普通油井水泥

普通油井水泥实指应用于一般油井、汽井固井工程的水泥。由硅酸盐水泥熟料加入适量石膏共同磨细而成。必要时可按水泥重量的15%加入混合材料(如矿渣)，或按水泥重量10%以下的填充材料(如石英砂、石灰石)。具有适用的密度、凝结时间、流动度和可泵性，并有终凝快、硬化快的特性。按不同的油井温度(及深度)分为：120℃ (井深5000m左右)、95℃(约2500~3000m)、75℃(约1500~2500m)和45℃(约1500m)四种。

油井水泥油井水泥专用于油井、气井等固井工程，又称堵塞水泥。石油地质勘探和开采钻井过程随着井深的增加，井底温度和压力相应也不断增加。实践表明，每加深100m，井内温度约提高3℃，压力增加10~30x101325Pa。油井水泥的性能要求是：在井内温度和压力条件下，水泥浆在注人过程中能具有一定的流动性、可泵性和合适的稠化时间；水泥浆注人井内后应能较快凝结，并在短期内具有一定的强度；硬化后的水泥面应有良好的稳定性和抗渗性；在高压气、油井固井，应具有合适的比重等。根据油井固井的要求和不同井深温度条件的需要，我国的油井水泥已形成系列，并将油井水泥分为普通油井水泥和高温油井水泥。1

普通油井水泥性能普通油井水泥是以适当矿物组成的硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细混均而成。但用于45℃、75℃和95℃油井水泥的熟料，其矿物组成有较大的区别。45℃油井水泥，由于适用的温度不高，凝结不快，为了达到具有较高早期强度的目的，可以调整熟料中C3S、C3A的相对含量(提高C3S含量，相应降低C3A含量)。用于75℃的油井水泥，由于井内温度升高而使凝结加快，因此，应进一步降低熟料中快凝组分C，A的含量(一般要求降至5%以下)，而且C3S含量亦不宜过分提高。有时为了延缓凝结时间，粉磨时将水泥磨得稍粗些，以减慢其水化速度，延缓凝结时间。对于95℃油井水泥，由于使用温度更高，凝结更快，则宜选用不含有铝酸盐的贝利特熟料。这种熟料以C3S为主要成分，不含C3A。其矿物组成为C3S18.3%、C2S60.6%、C4AF 15.6%、C2F 1.87%。 试验证明：在高温高压下的水泥强度会随着C2S含量的增加而显著提高。因此，贝利特熟料加适量石膏磨制成的水泥，具有较好的热稳定性。由此分析可见，调整矿物组成可获得性能不同、用途各异的水泥。C3A含量多少是影响油井水泥凝结快慢和适用温度的重要因素。C3S含量则是决定油井水泥强度的关键。1

生产方法20世纪50年代初，油井水泥首先在国家大中型企业用湿法回转窑生产方法试制成功，后来又在中空干法回转窑企业进行推广。其间，一些地方小企业曾用立窑生产方法试制油井水泥。由于立窑技术无法解决质量稳定性问题，其产品未能得到用户的认可。从理论和实践两方面都断定立窑生产方法不能用来生产油井水泥。在很长一段时间内，我国油井水泥生产方法维持着湿法和中空回转窑干法并存的局面。在这两种生产方法并存的情况下，湿法生产油井水泥的优势已显示出来。其产品流动性好、强度高、质量稳定，用户争相采用。20世纪80年代到90年代，在油井水泥生产中，一些企业采用了小型预热器窑或预分解窑的生产方法，还出现了多条日产1000吨熟料预分解窑新型干法生产线。进人21世纪后，随着新型干法蓬勃发展，开始采用日产2000吨熟料新型干法生产油井水泥。

在国家节能减排政策的推动下，在社会主义市场经济体制的引导下，中国水泥行业的落后生产方法，包括立窑、中空千法窑、湿法窑、预热器窑和日产1000吨熟料的新型干法，正在迅速被淘汰。在油井水泥生产中，有些企业仍采用湿法和日产1000吨熟料的新型干法，形成了湿法与新型干法并举，日产1000吨熟料新型干法与日产2000吨熟料新型干法并举的局面。

在水泥生产中，尤其是特种水泥，是否能做到质量稳定，往往是技术成败的关键。为生产高品质水泥，首先是生料质量要十分均匀。新型干法主要通过堆场内的预均化、自控粉磨时的均化和圆库内的均化三个环节实现生料均化的全过程。湿法主要通过自控粉磨时的均化和厚浆池内均化两个环节来实现。显然，湿法生料均化环节较少，相应的设备也较简单。此外，现代新型干法都采用连续式均化库，生料粉均化时间较短，仅以分钟计；湿法中厚浆池对生料浆搅拌均化时间较长，往往达数天之久。湿法的生料均化，其介质是水，均化时间长，均化流程较简单，有着独特的优势。油井水泥要求流动性好，质量稳定性比其他水泥要求更高，湿法可以满足这些要求。与新型干法相比，湿法最主要的缺点是烧成热耗较高。但是，油井水泥生产批量较小，售价较高，企业效益明显。综合考虑正负两方面因素后可以得出，采用已经淘汰或即将淘汰的湿法设备生产油井水泥是相对合理的，是可提供选择的一个方案。2

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黄伦先 - 副教授 - 西南大学