单体共聚，研制出具有独特触手状结构的碳点接枝超高温缓凝剂（CD@P）。在240℃超高温条件下，相较于现有超高温缓凝剂（P），该碳点接枝超高温缓凝剂较低用量（1.5%）就能将水泥浆体系的稠化时间延长35.97%达到500min以上，有效保障了深井超深井注水泥施工时间和固井作业安全。该研究为开发适用于超高温环境的钻完井工作液添加剂提供了新颖的思路和方法。
图2 超高温水泥浆体系稠化时间对比（左-现有缓凝剂P，右-碳点接枝缓凝剂CD@P）
当前，深层超深层已成为我国油气重大发现的主阵地，加快深层超深层油气勘探开发已成为保障国家能源安全的必然选择。近两年来，王成文教授团队聚焦超高温水泥浆性能调控、强度衰退、力学增韧改性等关键技术难题，已在《Cement and Concrete Composites》《Cement and Concrete Research》《Construction and Building Materials》《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》《SPE Journal》等国际权威期刊发表多篇高水平论文，研究成果持续为我国深层超深层油气安全高效钻探与开发提供关键技术支撑。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2026.106654