第三章油井水泥

第三章油井水泥及其外加劑

（7學(xué)時(shí)）第四節(jié)油井水泥外加劑及作用機(jī)理第三節(jié)油井水泥的分級(jí)和性能第五節(jié)特殊水泥漿體系介紹第二節(jié)波特蘭水泥第一節(jié)概述第三章油井水泥及其外加劑第一節(jié)概述1、水泥漿的功能固定和保護(hù)套管：鉆井過(guò)程中所下的套管，都必須通過(guò)固井作業(yè)將它固定起來(lái)。此外，套管外的水泥石可減小地層對(duì)套管的擠壓，起保護(hù)套管的用。保護(hù)高壓油氣層：當(dāng)鉆遇高壓油氣層時(shí)，易發(fā)生井噴事故，要提高鉆井液密度以平衡地層壓力，鉆完高壓油氣層后，必須下套管固井，將高壓油氣層保護(hù)起來(lái)；有效封隔油、氣、水層，阻止地層間流體相互竄流。封隔嚴(yán)重漏失層和其他復(fù)雜層：當(dāng)鉆遇嚴(yán)重漏失層時(shí)，可采取降低鉆井液密度和（或）加堵漏材料的方法鉆井，鉆完嚴(yán)重漏失層后，也必須下套管固井，將它封隔起來(lái)，使它不影響后面的鉆井；當(dāng)鉆遇其他復(fù)雜層（如易坍塌地層）時(shí)，也可在鉆完該層后用下套管固井的方法解決。第三章油井水泥及其外加劑保護(hù)地下水源2、固井作業(yè)的主要環(huán)節(jié)固井：由套管向井壁與套管的環(huán)形空間注入水泥漿并讓它上返至一定高度，水泥漿隨后變成水泥石將井壁和套管固結(jié)起來(lái)的過(guò)程。下套管注水泥第三章油井水泥及其外加劑圖4－9注水泥作業(yè)示意圖1－下灰漏斗；2－供灰罐；3－漏斗下部情況；4－水的噴射；5－快速下灰；6－固井泵吸灰漿；8－水和水泥混合成水泥漿情況；9－鉆井液循環(huán)管線3、固井質(zhì)量評(píng)價(jià)通過(guò)聲波等不同的測(cè)井方式評(píng)價(jià)水泥膠結(jié)質(zhì)量要滿足施工要求，保證固井質(zhì)量，水泥漿的性能非常重要；注水泥時(shí)紊流頂替有助于提高頂替效率；常用的油井水泥是“波特蘭”水泥。4、水泥漿的組成1）水：淡水、鹽水、海水2）水泥：“波特蘭”水泥（硅酸鹽水泥）3）外加劑及外摻料第三章油井水泥及其外加劑外加劑及外摻料：為了調(diào)節(jié)水泥性能需要加入一些其它的特殊物質(zhì)，其加量≤5％水泥質(zhì)量的稱外加劑，＞5％水泥質(zhì)量的稱外摻料。分為七類：促凝劑、緩凝劑、分散劑、降失水劑、膨脹劑、密度調(diào)整外摻料、防漏堵漏外摻料。第二節(jié)波特蘭水泥1、水泥的生產(chǎn)和化學(xué)組成概念：波特蘭水泥是研磨得很細(xì)的含鈣的無(wú)機(jī)化合物的混合物，在水中能水化和硬化，是目前最常用的水硬性膠凝材料。第三章油井水泥及其外加劑制造波特蘭水泥的原材料是石灰石和粘土或頁(yè)巖類。

石灰石中CaO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)高于45％，粘土礦物按質(zhì)量分?jǐn)?shù)60％～70％SiO2，1O％～20％Al2O3，4％～9％Fe2O3。如果粘土礦物中SiO2不足時(shí)可加入硅石、火山灰、硅藻土等。粘土和頁(yè)巖中含鐵、鋁不夠時(shí)，尚需加入一定量的鐵礦石和含鋁高的原材料。第三章油井水泥及其外加劑在硅酸鹽水泥中，氧化物的簡(jiǎn)寫(xiě)方式C－CaO；S－SiO2；A－Al2O3；F－Fe2O3；M－MgO；H－H2O；－SO3；CH－Ca(OH)2。第三章油井水泥及其外加劑波特蘭水泥的生產(chǎn)流程原料混配粉碎煅燒冷卻熟料研磨等第三章油井水泥及其外加劑水泥生產(chǎn)流程第三章油井水泥及其外加劑“波特蘭”水泥的生產(chǎn)工藝：干法和濕法圖2-1干濕法生產(chǎn)流程原料混配、粉碎過(guò)程第三章油井水泥及其外加劑圖2-2煅燒處理生產(chǎn)流程第三章油井水泥及其外加劑水泥熟料的四種主要成分是在生料煅燒過(guò)程中不同的溫度下生成的。其物料反應(yīng)為碳酸鈣的分解帶，釋放出大量的CO2第三章油井水泥及其外加劑在1000℃為放熱帶，主要是固相反應(yīng)第三章油井水泥及其外加劑熔燒帶(1300～1500℃)主要為液相反應(yīng)：C4AF,C3A,MgO等均成熔融狀態(tài)，C2S轉(zhuǎn)化成C3S見(jiàn)反應(yīng)式其中1300～1450℃階段，由C3A,C4AF熔融后產(chǎn)生的液相把CaO和部分C2S溶解，C2S吸收CaO形成C3S必須有充分的時(shí)間，以保證C3S的生成，否則，過(guò)多的游離CaO的存在，將影響水泥的安定性。2第三章油井水泥及其外加劑2、水泥熟料礦物的組成組成：水泥熟料礦物中主要成分是C3S和C2S。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：硅酸鹽結(jié)構(gòu)中，鍵的聯(lián)系是通過(guò)氧來(lái)完成的。每一個(gè)Si4+存在于四個(gè)O2-為定點(diǎn)的四面體的中心構(gòu)成[SiO4]四面體，也可用[SiO4]4-的絡(luò)陰離子形式來(lái)表示。硅酸鹽中[SiO4]四面體的結(jié)合有島狀、組群狀、鏈狀、層狀和架狀等五種形式。水泥熟料礦物中主要成分C3S、C2S及其各種晶形,屬于島狀結(jié)構(gòu)。這一類結(jié)構(gòu)之所以稱為島狀是因?yàn)閇SiO4]四面體各個(gè)頂角并不互相連接，每個(gè)O2-除已經(jīng)與一個(gè)Si4+相接外，不再與其它的硅氧四面體中的Si4+相配位。這樣，每個(gè)O2-剩下的一價(jià)可與其它金屬離子相配位而達(dá)到電價(jià)的滿足。第三章油井水泥及其外加劑1）硅酸三鈣(C3S)物理性質(zhì)C3S相對(duì)密度為3.25，穩(wěn)定溫度為1250～2150℃，在高于2150℃時(shí)分解為CaO和液相，在低于1250℃時(shí)分解為C3S和CaO，在低溫下其分解很弱。C3S是水泥產(chǎn)生強(qiáng)度的主要化合物。含量硅酸三鈣是水泥中含量最多的礦物成分。一般油井水泥中含量為40%～65%。晶型結(jié)構(gòu)C3S有六種多晶形式，在常溫下保留下來(lái)的是三斜晶系T-C3S。由于水泥熟料中含有MgO、Al2O3等，它們?nèi)阅苓M(jìn)入C3S晶格并形成固溶體使三方晶系R-C3S和單斜晶系M-C3S穩(wěn)定。第三章油井水泥及其外加劑C3S結(jié)構(gòu)特點(diǎn)硅酸三鈣是在常溫下存在的介穩(wěn)的高溫型礦物。從熱力學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看，這種介穩(wěn)狀態(tài)的C3S具有較高的內(nèi)能使其化學(xué)活性較大，有較高的反應(yīng)能力。由于Mg2+、Al3+進(jìn)入C3S結(jié)構(gòu)中形成固溶體，外來(lái)的組分占據(jù)了晶格結(jié)點(diǎn)的部分位置，破壞了節(jié)點(diǎn)排列的有序性，引起周期勢(shì)場(chǎng)的畸變，造成結(jié)構(gòu)不完整。在C3S結(jié)構(gòu)中，鈣離子處于[CaO6]10-八面體中，其配位數(shù)為6，比正常配位數(shù)(8～12)要低，而且6個(gè)氧處于不規(guī)則分布，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大“空穴”。鈣離子則具有較高的活性，成為活性陽(yáng)離子，容易進(jìn)行水化反應(yīng)。在形成固溶體結(jié)構(gòu)時(shí)，為了保證電中性，結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)部分離子空位缺陷，提高了C3S水化活性。實(shí)驗(yàn)表明，固溶程度越高，礦物活性越高。第三章油井水泥及其外加劑2）硅酸二鈣(C2S)含量水化特點(diǎn)晶型結(jié)構(gòu)硅酸二鈣在油井水泥組成中約占20%～30%。硅酸二鈣是一種緩慢水化礦物，它能逐漸地長(zhǎng)時(shí)間地增長(zhǎng)水泥強(qiáng)度，對(duì)水泥石后期強(qiáng)度影響較大。硅酸二鈣有α、α′H、α′L、β、γ五種晶型，其中α′H和α′L是α-C2S在高于1160℃和低于1160℃時(shí)的兩種晶型，溫度變化時(shí)，C2S晶體變化如下：第三章油井水泥及其外加劑α′L-C2S在725℃時(shí)可以直接轉(zhuǎn)變成γ-C2S，但γ-C2S沒(méi)有膠凝性質(zhì)，而β-C2S具有膠凝性質(zhì)，γ-C2S的生成會(huì)降低水泥的質(zhì)量。由于α′L-C2S在結(jié)構(gòu)上與β-C2S極為相似，而與γ-C2S相差甚大，水泥生產(chǎn)工藝上采用急冷方式，使α′L-C2S的晶格來(lái)不及重排生成γ-C2S，于是就生成結(jié)構(gòu)類似β-C2S的晶體。水泥原料中存在的或外加的少量穩(wěn)定劑如Al2O3、Fe2O3、MgO、Cr2O3、V2O5、P2O5、B2O3、Mn2O3等與C2S形成固溶體，使β-C2S晶格穩(wěn)定，防止其轉(zhuǎn)變成γ-C2S

C2S結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第三章油井水泥及其外加劑β-C2S是過(guò)冷形成的常溫下存在的介穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，具有熱力學(xué)不穩(wěn)定性。在β-C2S結(jié)構(gòu)中，鈣離子的配位數(shù)一半是6，一半是8，每個(gè)氧和鈣的距離不等，因而也是不穩(wěn)定的，具有較高的活性。MgO、SrO或BaO形成的硅酸鹽如Mg2SiO4與β-C2S形成置換型固溶體，而穩(wěn)定劑P2O5、B2O3等形成[BO4]5-、[PO4]3-置換[SiO4]4+生成固溶體引起電價(jià)不平衡，提高了β-C2S的反應(yīng)活性。在β-C2S結(jié)構(gòu)中不具有C3S結(jié)構(gòu)中具有的大空穴，因此，它的水化速度較慢。第三章油井水泥及其外加劑3）鋁酸三鈣(C3A)性質(zhì)鋁酸三鈣是促使水泥快速水化的礦物成分，水化熱大，含量較少，占8%～12%，對(duì)水泥的初凝時(shí)間和稠化時(shí)間有較大的影響。它對(duì)硫酸鹽類的侵蝕敏感，因此，高抗硫鹽類油井水泥所含C3A應(yīng)降低至3%或更低。C3A相對(duì)密度為3.04。在顯微鏡下呈圓型粒子，屬立方晶系。第三章油井水泥及其外加劑C3A結(jié)構(gòu)特征鋁酸三鈣是由[AlO4]5-四面體和[CaO6]10-、[AlO6]9-八面體組成，中間為配位12的鈣離子松散地聯(lián)系，因此，結(jié)構(gòu)有較大的空穴。極性的OH-容易進(jìn)入C3A晶格內(nèi)部，使C3A具有較快的水化速度。當(dāng)水泥中C3A含量較大時(shí)會(huì)過(guò)快硬化。在C3A晶體結(jié)構(gòu)中還存在配位數(shù)為6的鈣離子，也具有較大的活性。在C3A晶體結(jié)構(gòu)中鋁離子也具有兩種配位情況，而且四面體[AlO4]5-是變形的，使鋁離子也具有較大的活性。第三章油井水泥及其外加劑4）鐵鋁酸四鈣(C4AF)性質(zhì)鐵鋁酸四鈣是水泥中水化熱較低的成分，它使水泥呈深灰色。在水泥中含有過(guò)量的氧化鐵(Fe2O3)會(huì)增加C4AF含量并降低C3A的含量。C4AF含量太大會(huì)導(dǎo)致水泥石強(qiáng)度下降。C4AF相對(duì)密度為3.77，含量略高于C3A

。結(jié)構(gòu)C4AF的晶體結(jié)構(gòu)是由四面體[FeO4]5-和八面體[AlO6]9-相互交叉組成。其間由鈣離子聯(lián)接。C4AF常以鐵鋁酸鹽固溶體形式存在。這一固溶體是鋁原子取代鐵酸二鈣中鐵原子的結(jié)果，并引起晶格穩(wěn)定性降低。第三章油井水泥及其外加劑值得提及的是水泥中游離CaO和MgO的存在對(duì)水泥石的影響。由于高溫灼燒使CaO和MgO活性變得很小，往往在水泥硬化后才緩慢水化，膨脹，造成水泥石安定性差。所以對(duì)于水泥生產(chǎn)，必須把游離CaO和MgO控制在最小范圍內(nèi)。第三章油井水泥及其外加劑上述四種水泥熟料礦物以及添加的少量石膏是決定水泥強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間等性質(zhì)的主要因素。根據(jù)它們之間的不同配比以及適當(dāng)?shù)墓に嚰夹g(shù)，就可以得到不同性質(zhì)和標(biāo)號(hào)的油井水泥。我們不僅可以從水泥熟料礦物晶體的微觀結(jié)構(gòu)特征來(lái)說(shuō)明它們的結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性以及水化反應(yīng)的可能性，還能進(jìn)一步從熱力學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)分析和判斷水泥熟料礦物的水化反應(yīng)能力。在水泥熟料礦物形成的反應(yīng)過(guò)程中，原子排列的有序程度，即穩(wěn)定性可由反應(yīng)過(guò)程的熵差來(lái)判斷。以上兩類研究都表明水泥熟料礦物的不穩(wěn)定性，而且它們不穩(wěn)定順序是：C3A＞C4AF＞C3S＞C2S。第三章油井水泥及其外加劑第三章油井水泥及其外加劑3、水泥水化反應(yīng)及其機(jī)理

前面從晶體化學(xué)和熱力學(xué)兩方面討論了水泥熟料結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性和水化的能力。能生成水化物并不一定能形成膠凝的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這就要求水化物應(yīng)有足夠的穩(wěn)定性和足夠的數(shù)量，還須水化物能彼此交聯(lián)，聚集，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。波特蘭水泥是多種礦物的聚集體，它與水的相互作用很復(fù)雜。在研究水泥水化的過(guò)程，反應(yīng)機(jī)理以及水泥外加劑的作用機(jī)理時(shí)，為了減少影響因素，首先應(yīng)考慮單礦物，然后再考慮綜合因素。第三章油井水泥及其外加劑1）硅酸鹽礦物的水化反應(yīng)水泥漿稠化是由水泥水化引起的，不同的硅酸鈣水化反應(yīng)能力差別很大。通過(guò)測(cè)定在一定的水中，硅酸鈣礦物分解出的氧化鈣數(shù)量，可以看出CS在一般條件下不能進(jìn)行水化反應(yīng)。γ-C2S具有很小的水化能力。β-C2S具有較明顯的水化能力，但是水化速度較慢。C3S具有較強(qiáng)的水化能力。第三章油井水泥及其外加劑C3S和C2S在常溫下反應(yīng)2C3S+6H=C3S2H3+3CH2C2S+4H=C3S2H3+CH應(yīng)該指出，上述反應(yīng)僅表明水化產(chǎn)物是氫氧化鈣和水化硅酸鈣一大類水化物的總稱，而且產(chǎn)物還能轉(zhuǎn)化。因此，可以把這一反應(yīng)統(tǒng)一寫(xiě)為：3其中C-S-H稱為硅酸鈣凝膠，它表示組分不固定的水化硅酸鈣。第三章油井水泥及其外加劑2）鋁酸鹽礦物的水化反應(yīng)鋁酸鈣礦物晶格結(jié)構(gòu)的空穴，造成C3A可能具有較高的水化速度。在水泥四種主要熟料礦物中C3A水化能力最大，速度最快。對(duì)水泥漿初凝時(shí)間有重要影響。C3A在常溫下水化反應(yīng)的產(chǎn)物可能有C4AH19、C4AH13、C2AH8和C3AH6等多種水化鋁酸鈣。在高堿溶液中以C4AH13為主，在低堿中以C2AH8為主，在30℃以上以C3AH6為主。C2AH8呈六角片狀，它同C4AH19都能在很長(zhǎng)時(shí)間存在。轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定狀態(tài)的C3AH6(立方晶體)是緩慢的，所以鋁酸三鈣的水化反應(yīng)式可表示為：當(dāng)穩(wěn)定的C3AH6生成后，C3A的水化速度減慢，水化反應(yīng)進(jìn)入慢反應(yīng)期。在水化溫度高于100℃時(shí)，體系中還有Ca(OH)2，Al2O3·H2O等反應(yīng)產(chǎn)物。第三章油井水泥及其外加劑鐵鋁酸四鈣的水化反應(yīng)可用下式表達(dá)：這也是一個(gè)快反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)物水化鋁酸鹽中還含有3CaO·Fe2O3·6H2O等3）硅酸鹽水泥的水化反應(yīng)與單礦物比較，硅酸鹽水泥的水化反應(yīng)考慮各單礦物之間的相互影響，產(chǎn)物的影響和起調(diào)凝作用的石膏的影響。

(1)石膏對(duì)水化反應(yīng)的影響鋁酸三鈣受石膏影響最大，它們之間發(fā)生反應(yīng)生成水化硫鋁酸鈣（鈣礬石）。第三章油井水泥及其外加劑C3AH6CaSO4·2H2O(飽和)CaSO4·2H2O(不飽和)3CaO·AL2O3·3CaSO4·31H2O(高硫型水化硫鋁酸鈣)3CaO·AL2O3·3CaSO4·12H2O(低硫型水化硫鋁酸鈣)C3A+6H+上述反應(yīng)式的意義在于：當(dāng)水泥漿的水灰比(W/C)為0.3～0.6時(shí)，可以認(rèn)為最初反應(yīng)是在飽和石膏溶液中進(jìn)行，水化反應(yīng)生成高硫型水化硫鋁酸鈣，這是促進(jìn)水泥產(chǎn)生早期強(qiáng)度的因素，因?yàn)樗且环N柱狀和針狀的晶體，有支撐水泥結(jié)構(gòu)的作用。但如果石膏過(guò)量，則會(huì)因水化硫鋁酸鈣體積膨脹引起水泥石結(jié)構(gòu)破壞。第三章油井水泥及其外加劑（2）Ca(OH)2的影響硅酸三鈣單礦物的水化所產(chǎn)生氫氧化鈣，將同C3A發(fā)生如下反應(yīng)：2C3A+Ca(OH)2+(n-1)H2O=C4A.nH2O上述有水化產(chǎn)物參加的水化反應(yīng)稱為二次反應(yīng)。二次反應(yīng)的結(jié)果是降低了Ca(OH)2的濃度，并進(jìn)一步加速了C3S的水化反應(yīng)。形成的結(jié)晶狀水化鋁酸鹽對(duì)水化硅酸凝膠(C-S-H)有增強(qiáng)作用。C4AF的水化反應(yīng)也有Ca(OH)2參加：可以看出，四種水泥熟料礦物的水化都和Ca(OH)2的存在有關(guān)。第三章油井水泥及其外加劑(3)硅酸鹽水泥的水化產(chǎn)物在常溫下水泥的水化產(chǎn)物主要是：氫氧化鈣，水化硅酸鈣，高堿度含水鋁酸鈣，含水鐵酸鈣以及水化硫鋁酸鈣等,在高于100℃時(shí)，還有Al2O3·H2O等產(chǎn)物。研究表明，在低于100℃時(shí)，水化硅酸鈣包括有結(jié)晶好的和結(jié)晶不好的水化物,后者的成分也不太恒定。然而，在高壓、溫度高于100℃條件下，水化硅酸鈣產(chǎn)物中主要是結(jié)晶好的水化物。結(jié)論溫度、壓力對(duì)水泥水化產(chǎn)物和晶體結(jié)構(gòu)均有較大的影響。這對(duì)我們選擇水泥外加劑有指導(dǎo)意義。第三章油井水泥及其外加劑第三章油井水泥及其外加劑4、水泥水化過(guò)程及影響因素1）水泥水化過(guò)程硅酸鹽水泥早期水化歷程可分為四個(gè)時(shí)期（或階段）。反應(yīng)活潑期：從拌漿開(kāi)始5分鐘就可達(dá)到放熱最大值（[Ca2+]迅速增加）。誘導(dǎo)期（靜止期或潛伏期）：鈣釩石和水化硅酸鈣包覆層對(duì)水泥顆粒的包覆作用，水化極慢（[Ca2+]仍繼續(xù)增加）。加速期：滲透壓和結(jié)晶壓力使包覆層破壞，水化加速并達(dá)到平衡（Ca（OH)2從溶液中結(jié)晶）。硬化期：水化速度很慢，水泥硬化。如果水泥石石膏含量高則第Ⅱ放熱峰將延遲。水泥水化理論（結(jié)晶理論、膠體理論、近代理論）第三章油井水泥及其外加劑（1）反應(yīng)活潑期（2）誘導(dǎo)期（3）加速期（4）硬化期溶膠期凝結(jié)期對(duì)水泥水化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究表明，在水化初期，水泥熟料礦物水化速度順序如下：C3A＞C4AF＞C3S＞C2S波特蘭水泥水化曲線第三章油井水泥及其外加劑隨著水化反應(yīng)的進(jìn)行，C3S的水化反應(yīng)速度逐漸超過(guò)C3A,而β-C2S水化速度最慢，直到水化后期才有較大的增長(zhǎng)。如果C3A單獨(dú)在水中進(jìn)行水化反應(yīng)，初期反應(yīng)很劇烈，甚至很快放出大量的熱量，出現(xiàn)所謂的“閃凝”現(xiàn)象。但是，在水泥中的C3A，其水化反應(yīng)則受到很大的限制，沒(méi)有能使水泥“閃凝”。多數(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為這是因?yàn)镃3A與水泥石的石膏生成難溶的硫鋁酸鈣覆蓋于水泥粒子表面，還因?yàn)镃3A和Ca(OH)2反應(yīng)生成C4AH19,在C3A四周形成保護(hù)層，從而可以有效地調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時(shí)間和稠化時(shí)間。稠化時(shí)間：從拌漿開(kāi)始，水和水泥混合后稠度達(dá)到100Bc所需的時(shí)間。為可泵送的極限時(shí)間。第三章油井水泥及其外加劑2）影響水化反應(yīng)的因素（1）溫度的影響測(cè)定水化熱和水泥漿體系溫度的變化，可間接地測(cè)定水化速度。圖2-4表明，地層溫度越高，水泥漿體系達(dá)到最高溫度的時(shí)間越早，即水化熱高峰出現(xiàn)早，水化速度快。水泥漿稠化時(shí)間的長(zhǎng)短，同樣可以表明水泥漿水化和凝結(jié)的速度，溫度越高，稠化時(shí)間越短，即水化速度越快。試驗(yàn)表明，溫度對(duì)C2S的水化速度和C3S的早期水化速度影響較大，而對(duì)水泥后期水化速度影響不大。第三章油井水泥及其外加劑（2）壓力的影響在固井施工中，壓力越大，稠化時(shí)間越短，所以，對(duì)高溫深井的注水泥施工，需要更長(zhǎng)的稠化時(shí)間。（3）水泥細(xì)度的影響細(xì)度表明水泥顆粒參加水化反應(yīng)的表面積的大小。水泥顆粒直徑越小，表面積則越大，其反應(yīng)活性越高。研磨或粉碎使水泥顆粒變小，晶格不斷變形，導(dǎo)致有序度下降，能提供水泥的水化活性。研磨還會(huì)導(dǎo)致水泥顆粒晶格缺陷增多，具有較大水化活性的表面官能團(tuán)增多，吸水性變強(qiáng)。因此，細(xì)度是水泥的重要指標(biāo)之一。（4）水灰比的影響水泥漿水灰比（水與水泥質(zhì)量之比）越大，即水泥顆粒表面與水接觸更充分，因而水化速度越快，即單位時(shí)間內(nèi)水泥的水化程度越高。但水灰比過(guò)高，水化產(chǎn)物之間膠凝更為困難，水泥石強(qiáng)度發(fā)展較慢。第三章油井水泥及其外加劑第三節(jié)油井水泥的分級(jí)和性能1、API油井水泥的分級(jí)方法API標(biāo)準(zhǔn)是指美國(guó)石油學(xué)會(huì)專用水泥標(biāo)準(zhǔn)。按此標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的油井水泥稱API油井水泥。目前API水泥分A至H八個(gè)級(jí)別，每種水泥適用于不同井況。此外還根據(jù)水泥抗硫酸鹽能力進(jìn)行分類，分為普通型(O)、中抗硫型(MSR)和高抗硫型(HSR)。（參考API規(guī)范10P80-81）2、各級(jí)油井水泥的性能及應(yīng)用范圍A級(jí)水泥具有可泵性好、凝結(jié)硬化快及早期強(qiáng)度高的特點(diǎn)，對(duì)于高壓井效果特別好，有利于防止油、氣上竄，提高固井質(zhì)量。在沒(méi)有特殊要求的條件下，使用深度從地面到井深1830m，僅作為普通類型水泥使用。第三章油井水泥及其外加劑B級(jí)油井水泥分為MSR和HSR兩種，適用于從地面到井深1830m。C級(jí)油井水泥分為O、MSR和HSR三種,適用于從地面至井深1830m，C級(jí)水泥中C3A含量和比表面積均較高，有早強(qiáng)特性。D、E、F三個(gè)級(jí)別的油井水泥均分為MSR和HSR兩種。三種都稱為“緩凝水泥”，適用于較深的井。通過(guò)大幅度降低水化速度快的C3S和C3A的含量并增大水泥粒度等方法而達(dá)到緩凝的目的。D級(jí)適用于中等溫度和壓力下，E級(jí)適用高溫高壓下，F(xiàn)級(jí)適用于更高溫度和壓力下，井深均為3050～4880m。API規(guī)范規(guī)定，D、E、F級(jí)油井水泥可以通過(guò)在G級(jí)或H級(jí)水泥基礎(chǔ)上摻入適當(dāng)?shù)木從齽┡渲贫?。第三章油井水泥及其外加劑G級(jí)、H級(jí)油井水泥單獨(dú)使用時(shí)井深為地面～2440m。G級(jí)、H級(jí)油井水泥是兩種“基本油井水泥”。是目前使用最廣泛的油井水泥，當(dāng)加入促凝劑或緩凝劑時(shí)，可更廣泛地適用于各種井深和溫度范圍。G級(jí)和H級(jí)水泥作為MSR和HSR類型水泥使用?！盎居途唷保河袃蓪雍x，其一是這種水泥在生產(chǎn)時(shí)除允許摻加適量石膏外，不得摻入其他任何外加劑；其二是這種基本油井水泥使用時(shí)能與多種外加劑配合，能適應(yīng)較大的井深和溫度變化范圍。按我國(guó)石油行業(yè)（SY）標(biāo)準(zhǔn)分類，油井水泥根據(jù)適用的地層溫度分成45℃、75℃、95℃

和120℃四個(gè)級(jí)別第三章油井水泥及其外加劑下表第三章油井水泥及其外加劑抗壓強(qiáng)度：一定尺寸的水泥試樣在自動(dòng)加荷的強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)中垂直受力破壞時(shí)的壓力，稱水泥石的抗壓強(qiáng)度。第三章油井水泥及其外加劑3、油井水泥試驗(yàn)方法及性能指標(biāo)我國(guó)對(duì)油井水泥及加有外加劑的油井水泥是按照美國(guó)石油學(xué)會(huì)制定的API《油井水泥試驗(yàn)推薦做法》(APIRP10B)以及參照API標(biāo)準(zhǔn)制定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《油井水泥及其試驗(yàn)方法》進(jìn)行評(píng)價(jià)的。根據(jù)井底條件、封隔地層和油氣開(kāi)采的需要，油井水泥所配制的水泥漿和形成的水泥石應(yīng)達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，需測(cè)定的主要性能有：水泥漿密度，水泥石模擬抗壓強(qiáng)度，油井模擬稠化時(shí)間，水泥漿濾失量，滲透率試驗(yàn)，水泥漿的流變性和膠凝強(qiáng)度，水泥漿穩(wěn)定性以及與井下流體的相容性等。我國(guó)一些石油礦區(qū)還用流動(dòng)度、初凝、終凝時(shí)間等指標(biāo)衡量水泥性能。第三章油井水泥及其外加劑第四節(jié)油井水泥外加劑及作用機(jī)理外加劑是用來(lái)調(diào)節(jié)水泥漿性能的化學(xué)助劑，作用和地位超過(guò)了水泥本身。有人認(rèn)為“油井水泥總是作為外加劑的載體用于固井工程中”。應(yīng)用油井水泥外加劑已成為解決各種復(fù)雜固井問(wèn)題、提高固井質(zhì)量和保護(hù)油氣層的主要技術(shù)手段。二十一世紀(jì)初有統(tǒng)計(jì)表明，固井外加劑的用量占油田化學(xué)劑的38%，已發(fā)展到14大類，100多個(gè)品種。主要包括：降失水劑、緩凝劑、促凝劑和鹽、分散劑、充填劑和密度減輕劑、防氣竄劑、增密劑和加重劑、抑泡劑和消泡劑、游離液控制劑和固體懸浮劑、膠結(jié)增強(qiáng)劑和膨脹劑、減少或防止高溫強(qiáng)度衰退的硅質(zhì)材料、減少和防止井漏的外加劑和外摻料、特種水泥混合物、隔離液和沖洗液。第三章油井水泥及其外加劑1、分散劑(減阻劑、紊流引導(dǎo)劑)作用：降低水泥漿粘度、增加水泥漿流動(dòng)性能改變水泥石的微觀孔隙結(jié)構(gòu)影響水泥漿的凝結(jié)時(shí)間和失水水泥漿有與鉆井液類似的流變性，因此可用描述鉆井液流變性的流變模式來(lái)描述水泥漿的流變性，可用測(cè)量鉆井液流變性的儀器測(cè)量水泥漿的流變性。由于水泥漿中的固相含量很高，流動(dòng)阻力很大，因此水泥漿的流變性調(diào)節(jié)主要是降低水泥漿的流動(dòng)阻力。普通硅酸鹽水泥只需0.227的水灰比即可充分水化，但為了使水泥漿在井內(nèi)有良好的流動(dòng)性，W/C通常為0.44～0.5。分散劑能在保持水泥漿良好流動(dòng)性的同時(shí)把水灰比降低0.4甚至0.3，這樣能降低失水并且使水泥石強(qiáng)度提高。

水泥分散劑：指對(duì)水泥顆粒具有分散作用，能降低水泥漿粘度，改善其流動(dòng)性能的化學(xué)藥劑。第三章油井水泥及其外加劑1）常用的水泥分散劑3木質(zhì)素磺酸鈉1木質(zhì)素磺酸鹽及其改性產(chǎn)物木質(zhì)素磺酸鈣鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽（FCLS)2磺化樹(shù)脂的低縮聚物磺化烷基萘甲醛樹(shù)脂密胺樹(shù)脂磺甲基酮醛樹(shù)脂羥基羧酸及其鹽（乳酸、五倍子酸、檸檬酸、蘋(píng)果酸、酒石酸及其鹽）4烯類單體低聚物聚乙烯磺酸鈉聚苯乙烯磺酸鈉乙烯磺酸鈉與丙烯酰胺共聚物分散劑實(shí)例例1：木質(zhì)素改性產(chǎn)品木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)與活性基團(tuán)R可包含：H，–CH3，或與另一單元芳基相連接；R1可包含：H，–OCH3；R2可包含：H，–OCH3，–CH3；R3可包含：–OH，–O–R′，–O–C5H6–，–CO–；R4可包含：–CH3，–O–C5H6–，–CO–；R5可包含：–OH，–OCH3，CHO–。第三章油井水泥及其外加劑木質(zhì)素類水泥外加劑的來(lái)源主要是從木材等植物中把纖維素分離后剩下的亞硫酸紙漿廢液濃縮、干燥而成。以亞硫酸鹽作為磺化劑，對(duì)木素的磺化反應(yīng)可在酸性，中性和堿性中進(jìn)行。木質(zhì)素的制備第三章油井水泥及其外加劑第三章油井水泥及其外加劑用石灰處理后得到木質(zhì)素磺酸鈣(簡(jiǎn)稱木鈣)，也可以制成木鈉等。如果木鈣與重鉻酸鉀、硫酸亞鐵在一定條件下反應(yīng)則制得鐵鉻鹽(FCLS)。木質(zhì)素磺酸鹽特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低、來(lái)源廣,且具有一定的降濾失作用。并且木質(zhì)素磺酸鹽具有耐高溫的特點(diǎn)，使用溫度可達(dá)180℃。不足之處是減阻分散效果較差,易起泡,有一定的緩凝作用。在造紙工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的含木質(zhì)素的污水，對(duì)環(huán)境造成很大危害。如果加以利用用作水泥分散劑，不僅解決了污染問(wèn)題，還可變廢為寶，有很好的經(jīng)濟(jì)效益。第三章油井水泥及其外加劑例2：樹(shù)脂類分散劑（主要是萘系分散劑）萘系分散劑的合成根據(jù)n值的不同就有多種商品牌號(hào)，我國(guó)生產(chǎn)的高效減阻劑FDN屬此類。其他如CFR—2、PNS也屬該類。n<5的產(chǎn)品分散效果稍差，還有引氣性。第三章油井水泥及其外加劑萘系分散劑特點(diǎn)減水量可達(dá)20%，不用加重劑可把水泥漿密度提高到2.0g/cm3；加量少(0.2%～0.4%)，引氣量小，耐溫達(dá)90℃左右，能很好地調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間，能抗鉆井液的污染。密胺樹(shù)脂類分散劑特點(diǎn)加量少，水泥石早期強(qiáng)度高，能顯著改善水泥漿的流變性能；分散減阻效果更明顯，且無(wú)緩凝作用，引氣性??；不足的是價(jià)格較貴，合成工藝較復(fù)雜。酮醛樹(shù)脂分散劑特點(diǎn)原材料來(lái)源比較廣泛,價(jià)格適當(dāng),不具有萘系分散劑的毒性；抗溫能力較萘系產(chǎn)品有所提高；同樣適用于多種油井水泥,與多數(shù)外加劑有好的相容性。如SXY型水泥分散劑為磺甲基酮醛樹(shù)脂。分子結(jié)構(gòu)中含-OH，-CH3，-CO-和-SO3H基團(tuán)，其使用溫度可達(dá)150℃，是目前國(guó)內(nèi)最常用的中高溫水泥分散劑。第三章油井水泥及其外加劑例3：聚羧酸類最常用的是聚丙烯酸或其鹽類作為優(yōu)良的分散劑，它首先必須有良好的吸附分散性能，以保證為水泥漿提供良好的流變性能；其次是溫度穩(wěn)定性，即在高溫下不分解并仍保持較強(qiáng)吸附性能和分散性能。這些均取決于分散劑的結(jié)構(gòu)及其物理化學(xué)性質(zhì)。上述分散劑均為陰離子型表面活性劑或表面活性物質(zhì)。上述分散劑的溫度穩(wěn)定性同樣取決于分子結(jié)構(gòu)。隨著溫度升高，分散能力下降是普遍規(guī)律；除自身結(jié)構(gòu)原因外，還與水泥水化產(chǎn)物在高溫下的轉(zhuǎn)化有關(guān)。第三章油井水泥及其外加劑2）分散劑的作用機(jī)理分散劑的作用如下:吸附—分散作用第三章油井水泥及其外加劑潤(rùn)濕作用摻入水泥分散劑使整個(gè)體系界面張力降低，不但能使水泥顆粒有效地分散，并由于潤(rùn)濕作用，亦會(huì)增大水泥顆粒的水化面積，提高水化速度。潤(rùn)滑作用——水化膜減阻、氣泡滑動(dòng)作用第三章油井水泥及其外加劑分散劑的作用機(jī)理分散劑對(duì)水泥顆粒ξ電位的影響：強(qiáng)烈壓縮雙電層而改變電性或進(jìn)一步降低電性。分散劑在水泥顆粒表面的吸附：表現(xiàn)為多分子層吸附，不但固液界面自由能降低，而且有利顆粒之間的滑動(dòng)與分散。分散劑的溶劑化層作用和引氣作用：大分子形成的溶劑化層及引入的氣泡具有分散潤(rùn)滑作用。第三章油井水泥及其外加劑表3-1水泥熟料礦物ζ電位C3AC4AFC3SC2Sξ電位(mV)24.920.9-3.64-7.69分散劑在水泥單礦物的表觀吸附量有如下順序：C3A＞C4AF＞C3S＞C2S分散機(jī)理的理解第三章油井水泥及其外加劑水與水泥的分散體系在理想狀態(tài)下沒(méi)有水化的發(fā)生，從膠體化學(xué)的理論上講應(yīng)該是帶負(fù)電的。在反應(yīng)活潑期C3S的水化反應(yīng)使水泥顆粒由于吸附Ca2+而帶正電，而誘導(dǎo)期（灌漿階段）的慢反應(yīng)使水泥顆粒對(duì)外呈負(fù)電性，此時(shí)分散劑的存在使水泥顆粒的負(fù)電性加強(qiáng)，同性電荷的斥力增加，有分散作用。3）分散劑對(duì)水泥漿流變性的影響流變性：流體在外力作用下所產(chǎn)生的流動(dòng)變形特性。如粘滯性、觸變性、剪切稀釋性等。第三章油井水泥及其外加劑注水泥過(guò)程中，水泥漿的流動(dòng)性能影響到水泥對(duì)環(huán)形空間頂替效率、環(huán)形空間的摩阻壓力降以及注水泥漿所用泵的功率。水泥漿是非牛頓流體，選用冪律模式、賓漢模式、赫—巴和卡森模式等描述其流變性。例如：冪律模式剪切應(yīng)力(τ)與剪切速率(γ)之間的關(guān)系為：實(shí)際上水泥漿由于固相含量高，一般多呈現(xiàn)塑性流體，但為了反應(yīng)其水力學(xué)特征，常用n、K來(lái)對(duì)應(yīng)臨界流速反應(yīng)其流動(dòng)性。第三章油井水泥及其外加劑在多數(shù)情況下，水泥漿n<1。當(dāng)水泥漿n接近于l時(shí)，在一定剪切速率下的表觀粘度趨于一個(gè)常數(shù)，則該水泥漿可視為牛頓流體。牛頓型水泥漿頂替鉆井液效果較好，分散劑就能起到這樣的作用。表3-2第三章油井水泥及其外加劑實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，加分散劑的水泥漿達(dá)到紊流時(shí)的臨界流速和排量比不加分散劑的低得多，因而更易達(dá)到紊流頂替，以提高環(huán)空頂替效率，所以分散劑又稱為紊流引導(dǎo)劑。2、調(diào)凝劑稠化時(shí)間：從拌漿開(kāi)始，水和水泥混合后稠度達(dá)到100BC所需的時(shí)間。為可泵送的極限時(shí)間，為了保證施工安全，施工時(shí)間應(yīng)低于稠化時(shí)間。凝結(jié)時(shí)間：從拌漿開(kāi)始，水泥漿從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的時(shí)間。包括初凝和終凝時(shí)間，一般要求施工總時(shí)間為初凝時(shí)間的50～65％。過(guò)渡時(shí)間：從初凝到終凝甚至到產(chǎn)生抗壓強(qiáng)度成為滲透率極低的水泥石的這一期間。第三章油井水泥及其外加劑稠化曲線：在稠化過(guò)程中水泥漿稠度隨時(shí)間變化的曲線調(diào)凝劑：為了準(zhǔn)確控制施工時(shí)間，既要保證施工安全，又要盡量縮短水泥漿在環(huán)空中候凝時(shí)間以減少水泥失水、析水或遭水浸、氣浸的時(shí)間通常要在水泥漿中加入稠化時(shí)間調(diào)節(jié)劑。能縮短水泥漿稠化時(shí)間的外加劑稱為促凝劑（早強(qiáng)劑），能延長(zhǎng)水泥漿稠化時(shí)間的外加劑稱緩凝劑。直角稠化：

水泥水化過(guò)程的誘導(dǎo)期相對(duì)較長(zhǎng)，而加速期很短，水泥漿稠度出現(xiàn)“突躍”，在數(shù)分鐘或十多分鐘增至100BC，這就是所謂“直角稠化。第三章油井水泥及其外加劑1）調(diào)凝劑的作用原理（1）分散劑的調(diào)凝作用（吸附機(jī)理）調(diào)凝劑種類很多，不能用一種理論把它們的作用原理全部概括起來(lái)，一種調(diào)凝劑可能有一方面或幾方面的作用機(jī)理。在水泥漿分散體系中，水泥粒子因重力、粒子間范德華引力、水化微粒之間的化學(xué)鍵力以及碰撞而聚集，這些都是水泥凝結(jié)的原因，也是膠體分散體系被破壞的原因。從這個(gè)意義上講，水泥漿的分散性好，膠體體系則不易破壞，水化粒子之間的聚集受到阻礙，因此，凝結(jié)時(shí)間將延長(zhǎng)。尤其是加入分散劑之后，吸附作用、帶電微粒的排斥作用、溶劑化層的屏障都使凝結(jié)時(shí)間增長(zhǎng)，因此，多數(shù)分散劑都有緩凝作用，能減緩水化速度。第三章油井水泥及其外加劑（2）無(wú)機(jī)鹽的調(diào)凝作用

鹽效應(yīng)在水泥漿開(kāi)始攪拌時(shí)加入水泥礦物不含有的離子，如Na+，Cl-等將會(huì)分別吸引水化產(chǎn)物中的不同符號(hào)離子，使它們?cè)谌芤褐械幕疃葴p少，溶解度增大，這會(huì)影響到水泥的水化速度和結(jié)晶速度。C3S的水化過(guò)程中，在誘導(dǎo)期產(chǎn)生的[Ca2+]濃度已達(dá)到Ca(OH)2的結(jié)晶濃度，但由于Cl-的存在，則Ca2+活度減小，C3S的溶解度將增加到[Ca2+]達(dá)到過(guò)飽和的濃度，才會(huì)出現(xiàn)Ca(OH)2晶體，于是延緩了凝結(jié)時(shí)間。同離子效應(yīng)在水泥漿中加入與水泥礦物所具有的同類離子，如Ca2+，SiO44-等可以促進(jìn)Ca(OH)2晶體和硅酸鈣凝膠的形成，因此它們有促凝作用第三章油井水泥及其外加劑生成復(fù)鹽復(fù)鹽是指含有兩種或兩種以上正離子或負(fù)離子的鹽，它們的溶解度往往小于相應(yīng)的水化產(chǎn)物，因而最先結(jié)晶。如C3A.3CaSO4.31H2O和C3A.CaCl2.10H2O的溶度積分別是1.1×10-40和1.0×10-39，比相應(yīng)的簡(jiǎn)單鹽要小得多，這樣促使水泥漿凝結(jié)。（3）沉淀理論沉淀理論認(rèn)為，有機(jī)物的極性基團(tuán)如羧酸根等在水泥粒子表面生成難溶鹽(通常是鈣鹽或其螯合物)或保護(hù)膜包裹未水化的水泥顆粒，由于屏蔽作用則使水分子不能接近，起延長(zhǎng)誘導(dǎo)期的作用（螯合機(jī)理）。第三章油井水泥及其外加劑鈣鹽名稱溶解度(mmol/n)緩凝能力甲酸鈣127促凝醋酸鈣220促凝順丁烯二酸鈣16適當(dāng)丁二酸鈣8弱葡萄糖酸鈣8很強(qiáng)酒石酸鈣2很強(qiáng)草酸鈣0.005沒(méi)有表3-3部分有機(jī)酸鹽的溶解度第三章油井水泥及其外加劑（4）成核、結(jié)晶理論討論水化反應(yīng)歷程時(shí)已經(jīng)知道，延緩晶核理論認(rèn)為，誘導(dǎo)期的結(jié)束，加速期的開(kāi)始是以Ca(OH)2結(jié)晶，[Ca2+]濃度下降為標(biāo)志。成核結(jié)晶理論認(rèn)為，任何加速Ca(OH)2的成核過(guò)程和晶核發(fā)育的化合物都可以成為促凝劑，反之則是緩凝劑。CaCl2在水化初期就有加速Ca(OH)2的成核作用，是有效的促凝劑。有機(jī)酸具有陰離子基團(tuán)，它們與Ca2+產(chǎn)生絡(luò)合作用后，絡(luò)合物吸附在正在發(fā)育的Ca(OH)2晶核上，抑制其生長(zhǎng)，或者Ca2+和OH-重新形成晶核，因而誘導(dǎo)期明顯變長(zhǎng)。丁二酸鈣有很小的溶解度，但它的酸或鈉鹽緩凝效果遠(yuǎn)不及酒石酸或葡萄糖酸，其原因就是它們與鈣的絡(luò)合物差異較大，如左圖中酒石酸鈣絡(luò)合物較穩(wěn)定。第三章油井水泥及其外加劑調(diào)凝劑對(duì)C3A水化歷程的影響加入微晶粒的C3A明顯加快第二放熱峰的到來(lái)，加入有機(jī)緩凝劑(如糖類)卻延遲了第二放熱峰的到來(lái)，原因可能是緩凝劑進(jìn)入六角水化物的層間結(jié)構(gòu)與其中的羥基通過(guò)氫鍵而結(jié)合。由于需要較多的氫鍵才能結(jié)合一個(gè)有機(jī)物分子，因而穩(wěn)定了六角水化物的結(jié)構(gòu)，防止它很快轉(zhuǎn)化成C3AH6。第三章油井水泥及其外加劑2）促凝劑在固井施工中遇到固淺井或深井導(dǎo)管、表層套管、高寒地區(qū)的固井、擠水泥、打水泥塞或加有緩凝效應(yīng)的降失水劑時(shí)，常需要縮短水泥漿凝結(jié)時(shí)間而采用促凝劑。促凝劑一般是無(wú)機(jī)鹽和一些低相對(duì)分子質(zhì)量的有機(jī)物。（1）無(wú)機(jī)促凝劑常用有：CaCl2，NH4Cl，MgCl2，Ca(NO3)2，AlCl3，Na2CO3和硅酸鈉等，其中CaCl2是最常用的促凝劑和早強(qiáng)劑。但CaCl2與很多外加劑缺少配伍性，影響水泥石滲透率及后期強(qiáng)度，而且氯離子對(duì)套管可能帶來(lái)腐蝕等。目前已不提倡使用CaCl2做促凝劑。第三章油井水泥及其外加劑常用有：甲酸鈣，甲酸銨，尿素，三乙醇胺，乙二醛等，加入甲酸鈣的水泥水化放熱量低于加入CaCl2的水泥水化放熱量，因而可以用它來(lái)取代氯化鈣，但其價(jià)格較高。三乙醇胺不僅有促凝作用，也有早強(qiáng)作用，它的促凝機(jī)理是加快水化鋁酸鈣轉(zhuǎn)變成C3AH6晶體和鈣礬石（水化硫鋁酸鈣）的生成，它對(duì)C3S和C2S有一些緩凝作用。三乙醇胺對(duì)于降低某些降失水劑和分散劑給水泥帶來(lái)的過(guò)分緩凝作用特別有效。（2）有機(jī)促凝劑第三章油井水泥及其外加劑3）緩凝劑1木質(zhì)素磺酸鹽及其衍生物當(dāng)井深增加至3000m或更深時(shí)，井底靜止溫度達(dá)到90℃以上，隨著溫度升高，加快了水泥水化反應(yīng)速度，使水泥漿稠化時(shí)間縮短，可泵時(shí)間減少。為了防止水泥凝結(jié)過(guò)快．要在其中加入緩凝劑。緩凝劑是用來(lái)延緩水泥漿的凝結(jié)時(shí)間，使水泥漿能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持其流動(dòng)性，以利于固井水泥漿的灌注與固結(jié)，提高施工質(zhì)量，或降低水泥水化熱。它對(duì)延緩水泥漿的凝結(jié)、推遲水泥水化放熱過(guò)程，減少溫度應(yīng)力所引起的裂縫等方面均起著重要的作用。同時(shí)也能達(dá)到節(jié)省水泥用量的目的。4羥基羧酸及其鹽2磺化丹寧、磺化栲膠、丹寧酸鈉3纖維素衍生物5無(wú)機(jī)化合物緩凝劑種類第三章油井水泥及其外加劑（1）木質(zhì)素磺酸鹽及其衍生物磺烷基木質(zhì)素硝基木質(zhì)素制備用于4000m以上井深，用量為0.1%～1%

?？蓡为?dú)使用，也可復(fù)配使用，復(fù)配可提高抗溫性。如:磺烷基木質(zhì)素通過(guò)與酒石酸、葡萄酸、硼酸或它們的鹽復(fù)配可用于200℃高溫深井，特別適用于C3A含量低的水泥。使用特點(diǎn)第三章油井水泥及其外加劑（2）磺化丹寧、磺化栲膠、丹寧酸鈉這是一大類由植物的根、莖經(jīng)磺甲基化(用甲醛加亞硫酸鈉進(jìn)行磺甲基反應(yīng))后與堿液作用而制成的鉆井液稀釋劑和水泥漿緩凝劑?；腔幹荒苡糜诟邷貤l件，否則對(duì)水泥石強(qiáng)度有明顯影響。（3）纖維素衍生物這類緩凝劑是由大量葡萄糖基構(gòu)成的鏈狀大分子，經(jīng)改性制得。這也是一類常用的降失水劑。如CMC、CMHEC。使用特點(diǎn)適用于135℃以下，加量一般為0.05%～0.2%，最高不超過(guò)0.3%，較多有促凝增粘作用。如：代號(hào)為SY-8的L-CMC，常用做油井水泥緩凝劑，具有加量少(0.05%～0.15%)而增粘不明顯的特點(diǎn)。第三章油井水泥及其外加劑（4）羥基羧酸及其鹽類羥基羧酸緩凝劑的結(jié)構(gòu)如圖所示具體種類酒石酸及其鹽糖類（如葡萄糖、葡萄糖酸、葡萄糖酸鈉(或鈣鹽)有機(jī)膦（如磷酸鹽，二聚磷酸鹽，三聚磷酸鹽，四聚磷酸鹽)※※※第三章油井水泥及其外加劑這類緩凝劑若與促凝劑或速凝劑復(fù)合使用、可有效起到調(diào)節(jié)凝結(jié)、硬化的作用，其中葡萄糖酸與促凝劑復(fù)合使用的效果最為顯著。使用特點(diǎn)（5）無(wú)機(jī)化合物硼砂、氧化鋅、偏磷酸鹽等由于其緩凝作用不穩(wěn)定，因此不常使用。硼酸、磷酸、氫氟酸和鉻酸以及它們的鹽類鋅和鉛的氧化物※※機(jī)理氫氧化鋅沉淀在水泥顆粒表面，形成一個(gè)低溶解度(K0＝1.8×10-14)、低滲透率的薄膜，抑制了水泥的進(jìn)一步水化。當(dāng)膠態(tài)的Zn(OH)2轉(zhuǎn)變成結(jié)晶態(tài)的CaZn2(OH)6·2H2O后，緩凝作用結(jié)束。使用特點(diǎn)第三章油井水泥及其外加劑3、降失水劑失水：指水泥漿在環(huán)空上返過(guò)程中，由于液柱和地層壓差的作用，自由水滲入地層的現(xiàn)象。由于泵送施工工藝的要求，水泥漿的水灰比為0.4～0.5，水在水泥漿中起分散介質(zhì)的作用。注水泥施工通常要進(jìn)行幾小時(shí)，候凝時(shí)間則更長(zhǎng)。在這段時(shí)間里，這些自由水動(dòng)向如何，是國(guó)內(nèi)外固井研究中所十分重視的問(wèn)題。水泥漿中的自由水有一部分參與水化反應(yīng)，其余的則可能表現(xiàn)為析水、失水或存在于水泥顆粒之間。自由水的析出會(huì)引起水環(huán)或水帶，影響水泥石的封隔效果。我國(guó)規(guī)定油井水泥漿析水不得高于1.4％，通常加入一些增粘保水的物質(zhì)以預(yù)防析水。第三章油井水泥及其外加劑1）水泥漿失水的危害（1）對(duì)地層造成傷害。濾液能使地層滲透率降低。隨失水進(jìn)入地層孔隙的水泥微粒能引起更為嚴(yán)重的物理堵塞。（2）改變水泥漿的流動(dòng)性。失水使水泥漿變稠，增大泵壓，如果遇到高滲透層，產(chǎn)生大量濾失，水泥漿會(huì)出現(xiàn)早凝或閃凝。這樣我們很難通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)判斷井下水泥漿運(yùn)動(dòng)的真實(shí)情況。（3）高失水是造成氣竄的主要原因之一。如果氣層之上有高滲透層，那么當(dāng)水泥漿高失水后泥餅將橋堵在高滲透層附近并支持上部液柱重力，造成氣層井段水泥漿的有效壓力降低。一旦該壓力低于一定值，則可發(fā)生氣浸，甚至發(fā)展到整個(gè)環(huán)空被氣體竄通。第三章油井水泥及其外加劑2）水泥漿失水要求標(biāo)準(zhǔn)油氣層固井，失水量≤20ml/30min深井固井，失水量≤50ml/30min擠水泥作業(yè)，失水量≤50～200ml/30min一般固井，失水量≤250ml/30min對(duì)不同的注水泥漿施工，水泥漿API失水量要求不同：3）常用水泥降失水劑及作用機(jī)理良好的降失水劑應(yīng)符合以下條件：對(duì)水泥漿的流動(dòng)性，抗壓強(qiáng)度，凝結(jié)時(shí)間無(wú)不良影響；能適應(yīng)不同類型和密度的水泥漿；使用方便，成本低（降失水劑加量較大）。第三章油井水泥及其外加劑3水溶性聚合物1固體顆粒2膠乳降失水劑種類（1）固體顆粒這類降失水劑有：膨潤(rùn)土、瀝青、CaCO3粉末、微硅、石英粉、火山灰、飛塵、硅藻土、硫酸鋇細(xì)粉、滑石粉、熱塑性樹(shù)脂等。作用機(jī)理例如:最初用作降濾失劑的是膨潤(rùn)土，5%～8%的優(yōu)質(zhì)粘土就可以使水泥漿失水降低到300～400ml/30min。捕集機(jī)理物理堵塞機(jī)理第三章油井水泥及其外加劑（2）膠乳膠乳是乳液聚合物，是由粒徑200～500μm的微小聚合物粒子在乳液中形成的懸浮體系。大多數(shù)膠乳體系含有50％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）左右的固相，就像膨潤(rùn)土那樣，膠乳粒子可以在水泥濾餅的徽隙中形成架橋顆粒和物理堵塞。

油井水泥最常用的膠乳是聚二氯乙烯和聚醋酸乙烯酯體系，但僅限于50℃以下使用。苯乙烯-二烯及其衍生物的共聚物膠乳體系已經(jīng)用于176℃條件下固井作業(yè)。膠乳體系除具有良好的降濾失性能外，還可改善水泥石性能，增強(qiáng)抗震抗腐蝕能力等。其加量為1%～5%左右。第三章油井水泥及其外加劑作用機(jī)理賈敏效應(yīng)Jamin效應(yīng)：毛細(xì)管中的氣阻或液阻現(xiàn)象稱賈敏效應(yīng)。是液體中由于氣泡或其它與液體不相溶的液珠存在時(shí)，液體通過(guò)毛細(xì)管產(chǎn)生的附加阻力賈敏效應(yīng)示意圖

（P2-P1）>0，作用方向由右至左，與流體進(jìn)入的方向相反，因此是一種妨礙流體進(jìn)入的阻力。流體中存在的不相溶的液珠很多，附加阻力是各個(gè)小液珠附加阻力的總和。第三章油井水泥及其外加劑（3）水溶性聚合物①纖維素衍生物這類產(chǎn)品品種較多，常用的有HEC(羥乙基纖維素)、CMC、CMHEC等。纖維素衍生物降失水劑由于其優(yōu)良的增粘性，因而在低密度和高密度水泥漿中既能降濾失又能穩(wěn)定漿體，這使得水泥配方調(diào)節(jié)更為方便。羧甲基纖維素(CMC)：用于降失水劑的CMC多采用中粘CMC，聚合度在300～600，摩爾取代度DS為0.5～0.8范圍。由于含有大量羧基，CMC有明顯緩凝效應(yīng)，故只能用于高溫降失水劑，而且還要加入適當(dāng)促凝劑如三乙醇胺、硅酸鈉等，其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉，增粘能力強(qiáng)。羥乙基纖維素(HEC)：屬水溶性非離子型聚合物，具有耐熱、耐鹽、有一定的抗高價(jià)金屬離子的能力、在冷水和熱水中溶解性都好等特點(diǎn)。其DS為1.5～2.5范圍，作為降濾失劑仍然用中粘HEC，即聚合度在300～800之間。HEC有一定的緩凝作用，因此用于中低溫井（40～90℃）時(shí)，需加入少量促凝劑。第三章油井水泥及其外加劑羧甲基羥乙基纖維素(CMHEC)：在美國(guó)及多個(gè)國(guó)際公司用于水泥降失水劑，它具有CMC和HEC兩者的特點(diǎn)。它和羧酸配伍有良好的抗鹽和抗溫性。②丙烯酰胺類共聚物鑒于纖維素降失水劑效率受溫度和增粘性的限制，人們開(kāi)始尋求人工合成降失水劑。丙烯酸胺類共聚物作為油井水泥降失水劑是丙烯酰胺單體(AM)和一批陰離子或非離子單體通過(guò)自由基聚合產(chǎn)生的二元或三元共聚物，有良好的抗鹽抗鈣能力，水泥漿流變性好，使用溫度達(dá)160℃，API失水量能低到20～30mL／30min，可加入少量促凝劑如三乙醇胺，甲酸鈣等來(lái)調(diào)節(jié)稠化時(shí)間。第三章油井水泥及其外加劑③其它合成聚合物聚乙烯基吡咯烷酮類：聚乙烯吡咯烷酮為非離子型降失水劑，與SXY和FDN系列分散劑復(fù)配使用降失水效果好。另外，聚乙烯吡咯烷酮還可與CMHEC或HEC復(fù)配使用以改善降濾失性能。聚乙烯吡咯烷酮與陽(yáng)離子聚合物或其他共聚物復(fù)配構(gòu)成新型高效降失水劑體系。其組成為；聚乙烯吡咯烷酮、馬來(lái)酸酐一乙烯吡咯烷酮共聚物和聚陽(yáng)離子。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)研制的聚乙烯吡咯烷陽(yáng)一乙烯基單體嵌段共聚物是一種優(yōu)良的降失水劑，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0.6％濾失量小于100mL／30min。此共聚物與其他常用的外加劑配伍性好。此外，還具良好耐鹽、耐溫性能。聚磺化苯乙烯：陰離子型均聚物作為水泥降失水劑并不多見(jiàn)，因?yàn)樗鼈兙哂芯從?yīng)?；腔郾揭蚁⊿PS）和磺化聚甲基苯乙烯（SPVT）均為此類。SPVT、PNS和磺化苯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚物混合使用于鹽水水泥漿體系效果很好第三章油井水泥及其外加劑聚胺類：聚乙烯胺（FLA）是聚胺類降失水劑，已在國(guó)外廣泛應(yīng)用。其相對(duì)分子質(zhì)量在105～106范圍，大分子鏈結(jié)構(gòu)為高度分支型。胺基的三種形式（伯、仲、叔胺）同時(shí)存在于大分子鏈中。聚乙烯胺必須與FDN或木質(zhì)素分散劑配伍使用，以獲得最佳降失水效果。聚胺對(duì)水泥漿稠化時(shí)間、抗壓強(qiáng)度影響較小，流動(dòng)性好，能用于較高溫度。第三章油井水泥及其外加劑④水溶性聚合物降失水機(jī)理水溶性聚合物通過(guò)多種機(jī)理實(shí)現(xiàn)降失水，主要機(jī)理有：增粘機(jī)理、吸附機(jī)理、捕集和物理堵塞機(jī)理高聚物增加水泥漿粘度：降失水劑多是天然高聚物改性或人工合成高聚物。隨它們?cè)谒酀{中量的增加，漿液粘度增加，而降失水的作用更為明顯。在低溫條件下，適當(dāng)?shù)卦黾铀酀{粘度有利于降低失水，高溫深井注水泥時(shí)增粘降失水并不可取。第三章油井水泥及其外加劑高聚物吸附增大失水阻力：作為降失水劑的高聚物通常帶有陰離子基團(tuán)如-C00-、-SO3-或帶有孤對(duì)電子的氧、氮、硫原子。它們能通過(guò)靜電吸引或氫鍵吸附在水泥顆粒之上，尤其在水化初期；而另一部分活性基團(tuán)則能與水形成溶劑化層，從而使水分子同水泥微粒一道得以分散。性能優(yōu)良的降失水劑大分子鏈上有足夠數(shù)量的強(qiáng)水化性基團(tuán)，以增加吸附水層厚度，減少結(jié)構(gòu)內(nèi)圈閉的自由水量，使水分子運(yùn)動(dòng)阻力增大，水泥漿濾失量降低。降失水劑吸附基的數(shù)量和吸附基在固體表面吸附的牢固程度是影響大分子鏈在水泥顆粒上的吸附穩(wěn)定性的兩個(gè)重要因素；當(dāng)外加劑分子中有兩個(gè)以上極性基并且這些極性基有絡(luò)合能力時(shí)，則該外加劑的親固力增強(qiáng)。降失水劑與水泥微粒形成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是減小瞬時(shí)失水和形成致密濾餅的重要因素。第三章油井水泥及其外加劑捕集和物理堵塞作用改善泥餅質(zhì)量：濾餅中水泥顆粒的形狀和尺寸，流體的粘度，水泥顆粒和流動(dòng)介質(zhì)各組分所帶電荷均影響水通過(guò)濾餅的速度。濾餅的形成是緊靠井壁或?yàn)V網(wǎng)的那部分水泥網(wǎng)架結(jié)構(gòu)被壓縮而失水的結(jié)果。大分子的牢固吸附，使水通過(guò)濾餅的速度降低，同時(shí)在壓差的作用下其無(wú)規(guī)則線團(tuán)也在濾餅的多孔結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生捕集和物理堵塞作用，使水泥濾餅達(dá)到更低的滲透率，有效降低失水。降低濾餅的滲透率是控制濾失的重要手段。一旦形成瞬時(shí)濾餅，水泥漿的濾失性就與該濾餅的致密性有重要關(guān)系。當(dāng)水泥漿中含有足夠量的降失水劑時(shí)，其API失水可降至25ml/30min，濾餅的滲透率比凈漿濾餅小1000倍。而液相粘度最多增大5倍。第三章油井水泥及其外加劑4、水泥膨脹劑氣竄：是指高壓油氣層中的氣體沿著水泥石與井壁和（或）水泥石與套管間的縫隙進(jìn)入低壓層或上竄至地面的現(xiàn)象。形成原因：水泥石與井壁和（或）水泥石與套管間之所以形成縫隙是因?yàn)樗酀{在固化和硬化階段出現(xiàn)體積收縮引起的。水泥中的組分水化后體積收縮率(％)C3S5.3C2S2.0C3A23.8C4AF10.0表3-4水泥各組分水化后體積收縮率顯然，水泥漿在固化和硬化階段的體積收縮是各組分水化后體積收縮的綜合結(jié)果。為了減小體積收縮，需要使用水泥膨脹劑（防氣竄劑）。第三章油井水泥及其外加劑3氧化鎂1半水石膏、石膏、明礬石等2鋁粉膨脹劑種類（1）半水石膏(CaSO4.1/2H2O)半水石膏結(jié)合水轉(zhuǎn)化為石膏，石膏與水化鋁酸三鈣反應(yīng)生成鈣礬石（水化硫鋁酸鈣），鈣礬石分子中含有大量的結(jié)晶水，體積膨脹，抑制了水泥漿的體積收縮。（2）鋁粉2Al＋Ca(OH)2＋2H2O＝Ca(AlO2)2＋3H2第三章油井水泥及其外加劑反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣分散在水泥漿中，使體積膨脹，抑制了水泥漿的體積收縮。由于氫氣的存在，使水泥具有一定的可壓縮性，因此也稱為可壓縮水泥。（3）氧化鎂MgO＋H2O＝Mg(OH)2氧化鎂的密度為3.58g.cm-3，氫氧化鎂的密度為2.36g.cm-3，所以氧化鎂水化后體積增大，抑制水泥漿的體積收縮。而且由氧化鎂引起的水泥漿體積膨脹率隨溫度升高而增大，所以氧化鎂適用于高溫深井。第三章油井水泥及其外加劑5、密度調(diào)整外摻料水泥的固體密度為3.1～3.2，配制水泥漿常用的水灰比為0.38-0.56，因此常規(guī)水泥漿的密度為1.8～1.9。根據(jù)地層情況，固井時(shí)要調(diào)整水泥漿密度使其有效的頂替鉆井液，提高固井質(zhì)量，因此要用到降低密度的外摻料和提高密度的外摻料。水泥漿密度控制原則：固井時(shí)為使水泥漿將井壁與套管之間的鉆井液替換干凈，通常要求水泥漿密度必須大于鉆井液密度，以不壓漏地層為度。加重水泥漿—水泥漿密度＞2.0常規(guī)水泥漿—水泥漿密度1.65～2.0低密度水泥漿—水泥漿密度1.30～1.64超低密度水泥漿—水泥漿密度＜1.30根據(jù)密度對(duì)水泥漿體系的分類：第三章油井水泥及其外加劑1）降低水泥密度外摻料材料種類粘土(鵬潤(rùn)土、硅藻土)，低密度礦渣，硬瀝青，膨脹珍珠巖，粉煤灰，火山灰，水玻璃12微珠(玻璃、陶瓷、脲醛樹(shù)脂等)作用原理第一類主要是一些吸水增粘的物質(zhì)，其調(diào)整水泥漿密度主要取決于水灰比的大小，而不是以降密度材料本身密度大小或摻量多少?zèng)Q定。這類材料最低可將密度調(diào)至1.50左右。另一類（微珠）主要以降密度材料本身來(lái)降低密度，其密度與摻量決定水泥漿密度的大小；另外可以用化學(xué)發(fā)泡劑形成泡沫水泥漿實(shí)現(xiàn)降密度。第三章油井水泥及其外加劑2）提高水泥密度外摻料高密度固體粉末：重晶石，鈦鐵礦，磁鐵礦，菱鐵礦等12水溶性鹽（如氯化鈉）材料種類提高密度的方法加加重材料提高配漿水的密度在加分散劑的前提下，降低水灰比提高固體材料的堆積密度(通過(guò)常規(guī)水泥和超細(xì)固相相結(jié)合，配合高效分散劑）最后一種方法中使用的高效分散劑是一種特殊的活化材料，形成的水泥漿性能在很大程度上不受密度制約，性能獨(dú)特，懸浮穩(wěn)定性好，濾失性好，水泥石抗壓強(qiáng)度高。第三章油井水泥及其外加劑6、防漏堵漏外摻料由于水泥漿的密度比鉆井液的密度要大，所以鉆井過(guò)程中的易漏地層，在注水泥的過(guò)程中仍會(huì)發(fā)生水泥漿漏失。要使用防漏堵漏外摻料。主要堵漏材料纖維性材料：短棉絨，石棉等12顆粒性材料：核桃殼，花生殼，玉米芯，粘土，硅藻土，膨脹珍珠巖，石灰?guī)r等在這些堵漏材料中，表面惰性材料（核桃殼）的加入不會(huì)對(duì)水泥漿的稠化時(shí)間和水泥石的強(qiáng)度產(chǎn)生影響；表面活性材料（如粘土），則要注意其加入對(duì)水泥漿的稠化時(shí)間和水泥石的強(qiáng)度產(chǎn)生的影響。第三章油井水泥及其外加劑第五節(jié)特殊水泥漿體系介紹1、膨脹水泥膨脹水泥即在水泥漿凝固時(shí)產(chǎn)生輕微的體積膨脹的水泥體系。膨脹水泥的制造通常是在硅酸鹽水泥中加入一些能產(chǎn)生膨脹的材料或膨脹劑而成，要求體積膨脹在0.05％～0.20％，此外，水泥與套管、地層之間應(yīng)具有良好的粘接力。這可以克服因水泥收縮而產(chǎn)生微環(huán)隙，從而減小氣竄的可能性。膨脹水泥的種類有鈣礬石體系、針鈉石體系、煅燒氧化鎂體系、氧化鈣復(fù)合體系、高鋁水泥膨脹體系、鋁粉體系等?？筛鶕?jù)不同的井況選擇合適的水泥體系。第三章油井水泥及其外加劑水合硫鋁酸鈣結(jié)晶導(dǎo)致水泥膨脹在硅酸鹽水泥中加入石膏、無(wú)水石膏、明礬石Al2(SO4)3等物質(zhì)與水泥熟料礦物C3A，C4AF作用生成水化硫鋁酸鈣（鈣釩石）晶體而產(chǎn)生膨脹力。但是水化硫鋁酸鈣在70～100℃要分解致使水泥石強(qiáng)度下降，故多用于中低溫井。金屬氧化物膨脹劑Al2O3，F(xiàn)e2O3，MgO，CaO等金屬氧化物或它們之間的復(fù)配物在水溶液中生成Mg(OH)2，Ca(OH)2，體積有所增長(zhǎng)；Al2O3和CaO等還可以促進(jìn)鈣礬石生長(zhǎng)，產(chǎn)生早期膨脹。適用于40～95℃井溫。5％至飽和的鹽水拌和水泥也有膨脹作用。第三章油井水泥及其外加劑2、低密度水泥水泥中加入適量吸水增粘的物質(zhì)適當(dāng)提高加水量水泥中加入空心玻璃珠、陶瓷珠等惰性耐壓的微珠四種低密度水泥實(shí)現(xiàn)方法：用鉆井液、礦渣、微硅、微珠通過(guò)鉆井液轉(zhuǎn)化為水泥漿技術(shù)使用化學(xué)發(fā)泡劑形成泡沫水泥，若在基漿中加入微珠，能使水泥漿的密度降至更低。1234第三章油井水泥及其外加劑火山灰水泥火山灰包括人造火山灰和天然火山灰，都是經(jīng)過(guò)加工或未加工處理的硅質(zhì)材料。特點(diǎn)：火山灰水泥中，火山灰加量一般為20%～50%，并用適量石膏調(diào)凝，水泥石強(qiáng)度高和防腐蝕性好。泡沫水泥泡沫水泥用于高滲低壓油氣井固井。泡沫水泥通常由基漿、氮?dú)?、起泡劑和穩(wěn)泡劑組成。干度通常低于50%，否則會(huì)導(dǎo)致水泥石滲透率急劇增大。有膨脹性是泡沫水泥防竄的機(jī)理，它可彌補(bǔ)失重產(chǎn)生的壓降。泡沫還能通過(guò)“賈敏效應(yīng)”封堵氣竄通道。第三章油井水泥及其外加劑3、微細(xì)水泥(膠體水泥）微細(xì)水泥顆粒非常細(xì)，大小主要分布在1－15μm范圍內(nèi)，其比表面積通常在500～1000m2／kg之間。因此具有較強(qiáng)的滲透能力和超快速凝結(jié)等特點(diǎn)。有三種類型：微細(xì)高爐礦渣水泥、微細(xì)波特蘭水泥和微細(xì)高爐礦渣與微細(xì)油井水泥的混合物。由于超細(xì)水泥有其特殊的性能，在油田上的低溫下注水泥、擠水泥、堵水、防砂等方面有廣泛的應(yīng)用。4、纖維水泥纖維對(duì)水泥性能的改善作用改善了水泥石的微觀結(jié)構(gòu)，而且對(duì)水泥環(huán)的抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度、膠結(jié)強(qiáng)度以及射孔時(shí)出現(xiàn)的裂紋現(xiàn)象都有所改善。第三章油井水泥及其外加劑在