常用油井水泥外加剂作用机理与应用探讨

张美琴

【摘要】主要围绕促凝剂、缓凝剂、充填剂、加重剂、分散剂、降失水剂等常用油井水泥外加剂及其作用机理，以及施工应用进行了简要论述，从而为固井施工提供技术参考。

【关键词】水泥外加剂

作用机理 应用

在鉆井固井过程中，水泥的用量是相当大的。油井水泥的外加剂是用来调整水泥浆性能的化学助剂。外加剂的作用和地位超过了水泥本身，有人认为“油井水泥总是作为外加剂的载体用于固井工程中”。外加剂是指掺人量小于或等于水泥重量5%，主要通过物理或化学的作用使水泥浆达到某种性能。本文主要针对油井水泥外加剂类型与作用机理及其应用进行简要论述，以期为油井水泥外加剂选择与应用提供参考。

一、促凝剂

用以缩短稠化时间，加速水泥凝结及硬化;或者用来缓解因加入其它外加剂如分散剂、降失水剂等引起的过缓凝作用。分为无机促凝剂、有机促凝剂和复合促凝剂。

三、充填剂

主要用以降低水泥浆体系密度，从而使固井水泥浆柱的静压力下降。这有助于防止由于薄弱地层的破裂而引起的井漏，保证固井质量。减轻剂依其作用原理不同分为三类：a.膨润土类材料，其吸附能力强，造浆率高，即通过水泥浆高的水灰比来降低水泥浆密度。b.微珠类低密度材料因其自身密度比水泥轻，故加入水泥浆之后可以使水泥浆密度降低。c.泡沫水泥类，以向水泥浆中充气或化学发气的办法，使之形成低密度的泡沫水泥。国内常用的减轻剂：（1）膨润土、硅酸钠、硬沥青、）粉煤灰、微珠。

四、加重剂

能够增加水泥浆比重的外加剂。当钻遇高压油气层或在老油田调整井固作业时，为防止井喷、气窜需加大水泥浆密度，常常向水泥中掺入加重剂。通常用作加重剂的物质：（1）加重材料即材料本身特别重，如重晶石BaS04、赤铁矿、钛铁矿及石英砂等。（2）分散剂在保证施工条件下（泵注）下，大幅度降低水灰比。（3）盐。盐水水泥浆或饱和盐水水泥浆也能提高水泥浆的比重。对于加重剂，必须满足以下要求：比重高;颗粒粒度及其分布与水泥颗粒级配;吸水小;经济实用。

六、降失水剂

控制水泥浆水相向地层漏失。降失水剂的主要作用：（1）当水泥浆液相向地层滤失时，在地层表面形成水泥滤饼，降失水剂改善滤饼结构，形成致密、渗透率低的滤饼从而降低失水。（2）常用聚合物类降失水剂，可增大水泥浆滤液粘度，增加向地层滤失的阻力，降低水泥浆失水。理想的降失水剂应具备如下要求：热稳定性好，有较宽的工作温度范围;抗盐能力强;对水泥浆体系无不良副作用，并能与其它外加剂匹配;加量少、成本低，无污染。目前常用的降失水剂：微粒材料、水溶性聚合物。国内常用的降失水剂如$24、$27、羟乙基田菁、羟乙基合成龙胶、改性纤维素及改性淀粉等属天然改性高分子材料。