摘　要: 文章綜述了川東地區(qū)近50 年來常用油井水泥外加劑的應(yīng)用及發(fā)展概況, 分別介紹了川東地區(qū)常用的八類油井水泥外加劑: 調(diào)凝劑、降失水劑、防沉淀劑、分散劑、消泡劑、早強(qiáng)劑、防氣竄劑和堵漏劑。文中重點(diǎn)闡述了各種常用油井水泥外加劑的定義、種類、組分、性能特點(diǎn)、作用、應(yīng)用及其發(fā)展?fàn)顩r, 并通過不同階段所用油井水泥外加劑的性能與應(yīng)用情況, 介紹了川東地區(qū)水泥試驗(yàn)工藝技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r。

關(guān)鍵詞: 川東地區(qū); 油井水泥; 外加劑; 性能; 應(yīng)用; 發(fā)展

　　油井水泥外加劑是指能按要求改變水泥漿性能而摻量不大于水泥質(zhì)量5% 的化學(xué)劑。川東地區(qū)近50 年來常用的油井水泥外加劑有: 調(diào)凝劑、降失水劑、防沉淀劑、分散劑、消泡劑、早強(qiáng)劑、防氣竄劑、堵漏劑等。

1.1　調(diào)凝劑

1緩凝劑

　　能延緩水泥水化反應(yīng)、延長水泥漿稠化(凝結(jié))時(shí)間的外加劑。

　　可以作為緩凝劑的物質(zhì)有: 木質(zhì)素磺酸鹽類、木質(zhì)素磺酸鹽的異構(gòu)及衍生物、羥基羧酸的鹽類、羥基羧酸的異構(gòu)和衍生物及鹽類、淀粉、糖類、鋅鹽(如ZnO )、硼酸鹽(如硼砂)、某些有機(jī)酸及其鹽類、胺類及其衍生物和各種羥基聚合物等。

　　川東地區(qū)常用的緩凝劑有: 硼酸、單寧酸、磺化單寧、酒石酸、龍膠粉、鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽、葡萄糖酸納、CMC- 8、H- 1、SD21、JH- 1、SN - 3等。①硼酸(H3BO 3 ) : 川東地區(qū)60 年代的緩凝劑,白色粉末, 增加析水, 一般單一使用, 抗溫可達(dá)60℃, 稠化(凝結(jié)) 時(shí)間隨加量、溫度變化的線性關(guān)系不良。

　?、趩螌幩?HT ) : 川東地區(qū)70～ 80 年代初期主要的緩凝藥品, 由五倍子提煉為產(chǎn)品, 灰黃色粉末,一般單一使用, 抗溫可達(dá)80℃。

　?、刍腔瘑螌?SM T ) : 川東地區(qū)70～ 90 年代初期主要抗高溫緩凝劑, 褐黃或棕色粉末, 分散性強(qiáng),單一使用抗溫可達(dá)95℃, 與超低粘羥乙基羧甲基纖維素CMC- 8、鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽FCL S、萘磺酸鹽FDN、龍膠粉復(fù)配使用抗溫可達(dá)140℃, 高溫試驗(yàn)復(fù)配太雜且稠化(凝結(jié)) 時(shí)間隨加量變化線性關(guān)系不良。

　?、芫剖?BKK) : 川東地區(qū)80～ 90 年代初期主要抗高溫緩凝藥品, 白色晶狀粉末, 理論抗溫可達(dá)200℃, 分散性強(qiáng), 水溶性好, 但增加析水嚴(yán)重, 單一使用抗溫可達(dá)95℃, 與超低粘羥乙基羧甲基纖維素CMC- 8、鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽FCL S、萘磺酸鹽FDN、龍膠粉復(fù)配使用抗溫可達(dá)150℃, 存在催凝點(diǎn)、低溫井段容易超緩凝。

　?、蔟埬z粉: 川東地區(qū)80～ 90 年代初期主要抗高溫緩凝劑, 灰白或微黃色粉末, 理論抗溫可達(dá)180℃, 單一使用抗溫可達(dá)95℃, 與鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽FCL S、萘磺酸鹽FDN、酒石酸復(fù)配使用抗溫可達(dá)150℃。

　?、掼F鉻木質(zhì)素磺酸鹽(FCL S) : 川東地區(qū)70～90 年代初期主要抗高溫緩凝劑, 褐黃或棕色粉末,抗溫可達(dá)130℃, 單一使用抗溫可達(dá)100℃, 與超低粘羥乙基羧甲基纖維素CMC- 8、萘磺酸鹽FDN、酒石酸、龍膠粉復(fù)配使用抗溫可達(dá)150℃, 高溫試驗(yàn)復(fù)配太雜且不利于環(huán)保。

　　⑦葡萄糖酸納: 川東地區(qū)90 年代主要抗高溫緩凝藥品, 白色粉末, 抗溫可達(dá)180℃, 不存在促凝點(diǎn),水溶性好, 能改善水泥漿流動(dòng)性能、但增加析水嚴(yán)重, 特別是用于D 級(jí)油井水泥, 加有葡萄糖酸鈉的水泥漿經(jīng)井底高溫上返至低溫井段的凝固時(shí)間較長, 低于60℃的情況下容易產(chǎn)生超緩凝。

　?、喑驼沉u乙基羧甲基纖維素(CMC- 8 ) : 川東地區(qū)80 年代以來主要抗高溫緩凝劑, 灰白色纖維狀粉末, 抗溫可達(dá)110℃, 95℃范圍單一使用, 與羥基乙叉二膦酸(H- 1、JH- 1、SD21)、高溫緩凝劑(SN - 3)、葡萄糖酸納、醛酮縮合物分散劑(SXY、JZ- 1、U SZ)、葡萄糖酸納復(fù)配使用抗溫可達(dá)150℃。與其他油井水泥外加劑相溶性好。

　?、崃u基乙叉二膦酸(H- 1、JH- 1、SD21 ) : 川東地區(qū)80 年代以來主要中溫緩凝劑, 有效物含量50%左右, 粘稠無色或淺棕色液體, 密度1. 20～ 1. 40g／cm 3, 一分子H- 1含5 個(gè)- OH 官能團(tuán), 因而對(duì)水泥顆粒吸附力強(qiáng), 緩凝效果好, 抗溫可達(dá)100℃, 僅僅為0. 05%的加量, 就能使G 級(jí)水泥的稠化時(shí)間由59 分鐘增至180 分鐘。單一使用增加析水, 與聚乙烯醇類高溫降失水劑(RC800、YH- 1、BS100- 3、SD18 )、醛酮縮合物分散劑(SXY、JZ- 1、U SZ)、超低粘羥乙基羧甲基纖維素(CMC- 8 ) 或復(fù)合羥乙基纖維素中溫降失水劑(SZ1- 2、HYJ、BS100、SD15) 復(fù)配使用抗溫可達(dá)140℃, 使用方便, 稠化(凝結(jié)) 時(shí)間與加量呈較好的線性關(guān)系。對(duì)流動(dòng)性能、強(qiáng)度影響不大, 與其他外加劑相溶性良好。

　　10SN - 3: 一種富含龍膠粉、葡萄糖酸鈉、羥基乙叉二膦酸的微黃色液體, 川東地區(qū)90 年代中期以來主要抗高溫緩凝劑, 可抗130℃以下溫度。與聚乙烯醇類高溫降失水劑(RC800、YH- 1、BS100- 3、SD18 )、醛酮縮合物分散劑(SXY、JZ- 1、U SZ)、超低粘羥乙基羧甲基纖維素(CMC- 8 ) 或復(fù)合羥乙基纖維素中溫降失水劑(SZ1- 2、HYJ、BS100、SD15) 復(fù)配使用抗溫可達(dá)145℃, 使用方便, 稠化(凝結(jié)) 時(shí)間與加量呈較好線性關(guān)系。對(duì)流動(dòng)性能、強(qiáng)度影響不大, 與其他外加劑相溶性好, 可用于中深井和淺井。

1．2　促凝劑

　　能加速水泥水化反應(yīng)、提高水泥石早期強(qiáng)度的外加劑。主要用于淺井或低溫井的固井及堵漏等施工作業(yè), 它能有效能縮短水泥漿的凝結(jié)時(shí)間, 并提高水泥漿的早期強(qiáng)度。

　　可以作為促凝劑的物質(zhì)有: 氯化鈣、氯化鈉、三氯化鐵、氯化鋁、石膏、水玻璃、碳酸鈉等。川東地區(qū)常用促凝劑有: 氯化鈣、水玻璃。

　　①氯化鈣(CaCl2) : 灰白色固體, 易潮解, 價(jià)格便宜, 促凝效果明顯, 并能降低水泥漿析水, 提高水泥石早期抗壓強(qiáng)度。對(duì)G 級(jí)油井水泥其加量范圍可在5～ 25% 之間, 稠化(凝結(jié)) 時(shí)間可在2 小時(shí)到幾分鐘內(nèi)任意調(diào)節(jié)。但加入大量氯化鈣的水泥石后期強(qiáng)度