固井水泥添加剂
固井水泥添加剂项目可研报告征地用(专家版)
固井水泥添加剂项目可研报告（征地用/专家版）普慧投资研究中心固井水泥添加剂项目可研报告（征地用/专家版）项目负责人：齐宪臣注册咨询工程师参加人员：郑西芳注册咨询工程师胡冰月注册咨询工程师王子奇高级经济师杜翔宇高级工程师项目审核人：张子宏注册咨询工程师普慧投资研究中心目录固井水泥添加剂项目可研报告常见问题解答 ........ 错误!未定义书签。
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水泥固井实验注意事项
水泥固井实验注意事项以水泥固井实验注意事项为标题，写一篇文章。
水泥固井是指在油气井中使用水泥材料对井筒进行固结，以保证井筒的完整性和安全性。
水泥固井实验是在实验室条件下进行的，目的是验证水泥浆的性能以及确定固井参数。
下面将介绍水泥固井实验的注意事项。
一、实验前准备1. 实验室环境要求整洁干净，确保实验操作的准确性和可靠性。
2. 实验设备要进行检查和校准，确保设备正常工作。
3. 准备好所需的水泥和添加剂，并按照实验要求进行配比。
二、实验操作1. 根据实验要求将所需水泥和添加剂进行混合。
2. 在实验过程中，严格按照配比比例和操作规程进行，确保实验结果的准确性。
3. 实验中要注意安全，佩戴好防护用品，避免发生意外。
三、实验参数的确定1. 实验中要确定水泥浆的密度、稠度、凝结时间等参数，以满足井筒固井的要求。
2. 测量和记录实验数据时，要注意准确性和一致性，避免误差和数据偏差。
四、实验结果的评估1. 根据实验结果，评估水泥浆的性能是否符合要求。
2. 对实验结果进行分析和比较，找出问题并进行改进。
五、实验后处理1. 实验结束后要对实验设备进行清洗和维护，确保设备的正常使用。
2. 对实验数据进行整理和分析，编写实验报告。
水泥固井实验是确保油气井井筒完整性和安全性的重要环节。
在进行实验时，需要注意实验前的准备工作，严格按照操作规程进行实验操作，准确测量和记录实验数据，对实验结果进行评估和分析。
实验结束后要进行设备的清洗和维护，并编写实验报告。
通过水泥固井实验的结果，可以为实际油气井的固井工作提供参考依据，确保井筒的安全可靠。
油井水泥高温缓凝剂特性及发展浅析
油井水泥高温缓凝剂特性及发展浅析油井完井是油气开发过程中极为重要的一环。
而油井的水泥固井质量更是直接关系到油井的安全、产能以及生产效率，因此，在油井完井过程中，水泥固井工艺是必不可少的。
在高温、高压等恶劣环境下，常规的水泥固井技术往往无法满足需要，需要使用高温缓凝剂。
本文将从高温缓凝剂的性质和发展趋势两个方面展开，以期帮助人们更好地理解高温缓凝剂的应用。
一、高温缓凝剂的特性高温缓凝剂是一种适用于高温环境的特种混凝土添加剂，这种混凝土可以在高温环境下达到良好的水化硬化效果，从而达到优越的固井效果。
高温缓凝剂主要具有如下特性：1.环保无毒：高温缓凝剂无害于环境和人体健康，可以被使用于较为严重的工作环境中，而不会对人体造成伤害。
2.优异的混凝土表现：高温缓凝剂可以使混凝土达到较高的抗压强度，可有效抵抗恶劣环境的影响，增强混凝土的整体性能。
3.耐久性强：高温缓凝剂的混凝土可以长时间保持其物理性能，不会因为环境变化而失去其固井效果，与一般混凝土相较而言，其使用寿命较长。
4.稳定性高：高温缓凝剂的混凝土可以更好地适应高温、高压等复杂环境下，以其本身相对稳定的性质，更好地适应不利环境下的使用。
二、高温缓凝剂的发展趋势为了适应油井固井工作的需要，高温缓凝剂的发展愈发重要。
据相关专家预测，未来高温缓凝剂的市场需求将保持高速增长，其发展趋势有以下几点：1.温度适用范围将进一步提高：当前市场上的高温缓凝剂承受高温可达到500摄氏度，而未来几年，其温度适用范围预计将进一步提高。
2.使用寿命将得到提高：未来的高温缓凝剂将具有更长的使用寿命，更好地适应恶劣环境下的使用需求。
3.兼容性更强：未来的高温缓凝剂将更好地适应各类水泥、材料以及工程用途，其兼容性将得到提高。
4.应用领域将拓宽：未来的高温缓凝剂不仅仅适用于油井工作，也将应用于其他领域，如火炉、炼钢等工业生产过程中的固化和耐火方面。
结论高温缓凝剂是混凝土添加剂的一种，具有优异的特性和良好的发展趋势。
固井外加剂对提高水泥浆抗拉断性能的影响
固井外加剂对提高水泥浆抗拉断性能的影响固井外加剂是一种在油井施工过程中添加到水泥浆中的化学材料。
它的添加可以改善水泥浆的性能，并提高其抗拉断性能。
本文将探讨固井外加剂对水泥浆抗拉断性能的影响，并分析其原因。
首先，固井外加剂在水泥浆中的添加可以增强水泥浆的黏结能力。
水泥浆本身具有较低的粘度，容易流动和渗透。
然而，在油井施工过程中，需要将水泥浆注入到井眼中，并在井壁上形成一个牢固的固井层。
固井外加剂的添加可以增加水泥浆的粘度，使其能够更好地附着在井壁上，并形成坚固的固井层。
这样，在井眼受到外部应力时，固井层能够有效地阻止井筒的裂缝扩展，从而提高水泥浆的抗拉断性能。
其次，固井外加剂的添加可以改善水泥浆的力学性能。
水泥浆在固化后会形成坚固的固井层，但其抗拉强度较低。
而固井外加剂的引入可以增加水泥浆的抗拉强度，使其具备更好的抗拉断性能。
这是因为固井外加剂会与水泥颗粒发生化学反应，形成一种高分子聚合物。
这种聚合物具有良好的弹性和韧性，能够有效地提高水泥浆的抗拉强度和抗断裂能力。
此外，固井外加剂的添加还可以调节水泥浆的温度敏感性。
油井施工过程中，井下环境的温度会不断变化，而水泥浆的性能在不同温度下可能会有所变化。
固井外加剂的引入可以改善水泥浆的温度敏感性，使其在不同温度下依然保持稳定的性能。
这样，即使在极端温度条件下，水泥浆也能够具备较好的抗拉断性能。
然而，固井外加剂的添加也存在一些潜在的问题。
首先，固井外加剂的选择和添加量需要根据具体情况进行调整。
不同的固井外加剂具有不同的性能特点，在应用过程中需要根据井下环境、井壁条件和施工要求等因素进行合理选择。
同时，过量或不当的添加可能会导致水泥浆的性能下降，甚至引起固井失效的风险。
因此，在使用固井外加剂时，需要进行充分的实验和测试，确保添加量的准确性和合理性。
此外，固井外加剂的添加也需要考虑其对环境和人体健康的影响。
一些固井外加剂可能含有有害物质或对环境造成污染。
因此，在选择和使用固井外加剂时，需要考虑其环境友好性和安全性，避免对环境和人体健康造成不良影响。
固井外加剂对提高水泥浆抗折性能的影响
固井外加剂对提高水泥浆抗折性能的影响水泥浆作为一种重要的固井材料，在油气井的完井和修井过程中扮演着关键的角色。
其抗折性能是评估其稳定性和可靠性的重要指标之一。
为了提高水泥浆的抗折性能，研究人员通过不断优化水泥配方和添加外加剂等手段进行了大量的研究。
固井外加剂是指在水泥浆中加入一定的化学物质，以改善其工艺性能和增强抗折性能的一类添加剂。
它们可以在固井过程中改善水泥浆的流动性、降低浆体黏度、控制凝结时间和提高强度等，从而有效地提高水泥浆的抗折性能。
固井外加剂对提高水泥浆抗折性能的影响可以从以下几个方面来进行讨论。
首先，添加外加剂可以改善水泥浆的流动性和润湿性，从而提高其填充能力和混凝土的均质性，减少空隙和缺陷的出现。
例如，有些改性外加剂可以在水泥颗粒表面形成致密的吸附层，增强水泥颗粒之间的粘结力，提高固结体的一致性和稳定性，从而增强水泥浆的抗折性能。
其次，外加剂可以调控水泥浆的凝胶凝固过程，增加凝固时间和提高水泥浆的早期强度。
例如，在低温环境下加入一些缓凝外加剂可以延长水泥浆的凝固时间，提高水泥浆的早期强度。
而在高温环境下，加入一些早强外加剂可以加快水泥浆的凝固速度，提高水泥浆的早期强度。
这些控制凝结时间和增强水泥浆强度的外加剂有效地提高了水泥浆的抗折性能。
此外，外加剂还可以改善水泥浆的稳定性和耐久性，提高其抗裂性和抗磨损性。
例如，加入一些聚合物外加剂可以形成柔性聚合物胶束，填充和覆盖水泥颗粒之间的间隙，增加水泥浆的内聚力和抗拉强度，从而有效防止裂缝的形成和扩展，提高水泥浆的抗折性能。
另外，有些抗磨外加剂还可以改善水泥浆的摩擦特性，使其在摩擦力作用下更加耐久。
最后，外加剂对水泥浆抗折性能的影响还涉及其相互作用机制和工艺条件的影响。
因为不同的外加剂具有不同的物理和化学性质，它们与水泥胶体之间会发生相互作用和化学反应。
因此，在选择外加剂和确定使用量时，需要考虑水泥浆的配方和使用的工艺条件。
只有在合适的配方和工艺条件下，外加剂才能最大限度地发挥其影响，提高水泥浆的抗折性能。
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，水泥隙减少，密实性增大，从而提高了水泥的强度。
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形成更多的钙矾，能有效地吸附在水泥熟料矿物表面，加快C3A与膏之间的反应，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二、缓凝剂定义：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。
固井水泥浆配方
固井水泥浆配方
固井水泥浆配方是指在油井、天然气井等钻探完毕后，将钢管
（套管）放入井中，并用水泥浆对井壁和套管间的空间进行加固，以
固定井口和防止钻井液泄漏。
配方包括水泥种类、混合物浓度、稠化剂、增稠剂等成分的比例和制作步骤。
水泥种类是固井水泥浆配方中最关键的成分之一，常用的水泥种
类有普通硅酸盐水泥、耐磨水泥、陶瓷水泥等，选择合适的水泥种类
可以根据地质环境、井眼深度、温度等因素来确定。
混合物浓度是指在制作固井水泥浆时，水泥与水掺和的比例，该
比例的确定同样要看具体的地质环境和井深等因素。
稠化剂是用来控制水泥浆的流动性和速度，常用的稠化剂有磨料、硅酸钠、亚胺铁等。
增稠剂则是用来增加水泥浆的黏度和保持其流动性，常用的增稠
剂有纤维素、稻壳灰、蛋白胶、碱性磷酸盐等。
综上所述，固井水泥浆配方的制定是根据具体需要来进行的，需
要考虑地质状况、井深、温度等因素，并进行合理配置，以达到强度、可靠性和经济效益的平衡点。
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。
油井水泥外加剂及外掺料
木质素类水泥外加剂的来源主要是从木材等植物中把纤维素分离后将剩下 的亚硫酸纸浆废液浓缩、干燥而成。以亚硫酸盐作为磺化剂，对木素的磺化 反应可在酸性，中性和碱性中进行。如：
|
HC-R5
|
HC-R4
|
HC-OR
|
高温蒸煮
pH 1~ 2
OCH3 脱除- OR
| HC-R5 | HC-R4 | HC+ |
O
R1
CH
OCH3 OH(R)
R'
C
H R2
C=0
C
OCH3 OH(R)
H
1501900 C Na2SO3
H
18 22MP a
R'-CH2OH
OCH3
或 (R1' CHOH) | R2'
C
OH(R)
H
R'-CH2SO3-
(或 R1' C SO-3) |
根据特劳贝定则，烷基的引入增加该剂的表面活 性，获得了更高效的缓凝剂和分散剂。
分散剂能降低气——液界面张力，因此，在搅拌水泥浆时可能引入 空气形成气泡，气泡具有分散和润滑作用。但也有副作用，它能 影响水泥石的强度和防腐、防渗性能。
分散剂对水泥浆流变性能的影响
注水泥过程中，水泥浆的流动性能影响到水泥对环形空间顶替 效率、环形空间的摩阻压力降以及注水泥浆所用的泵的功率。
水泥浆是非牛顿流体，粘度是剪切速度的函数。
自50年代以来，随着钻井技术的不断进步，完井技 术的发展，特别是钻遇深井、超深井、特殊井、复杂 井愈来愈多，因此对水泥浆体系除了应满足固井施工 要求外，还应着重考虑水泥石的性能，特别强调的是 钻井、完井和后续的采油、强化采油对固井质量、油 井寿命的要求。因此，提高和改善水泥石的抗压强度、 界面胶结强度、弹塑形、耐腐蚀，渗透率等综合性能， 对水泥浆外加剂和外掺料提出了更高的要求。
氯化钙在油田中的应用
氯化钙在油田中的应用氯化钙在油田中的应用氯化钙概述氯化钙（CaCl2）是一种常见的化学物质，具有较强的溶解性和吸湿性。
在油田中，氯化钙可以发挥多种重要作用，包括：•降低水的冰点和水的活性•防止井筒坍塌•增加钻井液密度•促进水泥硬化•控制砂砾层接下来，我们将详细讲解氯化钙在这些方面的应用。
降低水的冰点和水的活性在油田作业中，氯化钙经常用于降低水的冰点，特别是在寒冷季节。
它可以有效地降低水的冰点，避免水管、设备和管道冻结的问题。
此外，氯化钙还能够降低水的活性，减少对油井产生不利影响的可能性。
防止井筒坍塌在钻井过程中，井筒坍塌是一个常见的问题。
氯化钙可以用作钻井液中的添加剂，以增加钻井液的密度并稳定井壁。
它通过与井壁上的水分反应生成低溶解度的钙石膏，从而减少了井壁的易变性和坍塌风险。
增加钻井液密度在某些情况下，需要使用高密度钻井液来平衡地层压力、控制井漏和防止油井事故。
氯化钙可以被用来增加钻井液的密度，使其达到所需的数值。
通过调整氯化钙的浓度，可以灵活地控制钻井液的密度，达到最佳的钻井效果。
促进水泥硬化水泥固井是钻井过程中的关键步骤，用于加固井壁、隔离地层和保证井眼的完整性。
氯化钙可以在水泥中加入，以促进水泥的硬化过程。
它可以通过调整水泥浆中的离子浓度和渗透性，提高水泥的硬度和强度，确保良好的水泥固井效果。
控制砂砾层砂砾层是油井中常见的问题之一，因为砂砾的移动可能会导致井筒和设备的磨损，甚至井塌。
氯化钙可以用作防砂剂，通过与砂砾层中的水分发生离子交换反应，减少砂砾层的活性和可溶性，控制其移动和破坏。
总结氯化钙在油田中有多种重要的应用。
它可以降低水的冰点和活性，防止井筒坍塌，增加钻井液密度，促进水泥硬化以及控制砂砾层。
通过合理应用氯化钙，可以提高油田作业的效率和安全性。
降低水的冰点和水的活性氯化钙可以通过与水分子发生作用，阻碍冰晶的形成和生长，从而降低水的冰点。
这种性质使得氯化钙在寒冷气候条件下的油田作业中非常有用，可以防止冻结引起的设备损坏和操作延迟。
固井水泥浆 名词-概述说明以及解释
固井水泥浆名词-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述固井水泥浆是一种用于油气井固井工程中的重要材料，它具有填隙、支撑和导流等功能。
固井水泥浆在井下运输后，在井内固化形成水泥环保护井筒，防止地下水的污染和油气的外泄。
固井水泥浆的性能和质量直接影响着整个井固工程的安全性和可靠性。
在油气勘探和开采过程中，固井水泥浆的选择和应用至关重要。
本文将对固井水泥浆的定义、组成成分以及应用领域进行详细介绍。
1.2 文章结构文章结构部分的内容：文章结构部分将简要介绍这篇长文的组织结构，包括各个章节的主要内容和逻辑顺序。
首先会介绍引言部分，包括概述固井水泥浆的重要性和应用领域，以及撰写本文的目的。
随后会详细介绍正文部分，包括固井水泥浆的定义、组成成分和应用领域的相关信息。
最后将总结全文的要点，并强调固井水泥浆在工程建设中的重要性，同时展望它在未来的发展前景。
整篇文章将以逻辑清晰、结构合理的方式展现固井水泥浆的相关知识，为读者提供全面且有序的信息。
1.3 目的固井水泥浆作为一种重要的固井材料，在油田、天然气开采和地热井等领域具有广泛的应用。
本文旨在深入探讨固井水泥浆的定义、组成成分以及应用领域，以便读者对固井水泥浆有更全面的了解。
同时，通过本文的撰写，希望能够促进固井水泥浆在工程领域的更广泛应用，提高固井质量，保障井下作业的安全和顺利进行。
通过对固井水泥浆的深入研究和探讨，可以更好地指导相关工程实践，提高固井技术的水平，为油气井的生产和开采提供更好的技术支持。
2.正文2.1 定义固井水泥浆是一种用于油气井固井作业中的重要材料，主要功能是在井筒周围形成一个稳定的固体环保护钻井管和固定地层的结构。
固井水泥浆一般由水泥、混合剂、增稠剂和添加剂等组成，通过混合、搅拌和泵送等工艺制备而成。
在固井作业中，固井水泥浆起着非常关键的作用，它不仅能够保证井筒的完整性和结构稳定性，还能够防止地层油气的泄漏和污染，同时也能够增加井壁的密封性和承载能力。
固井水泥添加剂.
0
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0 0:00 1:00 2:00 3:00 Time (HH:MM) 4:00 5:00 6:00
150℃高温饱和盐水水泥浆稠化时间曲线
高抗盐固井水泥浆体系性能
120 ℃高温饱和盐水水泥浆体系性能
项 目 技术指标 ≤50 ＞60 ≤20 ≥14 ≤1.0 检测结果 31 309 18 21 0
1.80% 1.30% 1.00%
100~110°C 拐点明显
150
T ℃
谢谢！ Thanks！
抗盐能力强
3
API失水
4
游离液小
5
水泥石抗压 强度
40~200℃
半饱和、 饱和盐水
< 50ml
微量或零
>14MPa（24h）, 温差达60℃的顶部 强度依然较高
高抗盐固井水泥浆体系主要技术指标
6
流变性能和稠化时间
7
浆体稳定性较好
流变性能和稠化时间好调 节；缓凝剂加量线性关系较 好；曲线直角稠化性好
（一）高抗盐固井水泥浆体系组成
• 中高温高抗盐体系由降失水剂GT-11LM 、缓凝
剂GT-21LM、减阻剂GT-31LM组成。 • 高温高抗盐体系由降失水剂GT-11LH 、缓凝剂 GT-21LH、减阻剂GT-31LH组成。
高抗盐固井水泥浆体系组成
• 防气窜剂GT-50S、浆体稳定剂GT-70S、早强剂
高抗盐 固井水泥浆体系
• 该体系既适用于淡水水泥浆固井，也适用于半饱和盐水及 饱和盐水水泥浆固井，具有高抗盐能力
• 既可用于常规密度一般条件下固井，也可用于低密度、高 密度等特殊条件下复杂井的固井
• 解决深井和超深井及盐膏层固井对水泥浆提出的非常规要 求 • 适应现代固井技术发展的一种全能型水泥浆外加剂体系
固井水泥浆配方
固井水泥浆配方固井水泥浆是一种常用于油井固井工程中的材料，其作用是在油井钻井完毕后，填充钻井孔隙，加固井壁，确保井壁的完整性和稳定性。
固井水泥浆的配方对于固井工程的成功至关重要。
本文将从固井水泥浆的组成、配方原则和常用配方三个方面进行阐述。
一、固井水泥浆的组成固井水泥浆通常由水泥、混凝土添加剂和水组成。
水泥是固井水泥浆的主要成分，常用的水泥有硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、高铝酸盐水泥等。
混凝土添加剂主要包括减水剂、增稠剂、增强剂等，用于改变固井水泥浆的流动性、粘度和强度。
二、固井水泥浆的配方原则1.适应地层条件：根据油井的地层条件，选择合适的水泥种类和添加剂。
例如，在高温井中，应选用耐高温水泥；在酸性井中，应选用耐酸水泥。
2.保证井壁完整性：固井水泥浆应具有良好的流动性和可泵性，以确保在注入过程中能够充分填充钻井孔隙，并与井壁形成紧密的结合。
3.提高固井质量：固井水泥浆应具有足够的强度和稳定性，能够抵抗井压、井温和井液等外部环境的影响，确保井壁的长期稳定。
三、常用固井水泥浆配方1.基础配方：硅酸盐水泥、水和适量的混凝土添加剂。
这种配方适用于一般地层条件，具有良好的流动性和可泵性。
2.耐高温配方：高铝酸盐水泥、水和耐高温混凝土添加剂。
这种配方适用于高温油井，能够保持固井水泥浆的强度和稳定性。
3.耐酸配方：硫铝酸盐水泥、水和耐酸混凝土添加剂。
这种配方适用于酸性油井，能够抵抗酸性环境的侵蚀，保持固井水泥浆的完整性。
四、总结固井水泥浆配方是油井固井工程中的关键环节，正确的配方能够保证固井工程的顺利进行和井壁的长期稳定。
在配方过程中，需要根据地层条件、井温、井压等因素选择合适的水泥种类和添加剂，并确保固井水泥浆具有良好的流动性、可泵性、强度和稳定性。
只有在配方合理的情况下，固井工程才能达到预期的效果。
通过以上的介绍，我们可以看出固井水泥浆的配方是一个复杂而关键的过程。
在实际的固井工程中，需要根据具体情况进行调整和优化。
气相色谱-质谱法分析固井水泥浆添加剂中磷酸三丁酯
气相色谱-质谱法分析固井水泥浆添加剂中磷酸三丁酯易勇;刘克清;张浩;刘卫丽;王文利;陈凡斌【摘要】采用气相色谱-质谱法测定固井水泥浆添加剂中磷酸三丁酯（TBP）的含量。
选择m/z＝99、155和211的麦氏重排离子为特征离子。
TBP在0.20 g/L～5.13g/L含量范围内，其特征离子丰度与含量呈线性关系，线性方程为：Y＝1.05×107 X＋1.75×105，相关系数γ2＝0.999，方法检出限（S/N＝3）0.000073g/L ，定量限（S/N＝10）0.00024g/L ，平均回收率为106.2％～109.2，相对标准偏差为0.36％～1.70％（n＝6）。
实际应用表明：该方法适用于油田固井水泥浆添加剂中磷酸三丁酯的质控分析。
%A method was established for the determination of tributyl phosphate (TBP) in cementing slurry additives by GC-MS. The characteristic ions were chosen at the m/z of 99 ,155 ,and 211 by McLaf-ferty rearrangement. The TBP content range was 0.20-5.13 g/L which had linear relation with the abun-dance of characteristic ions. Thelinear equation of TBP content was Y =1.05 × 107X+1.75 × 105 with the correlation coefficient :γ2 = 0.999. The detection limit and quantification limit were 0.000073 g/L and 0.00024 g/L forTBP ,respectively. The average recovery rate was 106.2 % -109.2 with the relative standard deviation (n=6) of 0.36% -1.70%. The practical application shows the method is suitable for the qualitative control of TBP in cementing slurry additives.【期刊名称】《分析仪器》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4页(P33-36)【关键词】磷酸三丁酯;固井水泥浆添加剂;气相色谱-质谱法【作者】易勇;刘克清;张浩;刘卫丽;王文利;陈凡斌【作者单位】中海油田服务股份有限公司油田化学事业部，北京 101149;中海油田服务股份有限公司油田化学事业部，北京 101149;中海油田服务股份有限公司油田化学事业部，北京 101149;中海油田服务股份有限公司油田化学事业部，北京 101149;中海油田服务股份有限公司油田化学事业部，北京 101149;中海油田服务股份有限公司油田化学事业部，北京 101149【正文语种】中文固井作业中泡沫的干扰会引起水泥浆密度失真或导致出现非均相结构，并最终造成固井作业失败。
固井外加剂对提高水泥浆凝结时间的影响
固井外加剂对提高水泥浆凝结时间的影响水泥固井是油气井钻井过程中的关键步骤，其目的是封堵井眼周围的地层空隙以确保井筒的稳定性和防止地下水和气体的渗透。
水泥浆的凝结时间是固井过程中需要注意的重要参数之一。
凝结时间过长会延长井口关闭期间，增加钻井作业的时间和成本，而凝结时间过短则可能导致固井不牢固。
因此，了解固井外加剂对水泥浆凝结时间的影响至关重要。
水泥浆的凝结时间主要取决于水泥本身的活性和化学反应速度。
对于需要延长凝结时间的特殊情况，如深井或高温井，可以通过添加固井外加剂来调整水泥浆的凝结时间。
固井外加剂是通过改变水泥浆的化学组成和物理性质来达到延迟凝结的目的。
以下将介绍几种常用的固井外加剂及其对水泥浆凝结时间的影响：1. 延迟剂（Retarders）：延迟剂是常用的固井外加剂之一，它可以显著延长水泥浆的凝结时间。
在高温或高压下，延迟剂可以减缓水泥的晶体生长速度，从而延迟凝结时间。
常见的延迟剂包括有机酸、氧化铬、晶状硼酸盐等。
2. 加速剂（Accelerators）：加速剂可以提高水泥浆的凝结速度，缩短凝结时间。
在特殊情况下，如需要快速封堵漏失井的情况下，加速剂可以帮助固井作业更加高效。
常见的加速剂有碱金属盐类、硫酸盐、硫酸铝等。
3. 流动性调整剂（Fluid Loss Control Agents）：流动性调整剂主要用于控制水泥浆的流动性和粘度。
适量添加流动性调整剂可以改变水泥浆的流变性质，从而对凝结时间产生一定的影响。
常见的流动性调整剂有聚合物、黏土类物质等。
4. 过滤损失控制剂（Lost Circulation Control Agents）：过滤损失控制剂主要用于防止水泥浆在导管中丧失过多的液体。
合适的过滤损失控制剂能够增加水泥浆的流动性，使其能够更好地渗透到地层中，从而减少凝结时间。
总体来说，固井外加剂对提高水泥浆凝结时间具有显著的影响。
正确选择和使用固井外加剂可以有效地调整水泥浆的凝结时间，以适应不同条件下的固井需求。
水泥及固井外加剂
油井水泥生产过程
水泥生料
(碳酸盐矿物、粘土质原料和调节材料)
经粉碎、磨细、混合， 在1500℃高温下焙烧， 加入3-5%的石膏磨细
水泥熟料
加石膏、粉碎
油井水泥
6
油井水泥的主要矿物成分
硅酸三钙：3CaOSiO2 简写：C3S 硅酸二钙：2CaOSiO2 简写：C2S 铝酸三钙：3CaOAl2O3 简写：C3A 铁铝酸四钙：4CaOAl2O3Fe2O3 简写：C4AF 四种矿物成分占87％以上，各种组分在水泥 的水化过程中有不同的特性。故不同比例的 各种组分组成不同类型的水泥。
26
低温低密、防漏 惰性的温敏量敏 水质钝化、线性好 纯分散，无足轻重 易混合，均匀稳定 均匀细腻、有活性 消泡、抑泡兼行 加量小、易混合 真正有效、量尽小 水混、适度膨胀
二、速凝剂
速凝剂：加入水泥浆中目的是为了缩短凝固时间，或者是
为了加速硬化过程。通常是利用它们来抵消其它一些添加 剂所造成的凝固延迟效应，如分散剂和降失水剂等等。 氯化钙加量在水泥重量的2—4％之间（BWOC）。但当 其加量超过6％BWOC以后，其结果不可预测，有可能出 现过早凝固现象。 氯化钠加量＜10％（BWOW），NaCl起着速凝剂的作用； 氯化钠在10%—18％之间NaCl基本呈中性；
17
4.水泥粒度分布的影响
水泥的粒度分布（有时称为细度）是影响 水泥活性及水泥浆的流变性的重要参数。 湿润水泥并配制可泵水泥浆所需的水灰比 与表面积直接相关。 因此，为了保持性能稳定，水泥厂应控制 水泥的粒度。抗压强度的增长也与水泥的 表面积有关。研究结果表明，粒度分布范 围较窄的水泥形成的抗压强度高。
21
F级：在更高的温度和压力条件下适用深度从 10000英尺（3050m）到16000英尺 （4880m）也可做MSR和HSR类型水泥。G级 水泥和H级水泥是为了满足采用化学添加剂方法达 到水泥速凝或缓凝技术而研制的，禁止水泥厂在熟 料中加入象乙二醇或醋酸盐之类的特殊化学材料。 尽管这些化学材料能改善研磨效果，但已证明这些 化学材料对其它一些水泥添加剂有影响。G级水泥 和H级水泥是目前使用最广泛的油井水泥。
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高温高压失水（150℃×6.9MPa）， ml
稠化时间 (150℃×75MPa) ， min
初始稠度，BC 抗压强度（150℃×24h×21MPa）， MPa 自由液，ml
＞60
≤20 ≥14 ≤1.0
303
12 23 0
高抗盐固井水泥浆体系性能
200
200
100
140
100
140
120 150
80
高抗盐固井水泥浆体系作用机理 • GT-31系列减阻剂
通过调节水泥颗粒表面电荷，有效地分散 水泥颗粒的胶结结构，改善水泥浆的流变性， 以实现低压紊流地泵注水泥浆，提高顶替效率 和固井质量。
（三）、高抗盐固井水泥浆体系性能
150 ℃高温饱和盐水水泥浆体系性能
项 目 技术指标 ≤50 检测结果 34
高抗盐固井水泥浆体系作用机理 • GT-21 L系列缓凝剂
缓凝剂中的超强吸附基团强力吸附在水泥颗粒 的表面，形成致密的保护层防止水分子自由进出水 泥颗粒表面层，降低了水化速度；同时缓凝剂分子 对水泥水化后产生的Ca2+有很强的螯合能力，阻碍 了水化产物微核的生长，亦达到了抑制水化的目的； 从而具有高效缓凝作用。
浆体流变性好，在温度 至180℃时浆体依然稳定 没有沉降
高抗盐固井水泥浆体系主要技术指标
8
适用范围较宽
9
10
配伍性好、可调性强
密度调节范围广
可在淡水和盐水 水泥浆中广泛使用
常规密度固井、加漂珠低 密度固井、深井、气井的防油气 水窜的高密度固井
适用于各种水泥
三 、古莱特水泥浆体系与其他厂家对比
古莱特水泥浆体系——稠化性能
抗盐能力强
3
API失水
4
游离液小
5
水泥石抗压 强度
40~200℃
半饱和、 饱和盐水
< 50ml
微量或零
>14MPa（24h）, 温差达60℃的顶部 强度依然较高
高抗盐固井水泥浆体系主要技术指标
6
流变性能和稠化时间
7
浆体稳定性较好
流变性能和稠化时间好调 节；缓凝剂加量线性关系较 好；曲线直角稠化性好
1.80% 1.30% 1.00%
100~110°C 拐点明显
150
T ℃
谢谢！ Thanks！
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0 0:00 1:00 2:00 3:00 Time (HH:MM) 4:00 5:00 6:00
150℃高温饱和盐水水泥浆稠化时间曲线
高抗盐固井水泥浆体系性能
120 ℃高温饱和盐水水泥浆体系性能
项 目 技术指标 ≤50 ＞60 ≤20 ≥14 ≤1.0 检测结果 31 309 18 21 0
常规固井水泥浆体系组成
• 还配有防气窜剂GT-50S、浆体稳定剂GT-70S、早
强剂GT-80、增塑剂GT-90S等外加剂作为辅助性 能调节剂， 可满足固井水泥浆的各种需求。 • 另外还有消泡剂GT-60L、隔离剂GT-100S、冲洗 剂GT-110S等辅助固井制剂。
二、高抗盐 固井水泥浆体系
• 中高温高抗盐体系适用温度范围≤130℃ • 高温高抗盐体系抗高温性能突出，是目前少有的可抗温度 至200℃左右的抗盐水泥浆体系，适用温度范围＜200℃
30
25
稠 化 20 时 间 15 Hr 10
5
100~110°C 拐点不明显
1.80% 1.30% 1.00%
0 70 80 90 100 110 120 130 140 150
T ℃
古莱特水泥浆体系与其他厂家对比
其他厂家水泥浆体系可能的——稠化性能
90 80 70
稠 化 时 间 Hr
60 50 40 30 20 10 0 70 80 90 100 110 120 130 140
高温高压失水（120℃×6.9MPa）， ml 稠化时间 (120℃×75MPa) ， min 初始稠度，BC 抗压强度（120℃×24h×21MPa）， MPa 自由液，ml
高抗盐固井水泥浆体系性能
120℃高温饱和盐ຫໍສະໝຸດ 水泥浆稠化时间曲线（四）高抗盐固井水泥浆体系主要技术指标
1
抗温适应范 围宽
2
• 解决了固井工程中常需要提高顶替效率、需要防止油气水 窜、需要低密度或高密度固井、需要适当的触变性等问题
常规固井水泥浆体系组成
• 中温体系由降失水剂GT-10LM 、缓凝剂GT-20LM、
减阻剂GT-30LM组成。 • 高温体系由降失水剂GT-10LH 、缓凝剂GT-20LH、 减阻剂GT-30LH组成。 • 超高温体系由降失水剂GT-10LSH 、缓凝剂GT20LSH、减阻剂GT-30LSH组成。
GT-80S、增塑剂GT-90S等辅助性能调节剂，也同 样适用于该体系，能满足现场固井对水泥浆提出 的各种要求。 • 消泡剂GT-60L、隔离剂GT-100S、冲洗剂GT-110S 等辅助固井制剂，能全面提供固井水泥浆服务。
（二）、高抗盐固井水泥浆体系作用机理 • GT-11系列降失水剂
GT-11系列抗高温耐盐聚合物降失水剂通过对水 泥颗粒和水分子吸附水化作用，在水泥颗粒周围形 成强化水化膜，促进水泥浆的稳定和护胶作用，从 而有利于致密泥饼的形成，达到抗高温耐盐降滤失 之目的，高温和高含盐条件下都能良好应用。
常规固井 水泥浆体系
中温
高温
高抗盐固井 水泥浆体系 固井水泥浆 体系
中高温高抗盐 高温高抗盐
超高温
一、常规固井水泥浆体系
• 中温固井水泥浆体系适用温度范围≤120℃ • 高温固井水泥浆体系抗高温性能优秀，适用温度范围 ≤160℃ • 超高温固井水泥浆体系抗高温性能突出，是目前少有的可 抗温度至200℃左右的水泥浆体系，适用温度范围＜200℃
120
80
150
100
C) Temperature (°
C) Temperature (°
100
80
100
Consistency (Bc)
Pressure (MPa)
80
60
60
Consistency (Bc)
Pressure (MPa)
100
60
40
60
50 40
40
20
50
40
20
20
020 0 0 0:00 1:00 2:00 3:00 Time (HH:MM) 4:00 5:00 6:00
高抗盐 固井水泥浆体系
• 该体系既适用于淡水水泥浆固井，也适用于半饱和盐水及 饱和盐水水泥浆固井，具有高抗盐能力
• 既可用于常规密度一般条件下固井，也可用于低密度、高 密度等特殊条件下复杂井的固井
• 解决深井和超深井及盐膏层固井对水泥浆提出的非常规要 求 • 适应现代固井技术发展的一种全能型水泥浆外加剂体系
常规固井水泥浆体系
• 该体系既适用于淡水水泥浆固井，也适用于矿化度较高水 泥浆固井
• 既可用于常规密度一般条件下固井，也可用于低密度、高 密度等特殊条件下复杂井的固井 • 具有优良水泥浆体系性能的可广泛使用的水泥浆体系 • 具有配伍性好、浆体各性能稳定、各种性能都很容易调节 的优点，能够真正做到“低失水、低析水、高强度、浆体 稳定、流变性能和稠化时间好调节”
（一）高抗盐固井水泥浆体系组成
• 中高温高抗盐体系由降失水剂GT-11LM 、缓凝
剂GT-21LM、减阻剂GT-31LM组成。 • 高温高抗盐体系由降失水剂GT-11LH 、缓凝剂 GT-21LH、减阻剂GT-31LH组成。
高抗盐固井水泥浆体系组成
• 防气窜剂GT-50S、浆体稳定剂GT-70S、早强剂