常用油井水泥外加劑作用機理與應用探討

張美琴

【摘要】主要圍繞促凝劑、緩凝劑、充填劑、加重劑、分散劑、降失水劑等常用油井水泥外加劑及其作用機理，以及施工應用進行了簡要論述，從而為固井施工提供技術參考。

【關鍵詞】水泥外加劑

作用機理 應用

在鉆井固井過程中，水泥的用量是相當大的。油井水泥的外加劑是用來調整水泥漿性能的化學助劑。外加劑的作用和地位超過了水泥本身，有人認為“油井水泥總是作為外加劑的載體用于固井工程中”。外加劑是指摻人量小于或等于水泥重量5%，主要通過物理或化學的作用使水泥漿達到某種性能。本文主要針對油井水泥外加劑類型與作用機理及其應用進行簡要論述，以期為油井水泥外加劑選擇與應用提供參考。

一、促凝劑

用以縮短稠化時間，加速水泥凝結及硬化;或者用來緩解因加入其它外加劑如分散劑、降失水劑等引起的過緩凝作用。分為無機促凝劑、有機促凝劑和復合促凝劑。

三、充填劑

主要用以降低水泥漿體系密度，從而使固井水泥漿柱的靜壓力下降。這有助于防止由于薄弱地層的破裂而引起的井漏，保證固井質量。減輕劑依其作用原理不同分為三類：a.膨潤土類材料，其吸附能力強，造漿率高，即通過水泥漿高的水灰比來降低水泥漿密度。b.微珠類低密度材料因其自身密度比水泥輕，故加入水泥漿之后可以使水泥漿密度降低。c.泡沫水泥類，以向水泥漿中充氣或化學發氣的辦法，使之形成低密度的泡沫水泥。國內常用的減輕劑：（1）膨潤土、硅酸鈉、硬瀝青、）粉煤灰、微珠。

四、加重劑

能夠增加水泥漿比重的外加劑。當鉆遇高壓油氣層或在老油田調整井固作業時，為防止井噴、氣竄需加大水泥漿密度，常常向水泥中摻入加重劑。通常用作加重劑的物質：（1）加重材料即材料本身特別重，如重晶石BaS04、赤鐵礦、鈦鐵礦及石英砂等。（2）分散劑在保證施工條件下（泵注）下，大幅度降低水灰比。（3）鹽。鹽水水泥漿或飽和鹽水水泥漿也能提高水泥漿的比重。對于加重劑，必須滿足以下要求：比重高;顆粒粒度及其分布與水泥顆粒級配;吸水小;經濟實用。

六、降失水劑

控制水泥漿水相向地層漏失。降失水劑的主要作用：（1）當水泥漿液相向地層濾失時，在地層表面形成水泥濾餅，降失水劑改善濾餅結構，形成致密、滲透率低的濾餅從而降低失水。（2）常用聚合物類降失水劑，可增大水泥漿濾液粘度，增加向地層濾失的阻力，降低水泥漿失水。理想的降失水劑應具備如下要求：熱穩定性好，有較寬的工作溫度范圍;抗鹽能力強;對水泥漿體系無不良副作用，并能與其它外加劑匹配;加量少、成本低，無污染。目前常用的降失水劑：微粒材料、水溶性聚合物。國內常用的降失水劑如$24、$27、羥乙基田菁、羥乙基合成龍膠、改性纖維素及改性淀粉等屬天然改性高分子材料。