钻探常用的水泥与外加剂
油井水泥几种主要外加剂
一、促凝早强剂定义：主要是指能显著缩短水泥浆稠化时间，加速水泥熟料矿物的凝结与硬化，提高水泥石早期抗压强度的外加剂。
主要用途：缩短凝结时间，表层套管注水泥、打水泥塞、堵漏等。
作用机理：①氯盐类早强剂：氯盐促进水泥浆硬化和早强的机理，主要有两个方面的原因。
一是增加水泥颗粒的分散度，从而加速水泥水化和硬化的速度；二是与水泥熟料矿物产生化合作用，与C3A化合生成水化氯铝酸钙，从而使胶体膨胀，水泥石孔隙减少，密实性增大，从而提高了水泥石的强度。
②硫酸盐类早强剂：硫酸盐对水泥的促硬、早强作用，主要是因为它能与水泥熟料矿物水解析出的氢氧化钙发生置换反应，从而能加速与水泥熟料中的C3A反应生成更多的硫铝酸钙，提高水泥水化液相中的固相比例，加快水泥凝结硬化的速度和早期强度的提高。
③有机早强剂：如三乙醇胺，它能起到促凝早强作用是由于三乙醇胺能促进水泥石形成更多的钙矾石，能有效地吸附在水泥熟料矿物表面，加快C3A与石膏之间的反应，但三乙醇胺可能减缓C3S的水化速度。
通常，它与其它促凝早强剂复合使用，可发挥更好的早强作用。
主要类型：①无机盐类氯化钙，液体氯化钙，硅酸盐，硫酸盐，氯化钠，铝酸盐、硝酸盐、碳酸盐、硫代硫酸盐以及钠、钾、铵的氢氧化物等。
②有机化合物促凝剂主要包括：甲酸钙[Ca(HCOO)2]、甲酰铵（CHONH2)、草酸（H2C2O4)和三乙醇胺[（N(C2H4OH)3]等。
③复合促凝剂研究表明，由多种无机盐促凝剂和有机化合物促凝剂复合的早强剂，往往可得到比单一类型促凝剂促凝效果更好的外加剂。
我国目前油田常用的早强剂通常为复合型的促凝早强剂，往往很少单独使用一种早强剂定义：通过物理化学作用，能显著延缓水泥浆稠化时间，防止油井水泥凝结过快的外加剂可称作为油井水泥缓凝剂。
有些缓凝剂同时还具有减阻和降失水的作用。
主要作用：延长水泥浆稠化时间，保持水泥浆在注入和顶替期间保持良好的可流动性。
作用机理：主要是指缓凝剂的化学性质和缓凝剂与水泥相（硅酸盐或铝酸盐）的作用过程，由于不同的缓凝剂有不同的化学性质和作用过程，所以，目前所提出的所有理论都还不能全面的解释缓凝剂本身参与水泥的水化过程的情况，本项工作需进一步的研究。
常用油井水泥外加剂作用机理与应用探讨
常用油井水泥外加剂作用机理与应用探讨随着石油开发水平的不断提高，油井水泥工程在石油工业中的地位日益重要。
油井水泥外加剂作为油井水泥工程的重要组成部分，具有一系列重要的功能和应用。
本文将对常用的油井水泥外加剂的作用机理和应用进行探讨。
常用的油井水泥外加剂主要包括增稠剂、防湿剂、增强剂、减水剂和防渗剂等。
这些外加剂通过改变水泥胶体的物理性质和化学性质，从而改变水泥胶体的流变性能、降低水泥胶体的渗透性和提高水泥胶体的强度。
下面将对这几种常用外加剂的作用机理和应用进行详细讨论。
增稠剂是一种可以增加水泥胶体黏度的外加剂。
它可以增加水泥胶体的内摩擦力，改善水泥胶体的流变性能，在沉降过程中减少水泥颗粒的沉降速度，从而提高水泥的可泵性。
增稠剂常用的主要有甲基纤维素和羰基化聚合物等。
增稠剂广泛应用于深部井和长水平段井的水泥注入作业中，可以提高水泥浆的持续性能和稳定性能，保证井壁固结质量。
防湿剂是一种可降低水泥浆中液体含量的外加剂。
防湿剂可以吸收水泥浆中的超分子水分子，改变水泥浆的胶结水含量，使水泥浆的胶层更加紧密。
防湿剂可以提高水泥浆的初始强度和最终强度，减少水泥浆的净搬运速度和减少水泥浆的净搬运。
增强剂是一种可以增加水泥胶体强度的外加剂。
增强剂可以改变水泥胶体内部的化学成分和微观结构，提高水泥胶体的强度和稳定性。
增强剂常用的主要有硅酸盐胶结材料、硅酸盐颗粒增强剂和胶凝材料等。
增强剂广泛应用于高井深、高温、高压和含盐度高的井中，可以提高水泥胶体的抗渗透性、抗压强度和抗裂性能，提高水泥胶固结质量和井壁固结质量。
防渗剂是一种可以降低水泥胶体渗透性的外加剂。
防渗剂可以改变水泥胶体中的孔隙结构和孔隙连通性，降低水泥胶体的渗透速度和渗透量，从而提高水泥胶固结质量和井壁固结质量。
防渗剂常用的主要有聚合物酯防渗剂和聚合物胶凝材料等。
防渗剂广泛应用于石油工业中的高渗透性油层中，可以降低水泥胶体的渗透性、提高水泥胶体的封堵效果和防止油层水平渗漏的发生。
油井水泥、外加剂_以及固井工艺技术
硅酸二钙2CaO· 2 （C2S） SiO
含量一般在24％～30％之间； 水化反应缓慢，强度增长慢； 对水泥的最终强度有影响
第一节 油井水泥 Oil well cement
铝酸三钙3CaO· 2O3（简称C3A） Al
促进水泥快速水化； 其含量是决定水泥初凝和稠化时间的主要因素； 对水泥浆的流变性及早期强度有较大影响； 对硫酸盐极为敏感； 对于有较高早期强度的水泥，其含量可达15％。
现代完井工程简介
固井可能带来的危害
涩北气田气层埋藏浅，分布井段长（408.0-1738.2m），层数多（54-79），气水界面复杂,浅层气、 浅层盐水活跃。台H6-1井、台6-7井，一开钻至800m下入表层套管固井后，候凝过程中套管外地表窜
出盐水和水溶气，被迫报废
台H6-1井339.7mm表层套管固完井 候凝时，北东方向约250米冒气水 后目前情况 台6-7 井273mm 表层套管固完 井候凝时，地表窜出盐水和 水溶气
油井水泥、外加剂 以及固井工艺技术
常用固井外加剂及作用机理课件
降低失水率
03
加重晶粉可以降低水泥浆的失水率，从而提高水泥浆
的胶结能力。
Hale Waihona Puke 重晶砂高强度01加重晶砂具有很高的强度，可以提高水泥石的抗压强度和抗折
强度。
良好的抗腐蚀性
02
加重晶砂具有良好的抗腐蚀性，可以有效抵抗地下水的侵蚀。
良好的耐磨性
03
加重晶砂具有良好的耐磨性，可以保证固井工具的正常使用。
原理
利用分散剂的分子结构中的亲水基和疏水基 ，将有效成分吸附在分散剂的表面上，并借 助分散剂的解吸附作用，使有效成分均匀地 分散在水中。
悬浮剂
作用
悬浮剂是一种能够提高固井液中固体颗粒的 悬浮能力的外加剂。
原理
利用悬浮剂的分子结构中的亲水基和疏水基 ，将固体颗粒吸附在悬浮剂的表面上，并借 助悬浮剂的解吸附作用，使固体颗粒均匀地
减水剂
作用机理
减水剂是一种表面活性剂，能够减少拌和用水量，提 高混凝土的强度和流动性。
主要种类
包括木质素磺酸盐、萘系减水剂、脂肪族减水剂等。
效果影响因素
减水剂的使用量对效果影响较大，使用过多会导致混 凝土离析和泌水，应控制使用量。
调凝剂
作用机理
调凝剂是一种能够调节混凝土凝结时间、提高早期强度、降低干缩性的外加剂。
重要性及应用
重要性
固井外加剂对提高固井质量、确保井 壁稳定、防止地层水侵蚀等方面具有 重要作用，直接影响油气井的寿命和 开采效果。
应用
固井外加剂广泛应用于石油、天然气 等钻井工程中，以适应不同的地层条 件和开采需求。
国内外研究现状及发展趋势
研究现状
国内外学者针对固井外加剂的研发和应用开展了大量研究，不断探索新的配方 和作用机理，提高外加剂的性能和适应性。
常用油井水泥外加剂作用机理与应用探讨
常用油井水泥外加剂作用机理与应用探讨油井水泥外加剂是在油井水泥配方中添加的化学物质，可以改变水泥的性能和特性，提高油井水泥固化质量和强度。
常用的油井水泥外加剂主要有减水剂、加速剂、调整剂和抗温剂。
本文将对常用油井水泥外加剂的作用机理和应用进行探讨。
首先是减水剂，减水剂是一种能够改善油井水泥流动性的外加剂。
它的作用机理主要是通过吸附水泥颗粒表面的水分子，减少水泥颗粒间的黏着力，从而降低水泥浆体的流动阻力。
减水剂还可以通过改变水泥中的颗粒分布，使水泥浆体流动更加均匀，从而提高油井水泥固化的均匀性和强度。
其次是加速剂，加速剂是一种能够提高油井水泥固化速度的外加剂。
它的作用机理主要是通过与水泥中的胶凝体反应，加速胶凝反应的进行。
加速剂可以与水泥中的C3A（三钙硅酸盐）反应生成硫酸钙和钇酸盐，进而促进水泥胶凝体的形成。
加速剂还可以通过改变水泥中胶凝液的结构和形态，提高其活性，加快水泥的固化过程。
再次是调整剂，调整剂是一种能够调整油井水泥性能的外加剂。
调整剂可以改变水泥的流变性质，提高水泥浆体的稠度和粘度，从而改善水泥的泵送性能和排泥性能。
调整剂还可以调整水泥浆体的凝结时间和胶凝时间，使其更加适应油井施工的要求。
调整剂还可以改变水泥浆体的流变性质和固化特性，提高水泥固化的强度和可靠性。
最后是抗温剂，抗温剂是一种能够提高油井水泥抗高温性能的外加剂。
抗温剂的作用机理主要是通过改变水泥中的结构和形态，提高其抗高温的稳定性。
抗温剂可以与水泥中的氢氧化物反应，生成稳定的化合物，抵抗高温的侵蚀和破坏。
抗温剂还可以改变水泥中的结晶结构，提高其抗高温的稳定性和强度。
在实际应用中，油井水泥外加剂的选择和使用要根据具体的施工条件和要求进行合理搭配。
不同的外加剂可以有协同效应，提高油井水泥性能的还可以降低施工成本和时间。
合理使用常用的油井水泥外加剂，可以有效提高油井水泥固化质量和强度，提高油井施工的效率和可靠性。
常用钻井液材料
6杀菌剂：甲醛、高锰酸钾。
7油脂类：丝扣油、铅锌粉。
8润滑剂：皂化油、十二 烷 基 苯 磺酸钠、多功能润滑剂、塑料小珠。
9堵漏剂：801堵漏剂、混合堵漏剂、核桃皮、高粘堵漏剂、膨胀堵漏王、生石灰、锯末。
10絮凝剂：润滑絮凝剂、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钾。
11包被剂：强力包被剂、80A-51、FA367。
12降粘剂：腐植酸钾、磺化褐煤树脂、铁铬盐、栲胶。
13增粘剂：高粘防塌剂、黄原胶、羟乙基纤维素。
14降失水剂：钠羟甲基纤维素、有机硅腐植酸钾、水解聚丙烯腈铵盐、PAC141系列、磺 化 褐 煤 树 脂、羟甲基玉米淀粉、广谱护壁剂Ⅱ型、磺化沥青粉。
15复合型：广谱护壁剂Ⅰ型、广谱护壁剂Ⅱ型、高粘堵漏剂、润滑絮凝剂、高粘防塌剂、膨胀堵漏王。
Байду номын сангаас
常用钻井液材料是怎样分类的？
按作用为15类。
1膨润土类：钙基膨润土（103/T）、钠基膨 润土（153/T）、超级钠土（253/T）。
2无机盐类：纯碱、烧碱、硅酸钾、氯化钾、氯化钙、氢氧化钾。
3加重剂：重晶石粉、工业盐。
4水泥添加剂：水泥速凝剂、水玻璃、水泥缓凝剂。
常用油井水泥外加剂作用机理与应用探讨
常用油井水泥外加剂作用机理与应用探讨油井水泥是其它油井施工中应用最为广泛的一种材料，其作用是保证油井的安全、稳定地运行。
作为构成油井水泥的重要成分，外加剂在水泥制备和使用过程中起着非常重要的作用。
本文将对常用的油井水泥外加剂的作用机理和应用进行探讨。
1. 水化抑制剂水泥行业中，水化抑制剂是最为常见的外加剂之一。
在油井水泥中，水化抑制剂的作用是抑制水泥的快速硬化过程，从而增加水泥的可调性，保证施工过程的顺利进行。
水化抑制剂可以有效地控制水泥的水化速率，减弱钙质的水化反应过程，提高水泥的延迟时间。
水化抑制剂的主要成分包括羟基苯磺酸盐、多磺酸盐、丙烯酸盐类等。
其中，羟基苯磺酸盐是应用最为广泛的一种水化抑制剂。
它的作用机理是通过吸附在水泥颗粒表面，抑制水化过程中钙质的共振、松驰，从而延缓水泥颗粒的水合反应，减慢水泥的硬化速度。
2. 增稠剂增稠剂是油井水泥中常用的外加剂之一，其主要作用是增加水泥的黏度和压实性。
增稠剂可以提高水泥的粘度，增加水泥与油井壁之间的粘附力，从而提高固井质量和固井效果。
增稠剂使用也有助于减少水泥的流失和浸润，增加钻井液和水泥的分离效果。
增稠剂的成分种类较多，包括天然高分子化合物、合成高分子化合物以及纳米颗粒材料等。
其中，聚丙烯酰胺是增稠剂的一种重要成分。
它的作用机理是通过与水泥发生氢键、水素键、静电相互作用等作用形成三维网状结构，增加水泥粘度和适应性，提高液态油井水泥的流动性和浸透性。
3. 延迟剂延迟剂在油井水泥中的应用较为常见，它的作用是延缓水泥的硬化速度，从而提高水泥的可操作性和可调性。
延迟剂被广泛应用于水泥配制、泥浆调制和油井固井等领域。
延迟剂的主要成分包括葡萄糖酸钠和磷酸盐类等。
延迟剂的作用机理是与水泥颗粒表面反应生成阴离子化合物，阻止水泥表面钠离子与水份分解生成钠羟基盐，并破坏水泥颗粒钙离子的共振松驰，引起水泥颗粒的水合反应延迟。
4. 抗渗剂抗渗剂是一种常用的油井水泥外加剂，其作用是提高油井水泥的抗渗性能，防止水泥的流失和浸润。
常用油井水泥外加剂作用机理与应用探讨
常用油井水泥外加剂作用机理与应用探讨一、引言二、常用的油井水泥外加剂1. 流动性调节剂流动性调节剂是一类常用的水泥外加剂，其主要作用是调节水泥浆的流动性，使得水泥浆在固井过程中能够顺利地流动并均匀地填充井壁和井眼。
常用的流动性调节剂包括减水剂、流动剂等。
通过添加适量的流动性调节剂，可以有效地提高水泥浆的流动性，降低摩擦阻力，从而提高固井效率，减少水泥固井的成本。
2. 水泥增稠剂在水泥固井中，为了提高水泥浆的悬浮能力和固体颗粒的密实性，通常需要添加水泥增稠剂。
水泥增稠剂可以有效地增加水泥浆的黏稠度和粘附性，使得水泥浆在固井过程中能够更好地附着在井壁和井眼上，形成坚固的固井环保护井身的稠密水泥环。
水泥增稠剂还可以提高水泥浆的抗渗性能，防止水泥浆的失水和渗漏，确保固井质量。
3. 加速剂和减缓剂加速剂和减缓剂是两类常用的外加剂，它们的作用是分别加快或延缓水泥浆的凝结和硬化过程。
在一些特殊情况下，需要在短时间内完成水泥固井，此时可以添加适量的加速剂来提高水泥浆的凝结速度；而在一些需要长时间固井的情况下，可以适量添加减缓剂来延缓水泥浆的凝结速度，以确保水泥浆能够充分流变和坍落，从而保证固井质量。
流动性调节剂能够通过降低水泥浆的黏度和表面张力，从而减小水泥浆的流体阻力，使得水泥浆更容易地流动并充分填充井壁和井眼。
常用的流动性调节剂中，减水剂能够通过改善水泥颗粒表面的电荷状态，从而使水泥颗粒之间的排斥力增加，减小了黏聚力，使得水泥浆更易流动。
而流动剂则通过改善水泥浆的流动性能，从而降低了摩擦阻力，使得水泥浆能够更顺利地流动。
加速剂能够通过促进水泥浆中水化硅酸盐的水化反应，加快水泥浆的凝结和硬化过程。
在水泥浆中添加适量的加速剂，可以促使水泥浆中的水化硅酸盐快速形成凝胶体系，从而提高了水泥浆的早期强度和凝结速度。
而减缓剂则能够通过延缓水泥浆中水化硅酸盐的水化反应，降低水泥浆的凝结速度。
通过添加适量的减缓剂，可以延长水泥浆的流变和坍落时间，从而保证水泥浆能够充分流变和坍落，形成坚固的固井环。
常用油井水泥外加剂作用机理与应用探讨
常用油井水泥外加剂作用机理与应用探讨引言水泥是油井固井作业中不可或缺的材料，它在固井作业中扮演着至关重要的角色。
在水泥浆配制过程中，常常需要添加各种外加剂，以改善水泥浆的性能，提高固井质量。
本文将深入探讨常用油井水泥外加剂的作用机理与应用，希望能为油田工程技术人员提供一些参考和借鉴。
一、常用的水泥外加剂类型1.减水剂减水剂是一类常用的水泥外加剂，它能够有效地降低水泥浆的黏度，提高流动性，使水泥浆更易于泵送和灌注。
减水剂分为有机减水剂和无机减水剂两种类型，常用的有机减水剂有脱氧型和缩微型两种。
有机减水剂的主要作用机理是通过吸附在水泥颗粒表面，改善水泥颗粒之间的黏附力，从而减少水泥浆的内摩擦力，提高流动性。
2.加速剂加速剂是一种能够加快水泥硬化速度的外加剂，它在水泥浆中起到促进水泥水化反应的作用，加速水泥浆的初凝和终凝时间。
加速剂常常用于需要快速固化的场合，如井下迅速恢复井筒压力、临时封堵漏失等。
3.减缩剂减缩剂是一种能够减缩水泥浆的收缩率和固化收缩的外加剂，它能够有效地降低水泥浆在固化过程中的收缩变化，减少裂缝和收缩孔洞的产生，提高固井质量。
4.防水剂防水剂是一种能够提高水泥浆密实性和抗渗透性的外加剂，它可以有效地减少水泥浆中的微孔隙而提高抗压强度和耐磨性，提高水泥浆的抗渗透性和防水性能。
1.减水剂的作用机理减水剂能够在水泥颗粒表面吸附并形成一层膜，改善水泥颗粒之间的黏附力，降低水泥浆的内摩擦力，在一定程度上减少水泥颗粒的粘结力和发生剪切应力时的阻力，从而提高水泥浆的流动性。
2.加速剂的作用机理加速剂可以促进水泥颗粒与水分之间的反应速率，加快水泥硬化速度，提高水泥浆的初凝和终凝时间，从而实现快速固化的效果。
1.减水剂的应用在油井固井作业中，常常需要使用减水剂来改善水泥浆的流动性，使其更易于泵送和灌注。
合适的减水剂可以降低水泥浆的粘度，提高流动性，减少脱水和泥化现象，对提高固井质量具有显著的作用。
结论油井水泥外加剂在固井作业中起着至关重要的作用，通过合理选用外加剂可以有效地提高水泥浆的性能，改善固井质量，降低固井隐患。
油井水泥外加剂及外掺料
油井水泥外加剂及外掺料在油气井固井施工中用来调节水泥浆性能的材料称为油井水泥外加剂及外掺料。
一般认为，主要目的用来调节水泥浆性能的材料称为外加剂（一般加量在10%以内）；主要目的是用来节约水泥或调整水泥浆密度而混入的材料称为外掺料（一般加量大于10%）。
适合使用外加剂或外掺料的水泥一般是G级和H级水泥，这两种水泥属于基本油井水泥。
1.促凝剂促凝剂是用来缩短水泥浆稠化时间的化学剂。
多在浅井或表层套管固井施工中使用，虽然水泥浆性能满足了泵送的要求，但往往存在稠化时间长、强度发展慢的问题，严重影响钻井进尺和固井质量；另外，水泥浆中因加入其它外加剂，如分散剂、降失水剂等会引起过缓凝。
此时，加入促凝剂可以加速水泥水化反应和提高水泥早期强度。
促凝剂主要适用于漏失井固井、气井固井、浅井固井、钻井工程堵漏等要求水泥浆快速凝固的工程施工。
分类：包含氯化物促凝剂和无氯促凝剂常见促凝剂按阳离子或阴离子促凝强弱排列出下列顺序：(1)氯化物促凝剂①氯化钙：氯化钙是一种极强的吸水材料，可以是片状或粉末状，常规纯度的含量是77%；无水级是粒状或片状，含量为96%。
对大多数需要情况，常规纯度的加量为2%，而无水级的加量为1.6%就有最佳促凝效果。
②氯化钠：一般来说，氯化钠对水泥质量分数在10%以下时为促凝剂，含量在10%-18%范围内既不促凝也不缓凝，其稠化时间与新鲜水配浆时相似；而当氯化钠对水泥质量分数提高到18%以上时表现出缓凝作用。
显然，氯化钠不是一种很好的促凝剂，只有在现场上氯化钙缺货或特殊情况下才使用它。
③氯化钾：氯化钾能促进水泥浆凝固，对其流动性略有影响，与氯化钙复合使用效果更好。
在泥岩、页岩、夹缝砂岩、石灰岩等注水泥时，若在水泥浆、隔离液或冲洗液中加入0.3%-1%的氯化钾，可以抑制粘土膨胀，防止造浆作用，以免影响胶结强度。
④氯化钙复合物：氯化钙与氯化钠或氯化铵等混合使用效果更好。
1%氯化钙与2%氯化铵的混合物，或者2%氯化钙与2%氯化钠的混合物都是良好的复合促凝剂。
常用油井水泥外加剂作用机理与应用探讨
常用油井水泥外加剂作用机理与应用探讨油井水泥外加剂是指在油井水泥浆中添加的一种特殊化学品，用于改善水泥浆的流动性、降低水泥浆的密度、提高水泥浆的抗压强度等作用。
水泥外加剂的作用机理与应用在油田工程中有着重要的意义。
一、水泥外加剂的作用机理：1. 流动性调节：水泥外加剂能够减少水泥浆的黏度，改善其流动性能。
水泥浆与岩石接触时，水泥浆会流失一部分水分，因此加入外加剂可以保持水泥浆的流动性，有利于泥浆在油井中的布料。
2. 密度调节：油井需要使用具有特定密度的水泥浆进行固井作业，以保证井眼的稳定。
水泥外加剂可以调节水泥浆的密度，使其满足工程需要。
3. 抗压强度：水泥外加剂可以显著提高水泥浆的抗压强度，尤其在高温、高压情况下。
外加剂能够改善水泥的晶体结构，增强其抗压性能，提高固井质量。
4. 提高稳定性：水泥浆添加外加剂能够减少水泥与水的分离，提高水泥浆的稳定性。
外加剂可以与水泥进行物理或化学反应，形成一种稳定的结构，防止水泥在固井过程中产生脱粘现象。
二、水泥外加剂的应用：1. 常用外加剂：包括减水剂、密度调节剂、提高抗压剂等。
减水剂能够减少水泥浆的黏度，提高流动性；密度调节剂可以调节水泥浆的密度，满足工程需要；提高抗压剂可以提高水泥浆的抗压强度。
2. 高温高压环境下的应用：在高温高压环境下，水泥浆的固化性能会受到限制。
水泥外加剂在这种情况下具有特殊的意义。
常用的高温高压外加剂包括萘酐树脂、酚醛树脂等，它们可以提高水泥浆的稳定性和抗压强度。
3. 深井固井中的应用：在深井固井过程中，水泥浆需要承受极高的压力，因此需要添加外加剂来提高水泥浆的抗压强度。
常用的外加剂有缓凝剂、聚合物等，它们可以有效地提高水泥浆的抗压性能，保证固井的质量。
4. 粘土胶结水泥外加剂：在含有粘土的地层中进行固井时，常常出现粘土离土现象，导致固井质量下降。
可以添加粘土胶结水泥外加剂来提高水泥浆的胶结性能，防止粘土离土现象的发生。
水泥外加剂在油田工程中起着至关重要的作用，它可以改善水泥浆的流动性、调节密度、提高抗压强度等。
钻井用剂水泥浆
油井水泥浆是以水为连续相以水泥颗粒为分散相的高浓度的悬浮 体系，固含量（质量分数）最高可达70%，此悬浮体系的流变性和液相 的流变性有关，同时还与粒子间作用力有关。在加有外加剂的情况下， 水泥浆的液相是含有各种离子和外加剂的溶液。因此，其流变性与水相 差甚远。
水泥浆的固相含最是影响其密度的直接因素，而粒子间的相互作 用则主要取决于粒子表面电荷分布情况。
4．低分子化合物，如羟基羧酸
此类化合物具有很强的分散能力同时又是强缓凝剂。其中最典型 的是柠檬酸，它具有极好的抗盐耐温性能，故常用于盐水水泥浆体系和高 温固井作业作为分散剂和缓凝剂。
分散剂作用机理
油井水泥分散剂一般为表面活性剂，大体上可分为阴离子型、阳离子型 和非离子型，其主要作用机理为吸附分散作用。其微观机制，因分散剂分子 结构不同而存在一定差异。
固井外加剂对提高水泥浆抗侵蚀性能的影响
固井外加剂对提高水泥浆抗侵蚀性能的影响引言：随着石油行业的快速发展，井下作业环境越来越严峻。
在油井钻探和完井过程中，固井工艺的合理性和水泥浆的性能对井下安全与产能起着决定性的作用。
在油井固井中，外加剂作为提高水泥浆性能的有效手段之一，越来越受到工程师的重视。
本文将探讨固井外加剂对提高水泥浆抗侵蚀性能的影响。
一、固井外加剂简介固井外加剂是指在水泥浆的基础上添加的特定化学物质，以改善水泥浆的性能以及提高固井质量。
根据其功能和加入时间的不同，可以分为分散剂、凝聚剂、抗侵蚀剂、增稠剂等。
二、水泥浆抗侵蚀性能的重要性水泥浆抗侵蚀性能指的是在良好固化状态下，水泥浆对于井内流体的稳定性和抵抗腐蚀的能力。
良好的抗侵蚀性能可以有效减少井壁因水泥浆侵蚀而导致的裂缝和管柱塌陷等问题，同时提高井口及油藏的整体安全性。
三、固井外加剂对抗侵蚀性能的影响1. 抗侵蚀剂的使用抗侵蚀剂是常用的固井外加剂之一，主要用于提高水泥浆的抗酸性能。
与传统水泥相比，添加抗侵蚀剂的水泥浆具有更好的抗酸性能和抗侵蚀能力。
抗侵蚀剂能够与水泥颗粒发生反应，形成一层保护膜，增强水泥浆对酸侵蚀的抵抗能力。
2. 温度对抗侵蚀性能的影响水泥浆在高温环境下容易发生凝固和水分丢失，从而影响其抗侵蚀性能。
在这种情况下，固井外加剂的选择变得尤为重要。
一些新型的固井外加剂，在高温环境下具有较高的稳定性和抗侵蚀性能，可以在一定程度上解决水泥浆在高温下的问题。
3. 添加剂与水泥配方的协同作用除了单独的抗侵蚀剂外，一些添加剂与水泥配方的协同使用也能够提高水泥浆的抗侵蚀性能。
例如，在水泥浆中添加高含氧化钙的混合物可提高水泥浆的抗酸性能和抗侵蚀性能。
四、固井外加剂选择的原则1. 耐酸性能在选择固井外加剂时，需要考虑其耐酸性能。
抗酸性能好的外加剂能够增加水泥浆在酸性环境下的稳定性和抗侵蚀能力。
2. 温度稳定性在高温环境下，水泥浆容易凝固和失水，因此需要选择具有较高温度稳定性的外加剂。
常用油井水泥外加剂作用机理与应用探讨
常用油井水泥外加剂作用机理与应用探讨
油井水泥外加剂是在油井固井过程中添加到水泥浆中的化学物质。
它们可以改善水泥
浆的性能，提高固井质量，保证油井的安全和可靠性。
常用的油井水泥外加剂包括增稠剂、降粘剂、减水剂、防水剂等。
增稠剂主要作用是增加水泥浆的黏度和稠度，提高其悬浮体系和防沉降能力。
常见的
增稠剂有天然高分子聚合物、人工高分子聚合物等。
增稠剂能够有效地改善水泥浆的稳定
性和抗击流能力，防止浆体流失，提高固井质量。
降粘剂是指在水泥浆中添加的化学物质，能够降低浆体的黏度和粘度，提高流动性。
常见的降粘剂有磨井膏、嗡状降粘剂等。
降粘剂的作用机理是通过改变水泥浆中粒子的相
互作用力，降低浆体的表观黏度，提高流动性。
减水剂是一种能够在水泥浆中减少水分含量的化学物质。
它能够降低水灰比，提高浆
体的流动性和可泵性。
常见的减水剂有有机酸盐类、聚羧酸盐类等。
减水剂的作用机理是
通过表面活性剂的作用降低水泥颗粒之间的吸附力，减少水分的吸附，从而达到减少水灰
比的效果。
防水剂是一种能够改善水泥浆抗水侵蚀性能的化学物质。
它能够在水泥浆中形成一层
保护膜，防止水分渗透。
常见的防水剂有聚合物、硅酸盐等。
防水剂的作用机理是通过改
变水泥浆中水分分子与水泥颗粒之间的相互作用力，阻止水分的渗透和扩散。
固井外加剂对提高水泥浆抗扩散性能的影响
固井外加剂对提高水泥浆抗扩散性能的影响随着油气钻井活动的不断发展，在井下完成固井作业是确保井筒完整性和油气井安全的重要环节。
固井操作中，水泥浆作为主要固井材料之一，其性能对于保证井壁不被侵蚀、油气不会泄漏至地层表层非常关键。
然而，水泥浆的抗扩散性能常常受到地层条件和其他环境因素的影响，为了进一步提高水泥浆的抗扩散性能，石油行业采用了固井外加剂来改善水泥浆的性能。
本文将探讨固井外加剂对提高水泥浆抗扩散性能的影响。
固井外加剂是在水泥浆中添加的辅助材料，目的是改善水泥浆的流变性能以及抗扩散和封堵能力。
常见的固井外加剂包括消泡剂、表面活性剂、增稠剂、胶粘剂、减水剂等。
以下将分别介绍这些固井外加剂在提高水泥浆抗扩散性能方面的作用。
首先是消泡剂，其主要作用是消除水泥浆中产生的气泡，并提高水泥浆的密实性。
气泡的存在容易导致水泥浆的孔隙率增加，从而降低抗扩散性能。
消泡剂可以有效地破坏气泡的表面张力，使其破裂和融合，从而减少气泡数量，并提高水泥浆的抗扩散能力。
其次是表面活性剂，通过降低水泥浆的表面张力，改善其湿润性和润湿性，从而增强水泥浆与井壁的附着力。
表面活性剂还能够形成稳定的分散相，减少水泥浆中的团聚体，进一步提高水泥浆的流变性能和抗扩散性能。
然后是增稠剂和胶粘剂，它们通过增加水泥浆的粘度和黏度，增强其承载能力和封堵能力。
增稠剂能够改变水泥浆的流体特性，使其在井筒中形成均匀稳定的封堵体，从而提高水泥浆的抗扩散性能。
而胶粘剂则能够增加水泥浆的粘结力，提高水泥与井壁的黏结强度，防止水泥浆的分层、分异和渗漏，进一步提高抗扩散性能。
最后是减水剂，通过降低水泥浆的含水量和改变其流变特性，减少水泥浆与地层水的接触，提高水泥浆的抗扩散性能。
减水剂能够减少水泥浆的流动阻力，降低压力损失，从而降低水泥浆的渗透性和渗透率，提高其抗扩散和固结能力。
然而，虽然固井外加剂能够显著提高水泥浆的抗扩散性能，但其应用仍需谨慎。
首先，固井外加剂的选用应根据井口环境、地层条件和作业要求进行合理选择，并进行小试验证。
常用油井水泥外加剂作用机理与应用探讨
常用油井水泥外加剂作用机理与应用探讨油井水泥外加剂是在水泥基础上添加一些化学品，以提高水泥的性能。
它们可以被广泛应用于油井水泥和封堵。
本文将探讨常用的油井水泥外加剂的作用机理以及应用范围。
1. 倍特糖倍特糖是一种聚羧酸缩合物。
它的添加可以加快水泥的凝结反应，从而能够更快地凝固。
它的主要作用是制备速度快，使用方便，且具有良好的相容性。
与传统的凝结剂相比，倍特糖可以改进水泥的性能和加速水泥的反应，杠杆作用既可以在时间上，还可以在速度上实现。
2. 改性高分子改性高分子可以用于改善水泥的性能，例如流动性、抗裂性和耐磨性等。
它们通常是聚丙烯酸酯或聚乙烯酸酯高分子，它们具有优异的高吸水性和粘附性能。
通过将其中的一部分化学结构改变为亲水基团和疏水基团，可以实现水泥和环境的化学反应。
在加入改性高分子后，水泥的流动性和粘度可以得到显著提高，从而可以实现更优异的压实效果。
3. 润滑剂石油灰斑土是石油开采过程中特殊的固体残留物，被认为是最难堵塞的固体颗粒。
在油井水泥过程中，石油灰斑土能够使水泥粉末黏稠地与其他文件粉末混合在一起，从而达到更好的压实效果。
在凝固过程中，石油灰斑土可以形成更大的红铁矿物，从而更好地粘结水泥和其他颗粒。
4. 抗裂剂抗裂剂是一种特殊的化学剂，可以帮助材料抵抗表面损伤，从而减少水泥在向深部钻探时发生的裂纹。
常见抗裂剂如聚酯和聚氨酯涂层中的硼系物质和德氏合金。
这种抗裂剂的作用机制是通过增强水泥和其他材料之间的化学键，从而防止破坏。
总之，油井水泥外加剂在油井水泥和封堵中广泛应用。
这些外加剂的作用机理和应用范围不同，但可以统一改善水泥的性能，使其具有更好的抗裂性、流动性、压实性和耐久性。
这将有助于确保油井的安全和生产效率。
钻探常用的水泥与外加剂
钻探常用的水泥与外加剂钻探施工中，需要用水泥加固孔口管及止水套管，也经常遇到地层的坍塌、漏失、破碎掉块等复杂问题，需要用水泥进行护壁堵漏。
但是，由于普通水泥早期强度低、凝结时间过长、浆液流动性差，就需要使用水泥外加剂来改善和调整各种水泥性能，采用水泥外加剂对改善和调整某些水泥性能是个有效的途径。
比如要提高早期强度宜用早强外加剂；要缩短凝结时间，则用速凝剂；若需改善流动性，要用减阻剂等等。
一、水泥定义水泥，粉状水硬性无机胶凝材料。
加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。
cement，是碎石及片石的意思。
早期石灰与火山灰的混合物与现代的石灰火山灰水泥很相似，用它胶结碎石制成的混凝土，硬化后不但强度较高，而且还能抵抗淡水或含盐水的侵蚀。
长期以来，它作为一种重要的胶凝材料，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。
二、水泥分类水泥按用途及性能分为：（1）通用水泥: 一般土木建筑工程通常采用的水泥。
通用水泥主要是指：GB175—2007规定的六大类水泥，即硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。
（2）专用水泥：专门用途的水泥。
如：油井水泥，道路硅酸盐水泥。
（3）特性水泥：某种性能比较突出的水泥。
如：快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥、磷铝酸盐水泥和磷酸盐水泥。
水泥按其主要水硬性物质名称分为：（1）硅酸盐水泥，即国外通称的波特兰水泥；（2）铝酸盐水泥；（3）硫铝酸盐水泥；（4）铁铝酸盐水泥；（5）氟铝酸盐水泥；（6）磷酸盐水泥（7）以火山灰或潜在水硬性材料及其他活性材料为主要组分的水泥。
水泥按主要技术特性分为：（1）快硬性（水硬性）：分为快硬和特快硬两类；（2）水化热：分为中热和低热两类；（3）抗硫酸盐性：分中抗硫酸盐腐蚀和高抗硫酸盐腐蚀两类；（4）膨胀性：分为膨胀和自应力两类；（5）耐高温性：铝酸盐水泥的耐高温性以水泥中氧化铝含量分级。
钻井用化学材料
钻井用化学材料一、钻井液的作用钻井液又称“泥浆”是由各种油田化学剂（约19类）混合组成的流体。
当钻进至油、气层时所用的钻井液为“完井液”。
修井作业时所用的化学剂配成的流体称为“修井液”。
基本功能有：钻井液具有平衡地层压力、冷却润滑钻头、冲洗井底、携带岩屑、辅助破坏岩层、悬浮岩屑、保护井壁等作用。
保证优质快速钻进。
对于开发，保护油气层。
对于勘探，发现并保护油气层。
二、钻井液的类型水基钻井液：无固相饱和盐水钻井液低固相不分散钻井液（钾铵聚合物、三磺、两性复合离子、阳离子、正电胶等）油基钻井液：油基液、油包水乳化液、低胶性油基液、无毒油基液气体型（空气、雾、泡沫、充气）钻井液钻井液材料分为十六大类。
1.粘土类作用：主要用来配制原浆，亦有增加粘切、降低滤失量的作用。
主要材料：膨润土（主要以蒙脱石为主）、抗盐土（主要为凹凸棒石及海泡石土）、有机土（钠土经阳离子型表面活性剂处理的人造土）。
2.加重材料作用：主要用来提高钻井液的密度，以控制地层压力、防塌、防喷。
主要材料：重晶石粉：以硫酸钡为主要成分的天然矿石，经过机加工而成细度适宜的粉末状产品。
石灰石粉：以碳酸钙为主要成分的天然矿石，经过机械加工而成细度适度的粉末产品。
钛铁矿粉：以氧化钛与四氧化三铁为主要成份。
3.增粘剂作用：主要用来促进钻井液中粘土颗粒网状结构的形成，增加胶凝强度以形成高流阻。
主要材料：黄孢胶、黄原胶、羧甲基纤维素CMC、羟乙基纤维素HEC、正电胶、石棉、胍胶等。
4.降粘剂作用：主要用来改善钻井液的流动性，例如粘度、切力，以增加可泵性、减少摩阻等。
主要材料：酸式焦磷酸盐、四磷酸钠、铁铬盐、木质磺酸盐类、单宁、腐植酸钾、丙烯酸聚合物、硅稀释剂、氧化木质素衍生物等。
5.降滤失剂作用：主要用来降低钻井液的滤失量。
主要材料：淀粉类、低粘度聚阴离子纤维素、钠羧甲基纤维素、共聚物类、聚丙烯腈衍生物或聚丙烯盐、树脂类、复全合纤维素等。
6.絮凝剂作用：主要用来絮凝钻井液中过多的粘土细微颗粒及清除钻屑，从而使钻井液保持低固相，可使钻屑不分散，易于清除，并有防塌作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
钻探常用的水泥与外加剂
钻探施工中，需要用水泥加固孔口管及止水套管，也经常遇到地层的坍塌、漏失、破碎掉块等复杂问题，需要用水泥进行护壁堵漏。
但是，由于普通水泥早期强度低、凝结时间过长、浆液流动性差，就需要使用水泥外加剂来改善和调整各种水泥性能，采用水泥外加剂对改善和调整某些水泥性能是个有效的途径。
比如要提高早期强度宜用早强外加剂；要缩短凝结时间，则用速凝剂；若需改善流动性，要用减阻剂等等。
一、水泥定义
水泥，粉状水硬性无机胶凝材料。
加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。
cement，是碎石及片石的意思。
早期石灰与火山灰的混合物与现代的石灰火山灰水泥很相似，用它胶结碎石制成的混凝土，硬化后不但强度较高，而且还能抵抗淡水或含盐水的侵蚀。
长期以来，它作为一种重要的胶凝材料，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。
二、水泥分类
水泥按用途及性能分为：
（1）通用水泥: 一般土木建筑工程通常采用的水泥。
通用水泥主要是指：GB175—2007规定的六大类水泥，即硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。
（2）专用水泥：专门用途的水泥。
如：油井水泥，道路硅酸盐水泥。
（3）特性水泥：某种性能比较突出的水泥。
如：快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥、磷铝酸盐水泥和磷酸盐水泥。
水泥按其主要水硬性物质名称分为：
（1）硅酸盐水泥，即国外通称的波特兰水泥；
（2）铝酸盐水泥；
（3）硫铝酸盐水泥；
（4）铁铝酸盐水泥；
（5）氟铝酸盐水泥；
（6）磷酸盐水泥
（7）以火山灰或潜在水硬性材料及其他活性材料为主要组分的水泥。
水泥按主要技术特性分为：
（1）快硬性（水硬性）：分为快硬和特快硬两类；
（2）水化热：分为中热和低热两类；
（3）抗硫酸盐性：分中抗硫酸盐腐蚀和高抗硫酸盐腐蚀两类；（4）膨胀性：分为膨胀和自应力两类；
（5）耐高温性：铝酸盐水泥的耐高温性以水泥中氧化铝含量分级。
水泥命名的原则：
水泥的命名按不同类别分别以水泥的主要水硬性矿物、混合材料、用途和主要特性进行，并力求简明准确，名称过长时，允许有简称。
通用水泥以水泥的主要水硬性矿物名称冠以混合材料名称或其
他适当名称命名。
专用水泥以其专门用途命名，并可冠以不同型号。
特性水泥以水泥的主要水硬性矿物名称冠以水泥的主要特性命名，并可冠以不同型号或混合材料名称。
以火山灰性或潜在水硬性材料以及其他活性材料为主要组分的水泥是以主要组成成分的名称冠以活性材料的名称进行命名，也可再冠以特性名称，如石膏矿渣水泥、石灰火山灰水泥等。
三、水泥外加剂
水泥外加剂的类型品种很多。
用于地质钻探的水泥外加剂依其功用和成分，有不同的分类方法：
按功用分类
（1）调节水泥凝结硬化速度的速凝剂和缓凝剂；
（2）供使水泥早期强度提高的早强剂；
（3）降低水灰比、改善浆液流动性能的减阻剂或减水剂、稀释剂；
（4）减少浆液的析水和失水的降失水剂；
（5）降低水泥浆比重的减轻剂；
（6）增强水泥与岩层粘结强度的膨胀剂；
（7）防止浆液流失的堵漏剂等。
按化学成分分类
1. 无机化合物类
包括各种无机盐类，一些金属单质，少量氧化物和氢氧化物等。
这类物质大多用作早强剂、速凝剂等。
2.有机物类
这类物质种类很多。
其中大部分属于表面活性剂的范畴，有阴离子、阳离子、非离子型以及高分子型表面活性剂等。
为了满足各种工程施工需要，水泥外加剂在改善水泥某些性能的使用中，应考虑以下五个方面问题：
①按水泥品种合理选用外加剂；
②选用外加剂应明确改善和调整水泥性能的目的；
③选用外加剂合适掺量；
④考虑具体施工条件，如气温、孔内温度、压力、灌注方式、灌注工具等；
⑤尽可能选用复合外加剂。