普通油井水泥生產(chǎn)方法

20世紀(jì)50年代初，油井水泥首先在國家大中型企業(yè)用濕法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)方法試制成功，后來又在中空干法回轉(zhuǎn)窯企業(yè)進(jìn)行推廣。其間，一些地方小企業(yè)曾用立窯生產(chǎn)方法試制油井水泥。由于立窯技術(shù)無法解決質(zhì)量穩(wěn)定性問題，其產(chǎn)品未能得到用戶的認(rèn)可。從理論和實踐兩方面都斷定立窯生產(chǎn)方法不能用來生產(chǎn)油井水泥。在很長一段時間內(nèi)，我國油井水泥生產(chǎn)方法維持著濕法和中空回轉(zhuǎn)窯干法并存的局面。在這兩種生產(chǎn)方法并存的情況下，濕法生產(chǎn)油井水泥的優(yōu)勢已顯示出來。其產(chǎn)品流動性好、強度高、質(zhì)量穩(wěn)定，用戶爭相采用。20世紀(jì)80年代到90年代，在油井水泥生產(chǎn)中，一些企業(yè)采用了小型預(yù)熱器窯或預(yù)分解窯的生產(chǎn)方法，還出現(xiàn)了多條日產(chǎn)1000噸熟料預(yù)分解窯新型干法生產(chǎn)線。進(jìn)人21世紀(jì)后，隨著新型干法蓬勃發(fā)展，開始采用日產(chǎn)2000噸熟料新型干法生產(chǎn)油井水泥。

在國家節(jié)能減排政策的推動下，在社會主義市場經(jīng)濟體制的引導(dǎo)下，中國水泥行業(yè)的落后生產(chǎn)方法，包括立窯、中空千法窯、濕法窯、預(yù)熱器窯和日產(chǎn)1000噸熟料的新型干法，正在迅速被淘汰。在油井水泥生產(chǎn)中，有些企業(yè)仍采用濕法和日產(chǎn)1000噸熟料的新型干法，形成了濕法與新型干法并舉，日產(chǎn)1000噸熟料新型干法與日產(chǎn)2000噸熟料新型干法并舉的局面。

在水泥生產(chǎn)中，尤其是特種水泥，是否能做到質(zhì)量穩(wěn)定，往往是技術(shù)成敗的關(guān)鍵。為生產(chǎn)高品質(zhì)水泥，首先是生料質(zhì)量要十分均勻。新型干法主要通過堆場內(nèi)的預(yù)均化、自控粉磨時的均化和圓庫內(nèi)的均化三個環(huán)節(jié)實現(xiàn)生料均化的全過程。濕法主要通過自控粉磨時的均化和厚漿池內(nèi)均化兩個環(huán)節(jié)來實現(xiàn)。顯然，濕法生料均化環(huán)節(jié)較少，相應(yīng)的設(shè)備也較簡單。此外，現(xiàn)代新型干法都采用連續(xù)式均化庫，生料粉均化時間較短，僅以分鐘計；濕法中厚漿池對生料漿攪拌均化時間較長，往往達(dá)數(shù)天之久。濕法的生料均化，其介質(zhì)是水，均化時間長，均化流程較簡單，有著獨特的優(yōu)勢。油井水泥要求流動性好，質(zhì)量穩(wěn)定性比其他水泥要求更高，濕法可以滿足這些要求。與新型干法相比，濕法最主要的缺點是燒成熱耗較高。但是，油井水泥生產(chǎn)批量較小，售價較高，企業(yè)效益明顯。綜合考慮正負(fù)兩方面因素后可以得出，采用已經(jīng)淘汰或即將淘汰的濕法設(shè)備生產(chǎn)油井水泥是相對合理的，是可提供選擇的一個方案。

普通油井水泥是以適當(dāng)?shù)V物組成的硅酸鹽水泥熟料和適量石膏磨細(xì)混均而成。但用于45℃、75℃和95℃油井水泥的熟料，其礦物組成有較大的區(qū)別。45℃油井水泥，由于適用的溫度不高，凝結(jié)不快，為了達(dá)到具有較高早期強度的目的，可以調(diào)整熟料中C₃S、C₃A的相對含量(提高C₃S含量，相應(yīng)降低C₃A含量)。用于75℃的油井水泥，由于井內(nèi)溫度升高而使凝結(jié)加快，因此，應(yīng)進(jìn)一步降低熟料中快凝組分C，A的含量(一般要求降至5%以下)，而且C₃S含量亦不宜過分提高。有時為了延緩凝結(jié)時間，粉磨時將水泥磨得稍粗些，以減慢其水化速度，延緩凝結(jié)時間。對于95℃油井水泥，由于使用溫度更高，凝結(jié)更快，則宜選用不含有鋁酸鹽的貝利特熟料。這種熟料以C₃S為主要成分，不含C₃A。其礦物組成為C₃S18.3%、C₂S60.6%、C₄AF 15.6%、C₂F 1.87%。 試驗證明：在高溫高壓下的水泥強度會隨著C₂S含量的增加而顯著提高。因此，貝利特熟料加適量石膏磨制成的水泥，具有較好的熱穩(wěn)定性。由此分析可見，調(diào)整礦物組成可獲得性能不同、用途各異的水泥。C₃A含量多少是影響油井水泥凝結(jié)快慢和適用溫度的重要因素。C₃S含量則是決定油井水泥強度的關(guān)鍵。

油井水泥專用于油井、氣井等固井工程，又稱堵塞水泥。石油地質(zhì)勘探和開采鉆井過程隨著井深的增加，井底溫度和壓力相應(yīng)也不斷增加。實踐表明，每加深100m，井內(nèi)溫度約提高3℃，壓力增加10~30x101325Pa。油井水泥的性能要求是：在井內(nèi)溫度和壓力條件下，水泥漿在注人過程中能具有一定的流動性、可泵性和合適的稠化時間；水泥漿注人井內(nèi)后應(yīng)能較快凝結(jié)，并在短期內(nèi)具有一定的強度；硬化后的水泥面應(yīng)有良好的穩(wěn)定性和抗?jié)B性；在高壓氣、油井固井，應(yīng)具有合適的比重等。根據(jù)油井固井的要求和不同井深溫度條件的需要，我國的油井水泥已形成系列，并將油井水泥分為普通油井水泥和高溫油井水泥。

第1章 固井

第2章 常規(guī)油井水泥

第3章 硫鋁酸鹽油井水泥

第4章 鋁酸鹽油井水泥

第5章 纖維油井水泥

第6章 特種硅酸鹽水泥

第7章 常見的固井水泥漿體系

第8章 油井水泥發(fā)展趨勢

參考文獻(xiàn)

低密度油井水泥是水泥漿相對密度為5的油井水泥，由卜鋁阿利特水泥熟料或硅酸鹽油井水泥摻加一定的含碳化合物或不含碳化合物的輕質(zhì)礦物材料混合制成。

定義

如硅渣低密度油井水泥、煤渣低密度油井水泥、粉煤灰低密度油井水泥等。在固井作業(yè)中，采用這類水泥可避免由于水泥漿相對密度過大而使某些帶有縫隙、孔洞的巖層被壓裂，引起水泥漿的漏失而達(dá)不到預(yù)定的充填高度，嚴(yán)重影響固井質(zhì)量。這種水泥多用于150U--4UUUm的油(氣)井的固井工程。