[科普中国]-油井专用水泥

定义

凡将石灰质物质与黏土质物质或其他含氧化硅、氧化铝及氧化铁的物质均匀混合，在烧结温度下煅烧，并将所得的熟料与石膏粉磨制得的产品称为波特兰水泥，即硅酸盐水泥。

油井水泥是应用于油气田各种钻井条件下进行固井、修井、挤注等用途的硅酸盐水泥和非硅酸盐水泥的总称，包括掺有各种外掺料或外加剂的改性水泥，后者有时被称为特种油井水泥。

通常所指的油井水泥是包括API各级波特兰油井水泥的基本油井水泥，其他如触变水泥、膨胀水泥、抗腐蚀水泥等称作特种油井水泥。1

油井水泥的分级API标准是指美国石油学会专用水泥标准。按此标准生产的油井水泥称API油井水泥。目前API油井水泥分A至H八个级别，每种水泥适用于不同井况。此外还根据水泥抗硫酸盐能力进行分类，分为普通型（O）、中抗硫型（MSR）和高抗硫型（HSR）。

A级：在无特殊性能要求时使用，适用于自地面至1830m井深的注水泥。仅有普通型。

B级：适合于井下条件要求高早期强度时使用，适用于自地面至1830m井深的注水泥。分为中抗硫酸盐型和高抗硫酸盐型两种类型。

C级：适合于井下条件要求高的早期强度时使用，适用于自地面至1 830 m井深的注水泥。分为普通型、中抗硫酸盐型和高抗硫酸盐型三种类型。

D级：适合于中温中压的井下条件时使用，分为中抗硫酸盐和高抗硫酸盐型两种类型。

E级：适合于高温高压的进行条件时使用，分为中抗硫酸盐和高抗硫酸盐型两种类型。

F级：适合于超高温高压的进行条件时使用，分为中抗硫酸盐和高抗硫酸盐型。

G级、H级：是一种基本油井水泥，分为中抗硫酸盐型和高抗硫酸盐两种类型。

J级：适用于超高温高压条件下的3660～4 880 m井深的注水泥。

油井水泥的物理性能要求包括：水灰比、水泥比表面积、15～30 min内的初始稠度，在特定温度和压力下的稠化时间以及在特定温度、压力和养护龄期下的抗压强度。2

油井水泥的生产工艺油井水泥的生产工艺与普通硅酸盐水泥相同，但在某些生产环节上，必须满足油井水泥生产的基本要求。生产中所使用的原材料中，要求石灰石的氧化钙含量要高，黏土中的钾、钠含量要低，出磨生料应入均化库均化，以保证人窑生料的成分符合规定要求；煅烧熟料时，要严格控制熟料的所占比重和游离氧化钙的含量，必须达到规定的控制指标；出磨水泥入库后，应进行充分的均化，以保证出厂的产品质量全部符合标准规定的技术要求。

油井水泥的生产工艺流程可分为：原料混配一粉磨一煅烧一冷却一熟料研磨五个单元。

目前世界上生产油井水泥主要采用回转窑进行，它的窑筒体呈卧置（略带斜度1.5%～4%），并能作回转运动，称为回转窑（也称旋窑）。

按生料制备的方法可分为干法生产和湿法生产，与生产方法相适应的回转窑分为干法回转窑和湿法回转窑两类。

湿法回转窑的主要优点是各原料之间混合好，易磨、生料成分均匀，使烧成的熟料质量高。缺点是单位熟料的能耗高，工厂占地面积大。

自20世纪70年代预分解技术投人实际应用以来，以“预分解技术”为主要代表的干法水泥生产技术得到了广泛的推广应用。