基本介紹
- 中文名：普通油井水泥
- 外文名：ordinary oil well cement
- 組成：矽酸鹽水泥熟料與石膏
- 特性：適用的密度、流動度和可泵性等
- 分類：120℃、95℃、75℃和45℃
- 套用：套用於一般油井、汽井固井工程
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油井水泥
油井水泥專用於油井、氣井等固井工程，又稱堵塞水泥。石油地質勘探和開採鑽井過程隨著井深的增加，井底溫度和壓力相應也不斷增加。實踐表明，每加深100m，井內溫度約提高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；水泥漿注人井內後應能較快凝結，並在短期內具有一定的強度；硬化後的水泥面應有良好的穩定性和抗滲性；在高壓氣、油井固井，應具有合適的比重等。根據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，並將油井水泥分為普通油井水泥和高溫油井水泥。
普通油井水泥性能
普通油井水泥是以適當礦物組成的矽酸鹽水泥熟料和適量石膏磨細混均而成。但用於45℃、75℃和95℃油井水泥的熟料，其礦物組成有較大的區別。45℃油井水泥，由於適用的溫度不高，凝結不快，為了達到具有較高早期強度的目的，可以調整熟料中C3S、C3A的相對含量(提高C3S含量，相應降低C3A含量)。用於75℃的油井水泥，由於井內溫度升高而使凝結加快，因此，應進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，延緩凝結時間。對於95℃油井水泥，由於使用溫度更高，凝結更快，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製成的水泥，具有較好的熱穩定性。由此分析可見，調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鍵。
生產方法
20世紀50年代初，油井水泥首先在國家大中型企業用濕法迴轉窯生產方法試製成功，後來又在中空乾法迴轉窯企業進行推廣。其間，一些地方小企業曾用立窯生產方法試製油井水泥。由於立窯技術無法解決質量穩定性問題，其產品未能得到用戶的認可。從理論和實踐兩方面都斷定立窯生產方法不能用來生產油井水泥。在很長一段時間內，我國油井水泥生產方法維持著濕法和中空迴轉窯乾法並存的局面。在這兩種生產方法並存的情況下，濕法生產油井水泥的優勢已顯示出來。其產品流動性好、強度高、質量穩定，用戶爭相採用。20世紀80年代到90年代，在油井水泥生產中，一些企業採用了小型預熱器窯或預分解窯的生產方法，還出現了多條日產1000噸熟料預分解窯新型乾法生產線。進人21世紀後，隨著新型乾法蓬勃發展，開始採用日產2000噸熟料新型乾法生產油井水泥。
在國家節能減排政策的推動下，在社會主義市場經濟體制的引導下，中國水泥行業的落後生產方法，包括立窯、中空千法窯、濕法窯、預熱器窯和日產1000噸熟料的新型乾法，正在迅速被淘汰。在油井水泥生產中，有些企業仍採用濕法和日產1000噸熟料的新型乾法，形成了濕法與新型乾法並舉，日產1000噸熟料新型乾法與日產2000噸熟料新型乾法並舉的局面。
在水泥生產中，尤其是特種水泥，是否能做到質量穩定，往往是技術成敗的關鍵。為生產高品質水泥，首先是生料質量要十分均勻。新型乾法主要通過堆場內的預均化、自控粉磨時的均化和圓庫內的均化三個環節實現生料均化的全過程。濕法主要通過自控粉磨時的均化和厚漿池內均化兩個環節來實現。顯然，濕法生料均化環節較少，相應的設備也較簡單。此外，現代新型乾法都採用連續式均化庫，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，往往達數天之久。濕法的生料均化，其介質是水，均化時間長，均化流程較簡單，有著獨特的優勢。油井水泥要求流動性好，質量穩定性比其他水泥要求更高，濕法可以滿足這些要求。與新型乾法相比，濕法最主要的缺點是燒成熱耗較高。但是，油井水泥生產批量較小，售價較高，企業效益明顯。綜合考慮正負兩方面因素後可以得出，採用已經淘汰或即將淘汰的濕法設備生產油井水泥是相對合理的，是可提供選擇的一個方案。
