(一) 固井工程與低密度油井水泥 在油氣田的勘探與開發(fā)中， 為了防止表土坍塌， 建立了鉆井液循環(huán)系統(tǒng)， 以克服鉆井中遇到的井塌、 漏失、氣竄等復(fù)雜情況。 封隔已鉆穿的油漂珠、 氣、 水層段， 達(dá)到分層試采油氣的目的， 需先后下入多層鋼管(套管) 。按漂珠其作用可劃分為表層套管、 技術(shù)套管、 油層套管等。 在每層套管與井眼的環(huán)形空間內(nèi)均需按要求注入不同性質(zhì)的水泥漿， 使套管與井壁緊密連接起來， 為油、 氣的開采建立鋼鐵的井筒。 這種將套管下至預(yù)定深度， 用水泥車在環(huán)形空間注以水泥漿并安裝井口以及相輔助的工序統(tǒng)稱為固井。漂珠的使用方法在低密度油井水泥中的利用 隨著石油工業(yè)的迅猛發(fā)展， 油、 氣井固井工程用的油井水泥需求量也在不斷上升。 尤其是由于井深加深，地質(zhì)條件差， 低密度油井水泥的需求更顯得迫切。 因此， 許多國家都瞄準(zhǔn)和探索合適的水泥減輕漂珠劑--粉煤灰漂珠， 并為配制低密度油井水泥這項新技術(shù)的研制和開發(fā)作出不懈的努力。 我國同樣也做出許多新貢獻(xiàn)， 先后在許多油、 氣井工程中實際應(yīng)用上取得了一些經(jīng)驗。 當(dāng)然， 有些方面還有待改進(jìn)。由于純水泥漿是由水泥車泵送入套管至井底后， 再從環(huán)形空間漂珠上返到預(yù)定深度， 水泥漿柱隨著套管的深度承受著愈來愈高的溫度和壓力， 因此， 這就要求油井水泥具有顆粒微細(xì)、 漿體初始稠度(從配漿開始15~30min 內(nèi)水泥漿的粘滯力) 低、 稠化時間(水泥漿處于漂珠泥采用常規(guī)水灰比配制成的漿體， 其體積密度一般都大于 1.85g/cm3， 當(dāng)這種漿體注入井下時， 具有裂縫、 孔洞的巖層、 地層壓力系數(shù)很低， 或由于封固段超長達(dá) 1500m 以上， 不少脆弱地層的地耐力及對于承受該水泥漿體的液柱壓力等因素， 造成水泥漿體發(fā)生井漏， 引起漿面低返，達(dá)不漂珠到預(yù)期填充高度， 必需進(jìn)行二次封固， 這不僅延緩交井周期， 而且即使采取補(bǔ)救措施， 也由于水泥漿體的流失， 已造成油氣層污染， 影響油氣產(chǎn)量。 為此漂珠， 在發(fā)展石油工業(yè)的同時， 如何研制、 應(yīng)用低密度油井水泥(即配制的水泥漿體密度低于1.85g/cm3) ， 已成為固井工程的一個突出問題， 其技術(shù)要求大致歸納如下: ①克服地層壓力漂珠系數(shù)低， 水泥漿柱高， 壓力增大產(chǎn)生井漏， 導(dǎo)致水泥面低返， 封固長度不符合采油等現(xiàn)象; ②平衡地層壓力、 延緩水泥漿“失重”時間， 防止油氣“竄出”; ③降低主要儲層的水泥漿失水量，保護(hù)油氣層、 防止污染; ④作領(lǐng)漿使用， 沖刷井壁， 提高主要油氣層段的水漂珠泥封固質(zhì)量; ⑤抵抗地層水的腐蝕， 保護(hù)套管， 延長油井壽命; ⑥填充非主要環(huán)形空間， 節(jié)約水泥， 降低成本。 由于井深、 地溫梯度、 油氣壓力和地質(zhì)條件的不同， 我國油井水泥標(biāo)準(zhǔn)于 1988 年參照美國石油學(xué)會APISPEC10-86《油井水泥材料和試驗》 標(biāo)準(zhǔn)， 修訂成九個級別(A、 B、 C、 D漂珠、 E、 F、 G、 H 和 J 級) ，不同級別的水泥又分為普通型、 中抗硫酸鹽型及高抗硫酸鹽型三種類別， 但仍不足以解決固井工程中的不同要求。 因此， 在固井時除需要選擇適當(dāng)級別和類型的油井水泥外， 還需要摻加不同的油井水泥外加劑，以提高固井質(zhì)量。 如稠化時間漂珠調(diào)節(jié)劑(促凝劑和緩凝劑) 、 改變水泥漿流動性的外加劑(分散劑或稱減阻劑) 、 控制水泥漿失水性的外加劑(降失水劑) 、 水泥漿密度的調(diào)節(jié)劑(減輕劑和加重劑) 、 提高水泥石熱穩(wěn)定性的外加劑等。 (二) 國內(nèi)外低密度油井水泥的研制概況 1. 國外低密度油井水泥的研制 美國研制油井水漂珠泥減輕劑過程是一個漸進(jìn)的過程。