油井水泥外加劑及應用

-專業(yè)學習資料-專業(yè)學習資料-可編輯學習資料共享學習資料共享油井水泥外加劑及應用第一節(jié)概述隨著石油工業(yè)的進展，油氣勘探和開發(fā)領域日益擴大，鉆井技術漸漸提高。深井、超深井和特別井頻頻問世，給油井技術提出更高的要求。特別是在地質構造簡單、井下條件惡劣的狀況下注水泥，承受純水泥已經(jīng)遠遠不能滿足工藝技術的要求，必需依靠外加劑來調整其使用性能。例如:填充劑可以增加產(chǎn)漿量，節(jié)約水泥，降低本錢;促凝劑或緩凝劑可以調整稠化時間，既能保證施工安全，又能在規(guī)定的時間內(nèi)到達連續(xù)作業(yè)的強度要求;降失水劑可以削減滲透性地層對水泥漿的濾失作用，保護油氣層，提高采收率;分散劑可以改善水泥漿流變性能，增加頂替效率，提高固井質量，延長油井壽命。因此，外加劑的爭論、重產(chǎn)和應用在國內(nèi)外都得到快速地進展。外加劑可以使水泥在不轉變根本成分的狀況下，轉變其水泥漿性能。它與水泥的關系是相輔相成的。一般地說，油井水泥外加劑可分為:(1)調整水泥漿稠化時間的外加劑:促凝劑、緩凝劑;(2)轉變水泥漿失水性能的外加劑:降失水劑;(3)改善水泥漿流變性能的外加劑:分散劑;(4)水泥漿密度調整劑:加重劑、減輕劑;降低循環(huán)漏失的外加劑:堵漏劑;提高水泥石熱穩(wěn)定性的外加劑:石英砂;(7)配制含鹽水泥漿;在淺井或表層套管注水泥施土中，雖然水泥漿滿足了泵送的要求，但往往存在稠化時間長、強度進展慢的問題，嚴峻影響鉆井進尺和固井質量。而參加促凝劑或早強劑，可以轉變水泥漿性能，既能滿足固井作業(yè)的要求，又能使強度盡快地到達連續(xù)鉆進的要求。固然有時也用來緩解因參加其它外加劑，例如分散劑、降失水劑等所引起的過緩凝，目的都是為了加速抗壓強度的進展，縮短候凝時間。嚴格地講，促凝和早強是有區(qū)分的:早強是指早期抗壓強度有明顯地提高，但對分散時間不作要求，如常用的分散劑，就有肯定的早強作用;而促凝劑則要求縮短分散時間，即加速分散，不管強度進展的快慢。這兩者往往既有共同的性質，而又有所不同。由于氯離子對對井下鋼材的腐蝕，所以制定了研制無氯根促凝劑，從今以后就消滅了非氯化物促凝劑或無氯根促凝劑或不含氯離子促凝劑等。為適應這種狀況，本文也把促凝劑分為氯化物促凝劑和非氯化物促凝劑。一、氯化物促凝劑氯化物促凝劑主要包括氯化鈣、氯化鈉、氯化鉀和海水等。氯化鈣(CaCI2)多年以來，氯化鈣始終被成功地用作促凝劑，也有很抱負的早強作用。當加到水泥或混合水中時，其濃度占水泥質量的2%-4%時，即能促進水泥漿的快速固化，到達所要求的候凝時間。77%;無水級是粒狀或片狀，含量為96%。對大多數(shù)需要，常規(guī)級加量2%，無水級加量1.6%就有最正確促凝效果。常規(guī)級是最通用的一種類型。無水級從大氣吸取少量水分之后，可用于高潮濕的地方(即含水量較高的使用對象，也就是說，只能加在混合水中，不能加在干水泥中)。加量占干水泥質量4%的氯化鈣有時推舉用于高水灰比的水泥漿，這時大體積A級、C級和低密度水泥。氯化鈉(NaCI)氯化鈉作促凝劑應留意濃度范圍。一般說來，氯化鈉濃度在10%以下時為促凝劑;在10%-18%既不促凝，也不緩凝，其稠化時間與純水泥漿相像;18%以上時表現(xiàn)出緩凝作用。氯化鈉在固井中的應用，或許有五個方面:(1)低濃度可作水泥漿的促凝劑;(2)高濃度(飽和鹽水)可作水泥漿的緩凝劑;(3)不同的濃度可作水泥漿不同的加重劑;用飽和鹽水水泥漿可固鹽層、石膏層或頁巖層等。一般地說，使用這種水泥漿，套管與鹽層的膠結較好。另外，這種水泥漿還能抑制膨潤土砂巖和頁巖的膨脹，防止泵經(jīng)鹽巖層時水泥漿沖蝕鹽層或使鹽巖溶解而增加井徑擴大率。降低嚴寒地區(qū)水泥漿的冰點。3.氯化鉀(ICI)氯化鉀能促進水泥漿凝固，且對其流淌性略有影響，與氯化鈣復合使用效果更好。在泥巖、貞巖、夾縫砂巖、石灰?guī)r等注水泥時，假設在0.3%-1.0%的氯化鉀，可以抑制粘土膨脹，防止造漿作用，以免影響膠結強度。據(jù)介紹，由于飽和鹽水水泥漿在低含鹽度層段因滲透壓的存在會引起裂縫，而不同鹽度的層段選擇其平衡鹽度的水泥漿又是不行能的，所以人們很少使用飽和鹽水水泥漿。氯化鈣復合物據(jù)介紹，氯化鈣與氯化鈉或氯化氨等混合使用效果更好。1%氯化鈣與2%氯化氨的混合物，或者2%氯化鈣與2%氯化鈉的混合物都是良好的復合促凝劑。使用這些復合促凝劑，既能牢靠地加速水泥漿分散和硬化，又不影響水泥漿的流淌性能，而且還能降低水泥漿的游離水。它們也可以增加水泥的水化熱，使溫度上升，提高水泥石的抗?jié)B透性能。使用氯化鈣與氯化氨的復配物，既能加速固化，又能提高早期強度。高反響熱又使之特別適用于低溫井注水泥。海水在海上鉆井，大多使用海水配制水泥漿。海水中的氯化物(氯化鈉、氯化鎂和氯化鈣等)可起促凝作用，其含量可達2.3%。開闊海疆或大洋中的海水化學成分格外均勻，而在海灣或近海，由于河流淡水的稀釋可能促凝作用較弱。一般說來，海水的促凝效果不如氯化鈣或它的復配物好，但2023m80二、無氯促凝劑下面介紹的是無氯促凝劑，主要包括碳酸鈉、硅酸鈉和石膏等無機物，以及低相對分子質量的有機物，像甲酞胺，三乙醇胺等。碳酸鈉(Na2CO3)碳酸鈉也稱純堿或蘇打。為白色粉末，密度為2.533g/cm3Na2CO3·H2O,Na2CO3·7H2O和Na2CO3·10H2O98%-99%。依顆粒大小和積存密度的不同，可分為超輕質純堿、輕質純堿和重質純堿。純堿用于油田固井工程是作為油井水泥的增加劑，也可在纖維素類降失水劑中參加純堿增加流淌性。假設水泥漿的初凝和終凝時間相隔較長，參加純堿之后可以縮短這個區(qū)間，但是稠化時間受影響:在加量不同的狀況下，有時長，有時短，并不是隨加量的增加或削減有規(guī)律性的變化，所以使用時應特別慎重。硅酸鈉(Na2O·nSiO2)工業(yè)生產(chǎn)的硅酸鈉是一類多硅酸鹽，由于它的化學成分類似于玻璃，故通常稱為水玻璃。又因硅酸鈉的水溶液呈堿性，同時又是肥皂的發(fā)泡劑，所以工業(yè)上有時一也稱為泡花堿。在石油工業(yè)上常用的是硅酸鈉水溶液，也有時一用速溶偏硅酸鈉。硅酸鈉在固井工程的應用包括以下幾個方面:促凝劑:硅酸鈉常被用作油井水泥的無氯根促凝劑，一般加量占干水泥質量的7%，促凝效果不好，而且加量與凝固時間也不成直線關12-24h內(nèi)有較高的抗壓強度。硅酸鈉的促凝作用主要是由于它與水泥漿中的Ca2+離子反響生成水化硅酸鈣C-S-H膠核，從而促使水泥的水化誘導期提前完畢。滲透作用:單純使用水泥封閉地層遇到的一個特別問題是不能滲透到所要求的地層位置，而膠狀的硅酸鈉水溶液就能滿足所期望的滲透性。通常是把水玻璃與氯化鈣配成具有肯定膠凝時間的溶液注入地層，讓其硬化成不具滲透性的固體?；蛘呤孪葘⑺嵝匀芤夯蚵然}溶液導入地層，然后再注入硅酸鈉溶液。在與酸性溶液接觸后發(fā)生膠凝而生成不滲透的固體，進而封閉地層。前置液:在注水泥中，假設用硅酸鈉溶液作前置液，可以保護鹽層和石膏層。應當留意的是輸送硅酸鈉溶液的管線盡管作了清洗，還可能留有殘量的鈣，而且鹽、膏層還含有氯化鈉、氯化鎂等，這些都可與硅酸鈉作用產(chǎn)生凝膠或沉淀，從而降低了硅酸鈉含量，阻礙了應起的作用。如果變成硅酸鉀，那就是另一種景象，因硅酸鉀與鹽、膏層的氯化物接觸后不發(fā)生絮凝，即使是與鈣也只是緩慢地產(chǎn)生膠凝。所以地層中滲入硅酸鉀之后，遇到地下水中的鈣就能生成凝膠而防止了沖洗期間對井壁的破壞。而且也有利于水泥與地層的膠結。降失水作用:它本身的降失水效果雖然不好，但對其它降失水劑卻無不良影響，故可用作緩解因加降失水劑而引起的水泥漿過緩凝。3.石膏石膏是常用的促凝早強劑，指的是無水石膏(CaS04)或半水石膏(CaS04·0.5H2O),而二水石膏(CaS04·2H2O)還有緩凝作用，它的加量大小直接影響促凝效果。由半水石膏和等量干水泥配制的石膏水泥，是為掌握特種注水泥或淺井的需要而特地設計的“快干”水泥，也可以依據(jù)需要打算石膏與水泥的比例。對于嚴峻漏失層，調整配比，可將稠化時間縮短到5min-24h抗壓強度可達6.51MPa。為掌握高壓氣層，參加占A級水泥質量25%-50%12-20min5%-10%半水石膏可增加水泥漿的靜切力并產(chǎn)生觸變性，對堵漏效果更好。但應特別留意施土的連續(xù)性，否則簡潔凝固在管線或井筒內(nèi)。三、復合促凝劑60.24%-63%+CMC0.32%-0.60%+堿金屬氫氧化物3.4%-6.2%+1.28%-3.02%+34.76%-27.18%。其中堿金屬氫氧化物可承受氫氧化鈉或氫氧化鉀。在制備該溶液時，必需按挨次把氫氧化物、尿素、CMC溶于水中。然后用這種溶液混配水泥漿。尿素、氫氧化物參加CMC水溶液中，可使CMC改性而導致水溶液稀釋，并提高CMC的化學活性。用這些材料固井，既能縮短水泥漿的凝固時間，又能提高它的流淌性。四、促凝懸浮劑使用這種促凝劑，不使水泥漿產(chǎn)生沉降。并適用于任何水基水泥漿，縮短其候凝時間。它不僅含有鋁酸鉀、碳酸鉀，還含有肯定量的氫氧化鉀。緩凝劑的作用就是能夠有效地延長或維持水泥漿處于液態(tài)和可泵性的時間。最好的緩凝劑應當是在任何溫度區(qū)間都具有緩凝作用，而且稠化時間的長短還與其加量的多少成正比，并與各種油井水泥有很好的適應性，也與不同類型的其它外加劑配伍使用時，有很好的相容性。也就是說，不影響水泥漿的其它性能，如增稠、增加靜切力、有礙強度進展等。對指定配方的水泥漿，其稠化時間有很好的推測性和重復性，還應當抗污染、無毒、無味、不爆、不燃、不污染環(huán)境等。油井水泥緩凝劑有以下幾種類型:(1)木質素磺酸鹽及其異構體或衍生物;(2)單寧、磺化單寧及其衍生物;(3)羧酸、輕基羧酸、異構體或衍生物及其鹽類;(4)葡糖酸及其衍生物的鈉鹽或鈣鹽(5)低相對分子質量的纖維素及其衍生物;(6)有機或無機磷酸鹽,(7)硼酸及其鹽類等。一、木質素磺酸鹽類在油井水泥中常作緩凝劑使用的木質素磺酸鹽是鈉鹽鈣鹽,氨鹽或其混合物。這有一種就是由木質素磺酸鹽經(jīng)硫酸亞鐵和重鉻酸鹽處理后得到的絡合物—鐵鉻木質素磺酸鹽。木質素磺酸鹽是利用木材中自然存在的木質素，經(jīng)亞硫酸鹽的磺化作用后，從紙漿廢液中提取出來的副產(chǎn)品。只有用木材和亞硫酸鹽法造紙才能生產(chǎn)這種產(chǎn)品。據(jù)觀看，由于木質素磺酸鹽的質量問題，它的緩凝效果和水泥漿的流變性能常常發(fā)生變化，重復性很差，這就明顯地影響到它的使用性能。常常使用的是木質素磺酸鈣和木質素磺酸鈉，它們可以在井底循環(huán)溫度87℃以下單獨使用，緩凝效果也好，并可以顯著地延長水泥漿的稠化時間。圖4.2.1表不出木質素磺酸鹽的緩凝作用。增加濃度還可略微擴大使用溫度范圍。假設參加硼砂，可把使用溫度提高到143℃假設再參加有機酸，還可提高到193℃。此外，木質素磺酸鈣還能改善水泥漿流淌性能，而且對游離水和抗壓強度也沒有明顯的影響。但在使用中或摻量過多的狀況下，會使水泥漿產(chǎn)生氣泡，影響固井質量。在高溫下使用，假設因降解作用而使緩凝失效的話，將導致不堪設想的后果。所以只能用在3000m左右的井深。4.2.1表木質素磺酸鹽的緩凝作用鐵鉻鹽，全稱是鐵鉻木質素磺酸鹽，是鉆井液常用的稀釋劑。有時也用作油井水泥的緩凝劑，一般加量為占水泥質量的0.2%-1.0%。它的87FDNUNF等復合使用可適用于3000mFCLS的毒性(含有重個屬鉻離子)，用它作鉆井液降粘劑的越來越少，所以在固井中用它作緩凝劑的也隨之削減。木質素磺酸氨與葡庚糖酸鈉按1:1質量比復配后，可作丁苯膠乳的緩凝劑而用于不滲透性防氣竄水泥。在低濃度木質素磺酸鹽的存在下，Ca(OH)2結晶的生成將受到抑制。就是說，在木質素磺酸鹽的存在下，C3SCa(OH)2結晶，在晶體構造、尺寸、大小上均有相當大的轉變。水化產(chǎn)物的成核和生長均受到木質素磺酸鹽的抑制，從而使C3S的水化速度下降。C3A水泥緩凝效果更好，這是由于C3AC3S水化產(chǎn)物有更強的吸附力，故使大量的木質素磺酸鹽分子C3A水化外表，進而阻礙了緩凝劑分子到達C3S水化產(chǎn)物外表其宏觀表現(xiàn)是:C3A含量高的水泥體系，木質素磺酸鹽在液相中的濃度快速降低，緩凝效果下降。二、單寧酸及其磺甲基鹽類這類產(chǎn)品包括單寧酸、單寧酸鈉、磺甲基五倍子單寧酸鈉(SMT，簡稱磺化單寧)、磺甲基橡碗單寧酸鈉、磺甲基褐煤(簡稱磺化褐煤，又名磺甲基腐植酸)、龍膠粉等。幾乎各種磺甲基化合物對水泥都有緩凝作用，且隨摻量的增加稠化時間.單寧酸單寧酸是自然植物單寧在堿性條件下水解得到的有效成分，主要是多元酚基和輕基的有機物，即沒食子酸和葡糖酸鹽類。一般加量在0.1%以內(nèi)，即可延長稠化時間，它對流淌性沒有太大的改善，性能比較穩(wěn)定，但溶解性不好?；腔瘑螌幒突腔嗄z磺化單寧和磺化栲膠均有顯著的緩凝效果。由于栲膠的主要成分是自然單寧，所以磺化栲膠起緩凝作用的也是單寧。與單寧相比，磺化單寧的性能要穩(wěn)定得多，水溶性也好，并且使用溫度范圍也廣，在高溫下仍有較好的緩凝效果。由于分子中含有磺甲基極性基團，所以不僅可以改善水泥漿的流淌性能，還有肯定的降失水作用。但水泥石的抗壓強度卻略有下降。一般參加0.1%(BWOC)以下，就有很好的緩凝效果。假設將它們像木質素磺酸鹽那樣，與硼砂和酒石酸復配，可提高更大的使用溫度范圍。磺化褐煤磺化褐煤由于它的溶解性不好，效果也不如其它的磺甲基化合物，所以使用者甚少。龍膠粉龍膠粉是很好的降失水劑，并且也在酸化壓裂液中使用。緩凝似乎是它的副作用由于它的分散效果不好，很少作為緩凝劑使用。這類產(chǎn)品是鉆井液的降粘劑，所以在鉆井中用量較大，庫存也多。一般在固井中很少使用，只是在缺少優(yōu)質緩凝劑時用于急需。緣由是起泡嚴峻，加量大了反而使緩凝作用減弱，且稠化時間與加量也不成直線關系，還易受污染。三、輕基羧酸及其鹽類這類緩凝劑包括酒石酸、檸檬酸、水楊酸、蘋果酸和乳酸等及其鹽類。這類產(chǎn)品的緩凝作用主要靠分子中。β和α位輕基梭酸基團，這些基團對Ca2+有很強的鰲合力量，形成高度穩(wěn)定的五元環(huán)或六元環(huán)構造，局部地被吸附于水泥顆粒外表,毒化晶核，阻擋水化產(chǎn)物形成。在這類緩凝劑中，常常使用的是酒石酸、檸檬酸及其鹽類。酒石酸及其鹽類它們包括酒石酸、酒石酸鈉、酒石酸鉀和酒石酸鉀鈉等，被吸附于水泥顆粒外表后，可降低水泥的溶解和水化速度。其陰離子與Ca2+生Ca2+濃度，導致緩凝?？墒顾酀{的游離水和濾失量增大，因此，往往與降失水劑一起使用。酒石酸很簡潔被堿性介質污染，并且靈敏度很高，所以很多固井施工人員都不愿使用。但也有人認為:對酒石酸來說，不是不能用，而是不會用，使用中應嚴格掌握加量，因它在任何溫度區(qū)間，加量就不與稠化時間成直線關系，而是成指數(shù)關系，略微有點變化，就猛烈地影響稠化時間。一般加量是0.4%一0.6%(BWOC)，小于0.1%(BWOC)時促凝，而大于0.7%時又長時間不凝，所以使用者必需慎重。另外一點要留意的是，在配制混合水時，應徹底清洗鉆井液罐，絕不允許有堿性污染物。假設將酒石酸與氧化鋅、磺化單寧、六偏磷酸鹽等復合使用，可鈍化靈敏度，并能在150-200℃的溫度范圍內(nèi)使用。使用酒石酸的鹽類，其靈敏度和污染性要緩和得多。據(jù)介紹，假設把酒石酸及其鹽類與硼砂復配，在高達250-2800℃溫度下使用，仍舊有著牢靠的緩凝效果。但在實踐中覺察150℃以上使用，其水泥石有嚴峻收縮。在酒石酸的使用中，還應當留意嚴格地取樣做模擬試驗，特別是在施工前，應在泥漿罐內(nèi)取混合水樣，千萬不能草率從事。檸檬酸及其鈉鹽檸檬酸及其鹽類常用的是鈉鹽，是一種以緩凝為主、兼具分散作用的材料。一般地說，檸檬酸鈉的緩凝作用比較溫順，固然分散效果也差。最低加量為0.5%(BWOC)，水泥品牌不同，加量也不同，加量小時，會引起促凝;但加量到達肯定值時，其緩凝作用卻比較隱定，不會因加量的微小變化而引起分散時間的較大波動。四、糖類化合物蔗糖、棉子糖和可溶性淀粉等糖類化合物是油井水泥優(yōu)良的緩凝劑。在這類化合物中，以含有五元環(huán)(蔗糖和棉子糖)為最好。但是，由于這類緩凝劑的緩凝效果太好，對微小的濃度變化都表現(xiàn)得格外敏感，故使其在應用上受到冷遇。爭論說明，糖類的緩凝作用主要取決于它在堿性條件下水解的靈敏度。由于水解后，糖即轉化為含有α-輕碳基(H3C-CO-)葡萄糖酸或其鹽C-S-H凝膠外表上，使其凝膠成核中心被吸附于外表上的陰離子“毒化”，從而起到抑制水泥水化的作用。 1.葡萄糖酸鈉(C6H11O7Na)白色或黃色結晶狀粉末，易溶于水。據(jù)報道，在井底循環(huán)溫度低于93℃時，易消滅過緩凝現(xiàn)象。有效使用溫度是150℃。但試驗證明，620.05%(BWOC)稠化時間也大于240min82-970.025%0.10%稠化時間120-230min。但是在1200.2%稠化時間也不過只有114min。且隨溫度地上升而稠度增大。β和α葡萄糖酸鈉均是有效的緩凝劑。2.葡庚糖酸鈉葡庚糖酸鈉有。α-葡庚糖酸鈉和β-葡庚糖酸鈉兩種，都可以作緩凝劑。這種材料被用作油井水泥緩凝劑，具有抗高溫性能好，稠化時間易于掌握，并可改善水泥漿的流淌性，增加水泥石強度等優(yōu)點。葡庚糖酸鈉是由氰化鈉與葡萄糖反響制備的二者對水泥的緩凝效果是一樣的，既可以分別單獨使用，也可以混合在一起似用。在混合使用時，一般是把它們配成水溶液，但時間一長或天氣變冷，可能在容器底有晶體析出，這時仍可連續(xù)照常使用。一般說來，單獨使用葡庚糖酸鈉時，易引起水泥漿沉降。所以與降失水劑復配使用最好，特別是增加粘度的降失水劑。五、纖維素衍生物之后，水泥漿的粘度增加，使水滲入水泥顆粒的速度減慢之故。1.羧甲基纖維素(CMC)及其鈉吉鹽(Na-CMC)在水泥漿中，尤其是在快速混合并接著廟速泵送的水泥漿，應參加磷酸三丁醋等消泡劑。摻有Na-CMC的水泥漿性能列在表4.2.2中。由表中數(shù)據(jù)可以看出，稠化時間和抗壓強度都能滿足施工要求。這里使用的是低相對分子質量的羧甲基纖維素鈉鹽。4.2.2不同Na-CMC摻量在各溫度下的稠化時間和抗壓強度minMPa水泥類型Na-CMC摻量%60℃82℃93℃104℃24h60℃72h24h93℃72hⅠ型0226107897118.733.529.41.90.1621317833763916.736.023.843012972423228.240.021.122.9Ⅱ型0.2417321632141821.439.527.133.82.2.羧甲基輕乙基纖維素(CMHEC)羧甲基輕乙基纖維素能延長水泥漿的稠化時間，并使之具有很好的可泵性，足以將其送到環(huán)空所期望的位置。六、磷酸鹽類烯基磷酸和它的鹽類，近來常用作緩凝劑。這類材料有優(yōu)異的水化穩(wěn)定性，使用溫度可高達204℃。其高溫穩(wěn)定性主要取決于主鏈構造。磷酸甲基醋分子中，含有很多胺基，這是它的活性基團。有機磷酸鹽緩凝劑的優(yōu)點是它對水泥成分的微小變化不敏感，并且可使高密度水泥漿的粘度降低。這類緩凝劑的作用機理還未完全搞清楚，但就目前的爭論結果來看，緩凝作用可能是磷酸鹽基團，如圖4.2.3所示被吸附在水泥顆粒外表上之后，阻擋了水泥分子的水化，這與其它緩凝劑的作用機理是相像的。4.2.3磷酸鹽緩凝劑的數(shù)據(jù)曲線七、無機化合物很多無機酸及其鹽類可使水泥漿緩凝。常用的有以下幾種:硼酸及其鈉鹽眾所周知，硼酸及其鈉鹽(硼砂)對油井水泥有很好的緩凝作用，特別是硼酸。但是它的加量與稠化時間不成直線關系，而呈折線或指數(shù)關0.05%，就可能引起早凝或過緩凝。硼砂緩凝效果比較平緩，也就是說，它的緩凝作用并不明顯。但加到其它緩凝劑中，卻能提高那種緩凝劑的使用溫度范圍。也可以使稠化時間與加量不成直線關系的緩凝劑性能轉變，變成直線關系或接近直線關系。例如:將硼砂與木質素磺酸鹽復配，就能將它的使用溫度范圍提高到204℃或更高。但也有肯定的缺乏，仍只適用于淡水。由于緩凝作用是由兩種或幾種化合物協(xié)同產(chǎn)生的，所以對何種組分相互之間的比例都必需嚴格地調整;鐵鉻鹽對環(huán)境照樣不能消退污染。固然，假設將硼砂與酒石酸、檸檬酸、葡糖酸、葡庚糖酸或其鈉鹽復配，同樣也能提高其使用溫度范圍(193℃以上)，改善其緩凝性能(成直線關系)。由于這種緩凝作用是由兩種或幾種化合物聯(lián)合產(chǎn)生的，硼砂只是加強了輕基梭酸的作用，所以當其在高溫環(huán)境中使用時，假設只是硼砂，根本上就喪失了它的緩凝作用，所以硼砂又稱為助緩凝劑。氯化鈉氯化鈉濃度大于20%(BWOW)才有緩凝作用。八、復合物現(xiàn)在多數(shù)的緩凝劑都是復合物，很少用單一的化合物，即使是木質素磺酸鹽也要復配上肯定量的無機酸或有機酸或它們的鹽類，以到達取長補短，彌補各自的缺乏，使緩凝劑具有互補性。其目的就是擴大使用溫度范圍，使稠化時間與加量成直線關系，消退單一化合物在低溫時加量小，過于靈敏，而高溫時加量過多造成鋪張的弊病。有時，為使緩凝劑具有某些分散性或懸浮性，也加一些化合物復配。還有一些產(chǎn)品是不宜單獨使用的，例如葡糖酸鈉和葡庚糖酸鈉，因它可使水泥漿沉降，析出過多的自由水。必需復配肯定量的懸浮性很強的化合物，方可使用。由鋅鹽(氯化鋅、硝酸鋅、醋酸鋅、硫酸鋅或它們的混合物)0.2%-1.0%與烷基磺酸鹽(氨鹽、鈉鹽或鈣鹽)復配的緩凝劑，消退了單獨使用鋅鹽可能產(chǎn)生的“瞬間凝固”又稱閃凝或先期凝固)。由硼酸、硼砂、纖維素和糊精組成的緩凝劑，其加量與稠化時間有很好的直線關系。增加水泥漿密度的外加劑或外摻料稱加重劑。其自身密度都比水泥大。一般要求加重材料顆粒粒度分布要與水泥相當，顆粒太大簡潔從水泥漿中沉降出來，太小又簡潔增加水泥漿稠度。用水量要少，且在水泥水化過程中應呈惰性，并與其它外加劑有很好的相容性。增密水泥漿最常用的加重劑是重晶石、欽鐵礦和赤鐵礦等。一、重晶石縮短。二、鈦鐵礦縮短。二、鈦鐵礦鈦鐵礦的化學分子式為TIO2·Fe2O3，是黑色顆粒材料，經(jīng)機械加工而研磨成適宜細度的粉末，顏色為褐色。鈦鐵礦具有密度大，耐研磨的特性。不溶于水，能局部地和鹽酸發(fā)生反響。不易吸水，但受潮后易結塊。其質量指標如表4.4.2所示。這種材料作為油井水泥的加重劑對水泥漿的稠化時間或抗壓強度影響很小，對于粗顆粒的鈦鐵礦粉，需調整適宜的水泥漿粘度或屈服值，以防止沉淀。最好使用細度大的顆粒。鈦鐵礦粉2.40cm3/g以上。4.4.2鈦鐵礦質量標準工程指標密度g/cm34.7200目篩篩選余量不大于3.0細度325目篩篩選余量不大于5.0-15.0水溶性堿土金屬(以鈣計) mg/l不小于100濕度%不大于1二氧化鈦含量%不小于12全鐵含量%不小于54重晶石的化學名稱是硫酸鋇，分子式BaS04，是水泥最常用的加重劑。它是以硫酸鋇為主要成分的礦物，經(jīng)機械加工而成為適宜細度的粉末，純品為白色，一般工業(yè)都都含有少許雜質，所以呈淡黃色或棕黃色。重晶石是不溶于水和酸的惰性物質，不易吸水，但受潮后易結塊。其質4.4.1所示。4.4.1重晶石質量標準工程指標密度g/cm34.2200目篩篩選余量不大于3.0細度325目篩篩選余量不大于5.0水溶性堿土金屬(以鈣計) mg/l不小于250加硫酸鈣前 不大于125mpa.s加硫酸鈣后 不大于125用于加重鉆井液的重晶石粉研磨得較細，一般要通過用于加重鉆井液的重晶石粉研磨得較細，一般要通過325目方孔篩。這種過細的重晶石，石粉用于水泥漿，就需要增加水灰比，因而減弱了對水泥漿的加重作用，并使水泥石強度降低。通常用于油井水泥作加重劑的是通過200了對水泥漿的加重作用，并使水泥石強度降低。通常用于油井水泥作加重劑的是通過200目方孔篩或特地加工通過6-20號方孔篩的粗顆粒重晶石，這就無需增加大量的水?？墒顾酀{密度增加到2.28-2.40cm3。有時使用過細的重晶石，由于它對緩凝劑的吸附作用，還可能使水泥漿的稠化時間加硫酸鈣前 不大于125加硫酸鈣前 不大于125mpa.s加硫酸鈣后 不大于125二、赤鐵礦Fe2O34.958cm3/g40-200目篩。它對化學緩凝劑也有吸附作用，因此使用時應預先測定稠化時間。由于赤鐵礦比重晶石所需附加水少，因而可將密度上升到2.4cm3/g以上，水泥石強度降低的也少。假設把赤鐵礦粉與2.64cm3/g以上。其它加重劑還有磁鐵礦和方鉛礦等。第五節(jié)防氣竄劑在油、氣井注水泥中，特別是某些高壓氣井，毗鄰環(huán)空的地層，含有肯定壓力的原生氣，這種氣體能夠進入注水泥后的環(huán)空，造成氣體泄漏，有時可能到達地面或其它低壓層，這就是氣竄，也稱氣侵。通常是有害的，也是危急的，一般需要補注水泥措施加以訂正。為杜絕這種現(xiàn)象的發(fā)生，通常承受可壓縮水泥、不滲透水泥或觸變性水泥等固井。防氣竄劑就是配制可壓縮水泥、不滲透水泥、觸變性水泥、零游離水水泥和不膠凝水泥等所使用的外加劑。一般說來，同一種防氣竄劑可能有多種功能，既能使水泥漿具有觸變性，又能使水泥漿沒有游離水析出。但是，不管由哪種外加劑配制的水泥漿，都必需使其失水、稠化時間和抗壓強度等物理性能指標掌握在固井設計所要求的范圍內(nèi)。一、可壓縮水泥可壓縮水泥包括泡沫水泥和發(fā)氣水泥兩種。通常泡沫水泥在高壓條件下變得幾乎沒有可壓縮性，只有在接近地面、漿體內(nèi)部壓力較高時，氣體才有明顯的膨脹。所以它在水泥漿過渡狀態(tài)下，對其體積縮小的補償作用甚微，一般不作為防氣竄水泥使用。因此通常所說的可壓縮水泥是指發(fā)氣水泥。發(fā)氣水泥是由發(fā)氣劑、氣體穩(wěn)定劑和氣體分散劑組成的。發(fā)氣劑的作用是在井下與水泥的水化產(chǎn)物發(fā)生化學反響產(chǎn)生氣體，而穩(wěn)定劑和分散劑的作用則是穩(wěn)定和分散所生成的氣體成為細小而穩(wěn)定的氣泡，使之不聚攏、不移動、不裂開，借以維持水泥的空隙壓力。所產(chǎn)生的氣體必需是不溶于水的氣體，一般是氫氣或氮氣。最常用的是由鋁粉和水反響所產(chǎn)生的氫氣。準確而有效地掌握鋁粉的發(fā)氣時間是格外重要的，這是制備可壓縮水泥外加劑的關鍵。一般有三種方法(1)將鋁粉暴露在空氣中或參加強氧化劑，使外表發(fā)生氧化作用。用這個方法所造成的延緩作用格外強，以致于不發(fā)氣或發(fā)氣的時間太長，這是不能很好地掌握氣竄的;(2)在水泥漿中加化學抑制劑以掌握鋁粉的發(fā)氣時間和釋放速度。這種方法很昂貴，況且還要在液體載體中把鋁粉與一種或多種抑制劑預先混合，然后再與水泥配成水泥漿;(3)將鋁粉用脫水山梨醇、丙三醇或季戊四醇的脂肪酸酯處理，以鈍化鋁粉與水泥漿中水基堿性溶液的反響活性。這就是說，把有效的醋類首先溶于在真空下能揮發(fā)和除去的有機溶劑中，再把這種配成的延緩液與肯定量鋁粉混合。待鋁粉的全部外表被潤濕后，再真空枯燥以脫去溶劑。這就在鋁粉的外表涂上一層延緩劑，其外表就不會受到氧化，與水泥干混后，就可按常規(guī)注水泥方法固井。二、不滲透水泥氣竄現(xiàn)象是水泥漿固化到肯定程度的可塑性階段發(fā)生的，即水泥漿不能產(chǎn)生靜壓，也不能傳遞壓力，又還沒有充分地固化到足以防止氣竄所到達的抗壓強度，而氣體就從局部硬化的水泥中竄過?？蓧嚎s水泥一般都是用鋁粉作發(fā)氣劑，而鋁粉的鈍化劑又是油酸甘醇醋，所以只能掌握發(fā)氣時一間，不能掌握發(fā)氣速度和發(fā)氣量。太小，不能掌握氣竄;太大，反而更簡潔誘導氣竄;同時，產(chǎn)生的氫氣危急性又很大。所以，防氣竄效果最好好的是不滲透水泥，而膠乳是這種水泥的主要外加劑之一。膠乳是最好的膠結關心劑、防氣竄劑、基質增加劑和降失水劑等，還能夠增加水泥石的彈性和具有抗腐蝕性流體的力量。所以，膠乳已被廣泛地用于改善水泥的膠結和防止氣竄作業(yè)。油井水泥用得最普遍的是苯乙烯一丁二烯共聚物。在該化合物中，一般苯乙烯占膠乳質量的70%-30%30%-70%。并且肯定不能含有與水泥不相容的其它成分。由水、水泥、膠乳、穩(wěn)定劑和其它外加劑配成的水泥漿是不滲透水泥之它具有很好的防氣竄性能。一般說來，在水泥水化期間，膠乳要在水泥基質中絮凝，這些絮凝物在水泥基質中聚結起來，形成抑制滲透的膠乳膜，從而防止氣體或液體侵入水泥柱。同時膠乳的粘附性和粘結性又可以改善水泥石的膠結和彈性。SBR膠乳能夠很好地掌握失水和延緩膠凝強度的進展，因而使水泥漿得以長時間地產(chǎn)生和傳遞壓力，有利于在水泥漿凝固過程中縮短失重時間而防氣竄。膠乳水泥漿體系的缺點是流淌性能較差，常導致環(huán)空中消滅水泥漿沉降和水泥回落現(xiàn)象，因而進展抗壓強度的速度較慢，凝固時也不發(fā)生膨脹。適用于不滲透水泥各組分及其要求的是:水:不能含過多的與水泥漿中外加劑不相容的化合物，一般飲用水或淡水均可。水泥:含有鈣、鋁、硅、氧和硫的化合物，并與水反響能固化或硬化的、通稱為“波特蘭”的水硬水泥，如速凝水泥、抗硫酸t(yī)h水泥、鋁礬土水泥、鋁酸鈣水泥和那些含有少量促凝劑或緩凝劑的水泥、以及含有其次組分飛灰或火山灰的水泥等。穩(wěn)定劑:由于膠乳的絮凝作用，一般不能或很難與水泥配成水泥漿，即使配成水泥漿也難以泵送，并日還只限于低溫(60℃以下)使用，所以必需加穩(wěn)定劑。穩(wěn)定劑的其次作用是水泥顆粒的分散劑，但主要還是改善膠乳生成膠膜的性質。且這種性質只有在水泥漿中消滅氣體的狀況下才能表現(xiàn)出來。這就是說:只有在穩(wěn)定劑的存在下，才能配成膠乳水泥漿，并能使其流淌性得到改善，也才能抑制氣竄。常用的穩(wěn)定劑是陰離子型高分子化合物，例如硫酸鹽或亞硫酸鹽改性的密胺樹脂、甲醛/茶磺酸鹽縮合物(FDN)等。三、觸變性水泥觸變性水泥在混配和頂替期間是稀釋的流體，而當停頓泵送時，就快速形成可塑性的凝膠構造，當再次開泵時，凝膠構造破壞，又轉變?yōu)榭杀眯缘牧黧w。但當剪切作用停頓后，又消滅凝膠構造，并轉為自支撐狀態(tài)。理論上講，真正的觸變性流體應當是可以連續(xù)轉換的，可水泥漿不行，因它隨著時間的推移漸漸水化、稠化、直至硬化。所以對觸變性水泥漿來說，在何一次靜、動態(tài)循環(huán)之后，其膠凝強度和屈服值均趨于遞增。因此，在注水泥施土期間，反復停頓泵送之后，使之再次開頭流淌，將需要更大的啟動泵壓。故在泵送有觸變性的水泥漿時，應盡可能地避開過長的停泵時間。通常觸變性水泥漿在剪切作用下，屬于賓漢塑性流體，所以它的性能取決于塑性粘度和屈服值。就觸變性水泥漿而言，屈服值是水泥漿開頭流淌所必需的剪切應力或施土時的啟動泵壓，也就是剪切速率為零時的剪切應力理論值。對于非觸變性流體來講，不管剪切速率是提高還是減少，其屈服值是不變的。固然，靜態(tài)下流體的物理構造也沒有變化，并且推動流體運動所需要的力也不會隨時間而轉變。而觸變流體，只有在去除剪切應力時才能表現(xiàn)出屈服值，假設經(jīng)過一段時間后，再使之恢復流淌，將需要大于屈服值的力。膠凝強度與屈服值之差不轉變流體的“觸變性程度”。有人認為，水泥漿的膠凝強度是發(fā)生氣竄的主要緣由。又有人爭論說明，使用觸變性水泥和高膠凝強度水泥有助于防止氣竄。這不是自相有人認為，水泥漿的膠凝強度是發(fā)生氣竄的主要緣由。又有人爭論說明，使用觸變性水泥和高膠凝強度水泥有助于防止氣竄。這不是自相沖突嗎?我們知道，觸變性水泥漿的靜液壓力傳遞是通過間隙水的壓力梯度實現(xiàn)的，并始終保持到開頭固化。因此，當?shù)貙訅毫μ荻瘸^間隙水壓力梯度時，假設不在環(huán)空加回壓，就可能發(fā)生氣竄。假設觸變性水泥漿能夠產(chǎn)生很高的膠凝強度;確實對氣體造成的物理變形和滲透產(chǎn)生足夠大的阻力，就能防止氣竄。這就是說，當觸變性水泥漿靜止后，假設它的膠凝強度很快進展到大于24MPa的構造強度的話，就可以防止氣竄。所以并不是)的觸變性水泥和在肯定的環(huán)境條件下才行。多數(shù)觸變性水泥是用于防漏和堵漏。配制觸變性水泥的方法主要是在油井水泥中參加膨潤土、硫酸欲和交聯(lián)聚合物。失水掌握劑在水泥漿中用以維待水失水掌握劑在水泥漿中用以維待水/固相比不變。這是通過掌握水泥漿中的水濾失進入鄰近的滲透性地帶中的濾失速度來實現(xiàn)的。使用降失劑有助于防止:—水泥漿過早脫水，導致環(huán)空堵塞而無法完成注入作業(yè)?！酀{流變性轉變，使頂替泥槳效率降低?！酀{濾液損害開采層。通常是依據(jù)注水泥作業(yè)類型來調整失水量。對一次套管注水泥，水泥漿失水量應在250毫升以下，而對擠水泥作業(yè)，掌握失水就比較關鍵，150毫升。在全部其它條件一樣時，水泥漿失水量隨比重降低而增加，即:水灰比越高，降失水作用越差。正因如此，填料水泥漿的失水掌握很難。對失水影響很大的另一個因素是水泥漿中水泥顆粒的分散程度。除非使用了某種分散劑，否則事實會證明無論使用了多少失水掌握添加劑，都難以掌握失水。這是由于分散劑在分散水泥顆粒時，也讓它們更加嚴密地聚攏在濾餅里。這樣，使濾餅對水泥漿隙間水的滲透性降低，依據(jù)達西定律，濾失速度也就降低。降失水劑的作用機理有以下幾種觀點:〔1〕提高水泥漿粘度，使之不宜脫水;〔2〕提高水泥漿靜切力，一旦靜止即發(fā)生膠凝，既不產(chǎn)生靜壓，又不傳遞外壓;〔3〕粒度大小分布不同的顆粒材料，堵塞地層空隙或微孔;〔4〕使水溶性聚合物吸附于水泥顆粒外表，形成吸附水化層，造成水泥顆粒橋接進而生成網(wǎng)狀構造，束縛更多的自由水，堵塞水泥內(nèi)部空隙，降低水泥濾餅的滲透性。依據(jù)這種原理，可作油井水泥降失水劑的只有兩種:固體顆粒材料和水溶性高分子聚合物。一、顆粒材料最初用作降失水劑的是膨潤土，它是以微小的顆粒進入濾餅并鑲嵌在水泥顆粒之間，而使濾餅構造致密，滲透率降低。最近爭論說明，用水泥、水、膨潤土、禾木膠配制的水泥漿有很多優(yōu)點:具有低密度，比純水泥漿更穩(wěn)定，并且也比較經(jīng)濟;能降低失水，可用于135℃高溫;凝固后的水泥石對硫酸鹽或其它鹽類的侵蝕有很好的抵抗力。這種水泥漿有很低的粘度，又對它的凝固時間無不利影響。屬于這類材料還有瀝青、石灰石粉、熱塑性樹脂等，均可用作降失水劑。二、纖維素類這類材料包括羧甲基纖維素(CMC},輕乙基纖維素(HEC},梭甲基輕乙基纖維素(CMHEC)、纖維素硫酸欲等。它們共同的缺點是水溶性差，粘度大，其降失水性能隨溫度的上升而降低。。在鉆井或注水泥期間，鉆井液和水泥漿常常會全部或局部地漏失到高滲透地層、自然的或誘發(fā)的裂縫性地層、孔隙或孔洞性地層，使之造成嚴峻后果，這就是井漏。為了掌握井的漏失，人們雖然已經(jīng)爭論和進展了很多常規(guī)的和特別的堵漏材料，但處理嚴峻漏失的堵劑并不多，且仍以各種水泥和少局部的化學堵劑及其混合物為最常用，如防漏材料、聚合物和膠凝材料、橋塞劑和堵漏堵水兩用劑等。一、防漏材料在注水泥中，防止井漏常用的方法是降低水泥漿密度、縮短水泥柱高度和削減環(huán)空摩擦阻力，以到達平衡壓力固井;也可使用硅酸鉀溶液作前置液，或在水泥漿中參加片狀、纖維狀、顆粒狀或凝膠狀材料，如賽璐路、玻璃纖維、云母片和硬瀝青等幫助掌握漏失。固然還可以使用觸變性水泥。二、橋塞劑橋塞劑一般是顆粒狀、薄片狀、纖維狀和封包吸液顆粒。在使用中可以依據(jù)不同狀況加到鉆井液中、水泥漿中或者與聚合物一起直接封堵漏層。熱凝橡膠以廢汽車電瓶殼為原料制成的熱凝橡膠顆粒是一種極好的橋堵材料，它既適合水基鉆井液，又適合油基鉆井液，還適合水泥漿，是目前最適宜的橋塞劑。膨脹團粒膨脹顆粒是承受含粘土的土壤(粘土、頁巖或片石)經(jīng)碾碎后，放入密閉的加熱爐中鍛燒成陶瓷化固體，再按所需粒度進展篩分，制成的多孔性團粒材料。這是一種極好的橋塞劑。它的最大優(yōu)點是化學惰性強，不影響流變參數(shù)，而且還具有較高的抗壓強度和耐高溫的特點。封包石灰為避開石灰污染鉆井液和在未到達漏層之前就與鉆井液中的粘土起反響，承受膠膜或有機蠟作保護膜，以噴涂、冷凝或溶涂等方式，將石灰加土成封包石灰顆粒。當使用時，把它加到一段鉆井液中，并泵至漏層位置，在井內(nèi)溫度下等待肯定時間以后，其封包膜溶解或溶化而釋放出石灰，使其與地層或井內(nèi)鉆井液中的粘土起作用形成凝膠狀物，以封堵漏層。吸油固體材料將甘蔗渣，自然或人造橡膠經(jīng)特別處理后成為吸油固體材料，可作油基鉆井液的堵漏劑，也可作某些聚合物堵漏的增加劑。其具體做法是:將甘蔗渣用水浸透后，蒸煮以提出殘留糖分。然后枯燥脫水，使其含水量達2%-3%。經(jīng)如此處理后的甘蔗渣，在油中可吸取高達自身質量25倍的油。把自然橡膠或人造橡膠顆粒，放在溫度為0-150℃的有機酸水溶液或乳化液中，浸泡約3h，它吸油后的體積也可大大增加。在聚合物堵漏劑中參加經(jīng)處理后的上述材料，可使聚合物的構造強度大大增加。外表改性的纖維材料這種外表改性的纖維材料被稱作“疏水親油可水潤濕的纖維材料”既可用于油基鉆井液，也可用于水基鉆井液。改性短棉絨、泥炭和甘蔗渣經(jīng)處理可得類似的效果。分級后的纖維，用C6以上的脂肪醇或脂肪取代基的酚和脂肪醛處理(酚、醛需同時處理)，也可用酚醛縮聚物處理。還可用路易斯酸作催化劑，引發(fā)烴類單體聚合，并在纖維上沉積。將纖維材料枯燥至含水量小于3%，在液氮中冷卻到-80℃。并用一種BF3液氮溶液進展冷處理;也可同時用異丁烯或-甲基苯乙烯處理纖維材料，而使其具有疏水性。三、有機聚合物通常所說的化學堵漏劑指的就是有機聚合物堵漏劑。它們主要是樹脂類、丙烯氰類和膠乳類等。樹脂類服醛樹脂是前蘇聯(lián)用得最早、也是目前用得最多的樹脂堵漏劑。過去所用配方比較簡潔，只是在服醛樹脂中加硬化劑。其缺點是硬化后體積縮小，所以又研制出不收縮變形的配方。解決的方法是添加填料和膠凝劑。丙烯氰聚合物丙烯氰聚合物早在60年月就已推廣應用于堵漏作業(yè)，但為了降低本錢，提高封堵效果，調整膠凝時間等，又不斷改進和完善。這里僅就最近幾年開發(fā)的配方舉幾個例子:水解聚丙烯氰+10%鹽酸+水;丙烯氰+木質素磺酸鹽+堿金屬重鉻酸鹽+鹽酸或氫氧化鈉+鉆井液;濃度2.5%聚丙烯酞胺溶液加重鉻酸鹽和硫0.35%2%簾線纖維。以膠乳為根底的混合物最近幾年，膠乳堵漏劑在提高堵塞力量和穩(wěn)定性方面有了一些進步，例如為了增大膠結體積、提高堵塞力量、降低粘度和保證泵送等，對原配方進展了改進:31%-47%乳膠+4%-5%柴油+1%-2%三乙醇胺類乳化劑+0.06%-0.15%氧化石蠟脂+1-2倍。為使堵漏漿液中的填料分布均勻，并提高凝固混合物的穩(wěn)定性，可承受如下配方:20%-60%乳膠+1%-10%氯化鈉+10%-20%填料+水。為使膠乳堵漏劑在保持高堵塞力量的同時，提高初期的抗沖刷力量，可在添加鈣質土(高嶺土)的同時，再加鈉質土(膨潤土)，構成以下膠乳堵劑配方:28.5%-61.4%膠乳+7.7%-14.3%高嶺+1.9%-3.5%膨潤土+水。該堵劑適十在地層水竄流條件下使用。四、無機膠凝劑以水泥和石膏等無機膠凝材料為根底的堵漏漿液是應用最早、本錢最低的堵漏劑。但是，隨著整個堵漏工藝水平的提高，這類堵劑的應用呈日益縮小的趨勢。不過，由于爭論工作的進展，仍有的技術不斷消滅，并應用到實踐中去。所以，這類材料仍是處理井漏最常用的堵劑，并將在提高封堵效果和降低成木方面取得更大進展。鈣鋁灰渣鈣鋁灰渣是一種可在5-85℃溫度下，用于封堵嚴峻漏失層的堵劑。以電爐煉鋼的鈣鋁灰渣代替水泥，再加粘土粉、磷酸石膏、石棉和水，其經(jīng)濟效益比較顯著。低密度封堵液以經(jīng)過氯化升華物(鈦鎂生產(chǎn)廢料)改性的水解木質素作為低密度添加劑的輕質封堵液是由A級油井水泥75-902-1080-13010-2550℃以下?？炷酁榉舛侣踊蚓谑Х€(wěn)層段可用密封袋裝送快凝混合物到所堵層段，然后破壞密封袋使快凝水泥與井漿混合?？旆稚⒑衔锸怯伤嗍炝?、凝固劑和半水石膏或氧化鋁渣組成的。第七節(jié)外表活性劑和隔離液一、外表活性劑通常把一種物質兩種狀態(tài)(如冰和水)(如油和水)或兩種物質兩種狀態(tài)(如水泥和空氣)任何物質總是以固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的某一狀態(tài)存在，而分別形成固相、液相和氣相。因此，它們之間組成的界面就有固-固、固-液、液-液、液-氣和固-氣五種。氣體與氣體之間認為已完全混合不存在界面。假設溶液中的溶質被吸附在液-氣或固-液界面上，外表能就會降低。為此，把顯著轉變界面能的作用，稱為界面活性作用，而其溶質稱為表面活性物質或外表活性劑。外表活性劑的構成外表活性劑的分子根本上是由兩局部組成的:一局部為易溶于油而難溶于水的親油或疏水基團，稱為親油基，如烷基、芳基等;另一局部為易溶于水而難溶于油的親水或憎油基團，稱為親水基，如輕基、梭基或磺酸基等。外表活性劑的分類外表活性劑的分類方法很多，常見的是按化學構造分類。當外表活性劑溶于水時凡能在水溶液中電離成離子的稱離子型外表活性劑，而不能電離成離子的稱為非離子型外表活性劑，離子型外表活性劑又分成陰離子、陽離子和兩性離子外表活性劑。陰離子外表活性劑:油井水泥常用的外加劑，特別是分散劑，多數(shù)是陰離子外表活性劑，它溶于水后能離解出陽離子，而使其親水基團帶負電荷，如磺酸鹽就屬于這一類。陽離子外表活性劑:陽離子外表活性劑的親水基團離解出陰離子，而使親水基團帶正電荷。3.外表活性劑的根本作用當外表活性劑被吸附在油水相互排斥的界面上時，由于其憎水基和親水基的作用，能降低它們之間的外表張力。與此有親熱關系的是潤濕作用、分散作用、起泡和消泡作用等。潤濕作用:潤濕作用就是固體外表上的一種流體被另一種流體所置換的現(xiàn)象。譬如在玻璃或金屬外表上，用水去置換空氣，液體把氣體從固體外表上排開，這種現(xiàn)象就叫潤濕或潮濕。通常把借助于外表活性劑來到達潤濕物體的作用稱為潤濕或潮濕作用。當把一滴液體滴在固體外表上時，由于外表能或界面能的不同，在固-液-氣到達平衡時，可以消滅三種不同的狀況:潤濕的、不潤濕的和鋪開放的。假設在