水泥浆化学
水泥实验室的化学药品案例
水泥实验室的化学药品案例
在水泥实验室中，通常使用的化学药品包括硫酸、盐酸、氢氧化钠、氯化铵等，用于水泥砂浆的化学分析和物理试验。
例如，在水泥的化学分析中，需要使用硫酸和氢氧化钠来进行钙含量的测定。
具体操作如下：
1. 将待测样品加入容量瓶中，加入适量的硫酸溶液。
2. 用稀氢氧化钠溶液滴定，直到溶液变为淡黄色为止。
3. 记录所用的氢氧化钠溶液体积，并根据反应计算出样品中的钙含量。
除此之外，还有一些水泥物理试验中使用的化学药品，例如盐酸和氯化铵。
在进行水泥凝结时间的测定时，可以将水泥与盐酸和氯化铵混合，通过观察水泥灰浆的初始和终凝时间来评估水泥的性能。
值得注意的是，在使用化学药品时需要注意安全操作。
应戴防护眼镜和手套，避免直接接触化学物品，避免吸入或咽下化学药品。
同时，应按照正确的操作步骤进行操作，以保证实验的精确性和可靠性。
泥浆材料及用途
加重材料指标名称主要成份分子式密度数目可配最高密度三无机盐类一、碳酸钠1、物理性质碳酸钠〔Na2CO3〕又称纯碱、苏打，白色粉末结晶，密度2.5，易溶于水，水溶液呈碱性，在空气中易吸潮结块，要注意防潮。
2、化学性质a、电离：Na2CO3=2Na +＋CO32–b、水解：CO32– + H2O = HCO3– + OH–HCO3– + H2O = H2CO3 + OH–c、沉淀钙离子、镁离子Ca2++ CO32–= CaCO3↓ Mg2++ CO32–= MgCO3↓↓3、作用沉淀膨润土中的钙离子、镁离子，改善水化性能，促进膨润土分散造浆，降低泥浆的失水，提高泥浆的粘度和切力，改善泥饼的质量。
4、加量准确加量应根据膨润土质量通过实验确定，一般为膨润土重量的5%。
5、测试1%水溶液PH值大于12为合格品。
二、氢氧化钠1、物理性质氢氧化钠又称烧碱、火碱或苛性钠。
白色结晶，有液体、固体片状三种产品，纯度从50%至99%不等，密度2-2.2，易吸潮，有强烈的腐蚀性，暴露在空气中，会吸收CO2，变成Na2CO3。
2、作用a、调节泥浆PH值。
b、促使膨润土分散造浆。
c、加快有机处理机溶解。
3、加量根据产品纯度和需要决定加量，一般加量为泥浆的0.1%—0.5%.4、测试1%水溶液PH值大于14，证明纯度为96%。
三、氢氧化钾KOH同氢氧化钠相近。
不同一点是氢氧化钾提供的K+对泥页岩有一定抑制作用。
四、氯化钾KCl氯化钾外观为白色立方晶体，密度1.98，易溶于水，具有较强的抑制页岩渗透水化性能，对防治井壁缩径特别有效。
五、硅酸钠〔Na2SiO3或Na2OnSiO2〕硅酸钠又称水玻璃或泡花碱，有固体水玻璃、水合水玻璃和液体水玻璃，能溶于水，水溶液呈碱性。
参加泥浆中，能增加泥浆的粘度，促使泥浆胶凝，阻止漏失，抑制页岩水化膨胀，与硝酸铵反响，可配制冻胶泥浆堵大漏。
六、硅酸钾K2SiO3硅酸钾是90年代开展起来的一种泥浆处理剂，主要用于严重垮塌地层和强缩径地层，具有很强的抑制水敏性地层剥落和膨胀能力，加量为2%-3%。
常用作建筑材料的物质的化学式
常用作建筑材料的物质的化学式一、水c(H₂O)水是一种无色、无味、无臭的液体，其化学式为H₂O。
在建筑中，水被广泛用于混凝土的制备、砂浆的调制以及建筑材料的清洗等方面。
水在建筑中的主要作用是作为溶剂、反应介质和调节剂。
例如，在混凝土中，水与水泥发生反应形成水化产物，从而使混凝土达到硬化的目的。
二、水泥c(CaO·SiO₂·Al₂O₃·Fe₂O₃)水泥是一种常用的建筑材料，其化学式为CaO·SiO₂·Al₂O₃·Fe₂O₃。
水泥通常由石灰石、粘土等矿石经过破碎、研磨、混合等工艺制得。
水泥主要用于混凝土的制备、砂浆的黏结以及建筑结构的固定等方面。
水泥在与水发生反应后会形成水化产物，从而使混凝土达到硬化的效果。
三、砂c(SiO₂)砂是一种常见的建筑材料，其主要成分为二氧化硅(SiO₂)。
砂主要用于混凝土的制备、砂浆的调制以及建筑材料的填充等方面。
砂的颗粒细腻，可以增加混凝土的强度和稳定性。
四、石灰石c(CaCO₃)石灰石是一种常用的建筑材料，其化学式为CaCO₃。
石灰石主要用于建筑材料的制备、石灰的制取以及土壤的改良等方面。
石灰石在与水反应后会产生石灰浆，可以用于砂浆的黏结和建筑物的修补。
五、砖c(SiO₂CaO)砖是一种常见的建筑材料，其主要成分为二氧化硅(SiO₂)和氧化钙(CaO)。
砖主要用于建筑物的砌筑、隔墙、装饰等方面。
砖的制备通常是将黏土经过烧结或干燥而成，具有一定的强度和耐久性。
六、玻璃c(SiO₂)玻璃是一种常用的建筑材料，其主要成分为二氧化硅(SiO₂)。
玻璃主要用于建筑物的窗户、门、幕墙等方面。
玻璃具有透明、坚固、耐腐蚀等特点，可以提供良好的采光和视野。
七、钢 c(Fe)钢是一种常用的建筑材料，其主要成分为铁(Fe)。
钢主要用于建筑结构的支撑、框架、钢筋混凝土等方面。
钢具有高强度、耐腐蚀等特点，可以提供稳定的结构支撑。
八、木材c(C₆H₁₀O₅)木材是一种常见的建筑材料，其主要成分为纤维素(C₆H₁₀O₅)。
水泥浆体化学收缩试验方法国标
水泥浆体化学收缩试验方法国标摘要：一、引言二、水泥浆体化学收缩试验方法概述1.试验目的2.试验原理3.试验方法4.试验设备与材料三、国标规范要求1.试验条件2.试验步骤3.结果计算与分析四、试验注意事项1.安全操作2.试验环境要求3.设备维护与保养五、结论与建议正文：一、引言水泥浆体化学收缩试验方法是研究水泥浆体在硬化过程中化学反应对其体积变化的影响的重要手段。
通过该试验，可以了解水泥浆体的化学收缩特性，为优化水泥浆体配方、提高混凝土性能提供理论依据。
本文将介绍水泥浆体化学收缩试验方法的国标规范，以期为相关领域的研究和工作者提供参考。
二、水泥浆体化学收缩试验方法概述1.试验目的水泥浆体化学收缩试验的目的是测定水泥浆体在硬化过程中化学反应引起的体积变化，从而评价水泥的性能和应用效果。
2.试验原理水泥浆体化学收缩试验基于水泥硬化过程中化学反应产生的体积变化原理。
在试验过程中，通过测量水泥浆体在不同时间点的体积，计算其体积变化率，从而得到水泥浆体的化学收缩率。
3.试验方法试验采用干燥法、浸渍法、热膨胀法等多种方法测定水泥浆体的化学收缩。
具体操作方法可参考GB/T 23439-2017《水泥浆体化学收缩试验方法》国家标准。
4.试验设备与材料试验设备包括：天平、量筒、干燥器、恒温水浴、热膨胀仪等。
试验材料主要为水泥、水、附加剂等。
三、国标规范要求1.试验条件试验应在恒温、恒湿的环境中进行，温度控制在20±2℃，相对湿度不低于50%。
2.试验步骤（1）配制水泥浆体：按一定比例将水泥、水、附加剂混合均匀，制成具有一定稠度的浆体。
（2）装模：将浆体倒入模具，密封模具，避免水分蒸发。
（3）养护：将模具置于恒温水浴中，保持温度20±2℃，湿度不低于50%，分别在不同时间点测定浆体体积。
（4）结果计算与分析：根据测得的浆体体积数据，计算化学收缩率，分析水泥浆体的化学收缩特性。
3.结果计算与分析（1）化学收缩率计算：根据试验数据，计算各时间点水泥浆体的体积变化，以百分比表示化学收缩率。
第三章 水泥浆化学
（2）生产套管（油层套管） 用以保护生产层，提供油气生产通道。
（3）中间套管（技术套管） 用来封隔不同地层压力层系或易漏、易塌、易卡等井 下复杂地层。
第一节 水泥浆功能与组成
一、水泥浆的功能
（1）固井和保护套管 （2）保护高压油气层 （3）封隔严重漏失层和其他复杂层
2、水泥的水化反应
水泥的水化分为五个阶段：
①预诱导阶段：这阶段是在水与水泥混合后的几分钟时间 内．在这阶段，由于水泥为水润湿而开始水化反应，放出 大量的热(其中包括润湿热和反应热)．水化反应生成的水化 物在水泥颗粒表面附近形成饱和溶液井在表面析出，阻止 丁水泥进一步水化，使水化迅速下降，进入诱导阶段．
能降低水泥浆密度的物质称为降低水泥浆密度外掺料。 在低压油气层或易漏地层固井时，需在水泥浆中加入降低水 泥浆密度外掺料。
（1）粘土 粘土的固相密度（２.4~2.7g·cm-3）。低于水泥的固相密 度（3.1~3.2g·cm-3）。
1、降低水泥浆密度外掺料
（2）粉煤灰 粉煤灰是粉煤燃烧产生的空心颗粒，主要成分为
第三章 水泥浆化学
第二节 水泥浆密度及其调整
前言
固井时，为使水泥浆能将井壁与套管间的钻井液替换 的彻底应要求水泥浆密度大于钻井液密度，但又以不压 漏地层为度。
配水泥浆时，水与水泥的质量比称为水灰比。水泥浆 通常的水灰比在0.3~0.5范围，所配得水泥浆密度则在 1.8~1.９g·cm-3范围。
1、降低水泥浆密度外掺料
1、水泥浆稠化
（3）水泥浆稠化速率 用稠化时间表示。稠化时间是指水与水泥混合
后稠度达到100Bc所需的时间。 为使水泥浆顺利注如井壁与套管的环空，应要求
第三章 水泥浆化学
Ⅲ、固化阶段：
• 颗粒表面上的凝胶被溶解后，阻隔能力↓，水
化速度↑。
• 原溶解在水中凝胶再次饱和析出后，填充到 颗粒之间的孔隙中，形成网架结构，水泥开 始固化。
Ⅳ、硬化阶段：
• 水化产物充斥更小的孔隙，水泥强度↑， 渗透率↓ ，水运动能力↓，水化速度↓。 Ⅴ、中止阶段： • 水泥石越来越致密，水越来越不能渗透进
一、降低水泥浆密度外掺剂
定义：能降低水泥浆密度的物质。
适用：低压油气层、易漏地层。
种类：粘土、粉煤灰、膨胀珍珠岩、空心玻璃微球
二、提高水泥浆密度外掺剂
定义：能提高水泥浆密度的物质。
适用：高压油气层。
种类：高密度固体粉末（石粉、铁粉等）、 水溶性盐类（氯化钠为主）。
第三节 水泥浆稠化及稠化时间调整
• 缓凝机理（上述缓凝剂）： ⑴吸附机理：吸附颗粒上，阻碍与水接触。 ⑵螯合机理：与Ca2+其螯合反应，减缓生成各
种钙盐（氢氧化物） 凝胶的速度。
第四节 水泥浆流变性及调整
一、流变性
1、水泥颗粒表面电性
• 2Ca3SiO5(3CaO· 2)+8H2O SiO
→ 6Ca2++10 OH-+2H3SiO4• Ca3Al2O6(3CaO· 2O3)+6H2O Al → 3Ca2++2［Al(OH)4］- +4OH-
一、水泥浆稠化
1、水与水泥混合后的行为
• 水泥浆稠化：水与水泥混合后，水泥浆逐渐稠 化的现象。 • 稠化时间：水与水泥混合后，稠度达到 100Bc （伯尔顿单位）所需的时间。 • 稠化时间 = 注入施工时间 + 1小时。
2、水泥中各组分的水化反应
水泥浆体化学收缩试验方法国标
水泥浆体化学收缩试验方法国标1. GB/T 12345-2021 水泥浆体化学收缩试验方法标准对化学收缩试验进行了规范。
2. 该国标规定了水泥浆体化学收缩试验的基本原理和试验步骤。
3. 标准要求在进行试验前应仔细准备试验样品，符合要求的试验条件。
4. 试验过程中需注意控制试验环境的温度和湿度，确保试验结果的准确性。
5. 标准指出了化学收缩试验中所需的仪器设备和试剂的选择及使用方法。
6. 在试验过程中，需对水泥浆体的收缩性能进行定量测量。
7. 标准规定了试验结果的记录和报告要求，包括数据的统计和分析。
8. 标准对水泥浆体化学收缩试验的结果进行了解读和评价的指导。
9. 通过该国标规范的化学收缩试验方法，可以对水泥浆体的收缩性能进行客观评价。
10. 该标准的发布对于提高水泥浆体化学收缩试验的统一性和准确性具有重要意义。
11. GB/T 12345-2021 标准的实施可为相关行业提供了一致可信的化学收缩试验结果。
12. 该国标向试验人员提供了详细的试验操作指南，确保试验的规范进行。
13. 标准对试验环境、材料准备和试验步骤等方面的要求都进行了详细规定。
14. 试验结果的记录和报告要求有助于保证试验结果的可追溯性和可比性。
15. 该国标的发布填补了水泥浆体化学收缩试验方法标准的空白。
16. 通过该标准规范的试验方法，可以有效评价水泥浆体的化学收缩性能。
17. 标准的实施将有助于优化水泥浆体的配方设计和施工工艺。
18. 该国标为水泥浆体化学收缩试验提供了稳定的技术指导和标准操作流程。
19. 试验人员应严格按照标准的要求操作，确保试验结果的准确性和可靠性。
20. 标准指出了试验中可能出现的误差来源，并提供了相应的误差控制方法。
21. 通过该标准规范的试验方法，可以为水泥浆体化学收缩性能的评价提供可靠的数据支持。
22. 标准对试验过程中的安全操作提出了明确的要求，确保试验人员的人身安全。
23. 试验完成后，需按标准要求对试验样品和实验设备进行清理和保存。
化学注浆材料在渗漏水治理中的选择和应用
化学注浆材料在渗漏水治理中的选择和应用水是生命之源，然而，在建筑、地下工程、管道等领域中，渗漏水问题经常出现，给工程安全和生活带来了很多困扰。
为了解决这一问题，化学注浆材料应运而生。
本文将重点探讨化学注浆材料在渗漏水治理中的选择和应用。
首先，选择合适的化学注浆材料至关重要。
一种好的注浆材料应具备以下几个特点：1.良好的附着力与渗透性能：能够牢固附着在渗漏的建筑物表面，并能够渗透到渗漏部位；2.耐久性：具备长期抗渗漏的特性；3.环保性：对人体无害，无毒无害，不对环境造成污染。
常见的化学注浆材料有水泥浆、有机注浆材料、聚氨酯注浆材料等。
水泥浆是一种常见的注浆材料，其主要成分是水泥、砂浆、骨料和其他添加剂。
它具有良好的附着力和渗透性能，能够有效修复混凝土表面的渗漏问题。
水泥浆的制备简单，成本较低，但其硬化时间较长，一般需要几天甚至几周才能达到最佳效果。
此外，水泥浆在长期使用过程中容易发生龟裂和脱落，影响其持久性。
有机注浆材料主要由聚合物与溶剂混合而成，其具体成分与用途有关。
有机注浆材料具有较好的渗透性，能够快速渗透到渗漏的部位，形成稳固的密封层。
此外，有机注浆材料具有耐酸碱、耐寒、抗老化等特性，能够在恶劣环境下长期使用。
然而，有机注浆材料价格较高，选材时需谨慎考虑。
聚氨酯注浆材料是一种新型的注浆材料，其主要成分是聚氨酯和等离子体交联剂。
聚氨酯注浆材料具有高渗透性和良好的附着力，能够迅速渗透到渗漏部位，并形成硬质致密的密封层。
聚氨酯注浆材料具有较好的耐老化性能，不会因时间的推移而变质。
此外，聚氨酯注浆材料具有优异的抗压性能和弹性变形能力，能够抵御较大压力和变形。
在实际应用中，根据渗漏的原因和程度，选择合适的化学注浆材料进行渗漏水治理。
对于表面渗漏的混凝土结构，可以使用水泥浆进行修补，具备防水层的混凝土结构可使用有机注浆材料进行密封。
对于较为复杂和严重的渗漏问题，聚氨酯注浆材料是较好的选择。
在选择注浆材料时，还应根据施工条件、效果要求、环境要求等因素进行综合考虑。
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磺化树脂低缩聚物
磺化烷基萘甲醛树脂、具有烯类
单体低聚物特点，但有一定的缓凝作用（2~4×103）
第五节
水泥浆滤失性及其控制
水泥浆滤失量要求：
一般固井常规滤失量小于250mL，深井固井小于20mL ，
油气层固井小于20mL。地层渗透率越高，滤失量应越低。
降滤失剂分类：
固体颗粒 捕集和物理堵塞机理 乳胶 稳定的乳胶通过粘稠液珠在地层孔隙结构中产 生叠加Jamin效应起降滤失作用；不稳定的乳胶 通过液珠在地层孔隙表面成膜，降低地层渗透 率而起降滤失作用。 水溶性聚合物 增粘、吸附、 捕集和物理堵塞机理
硅。粉煤灰固相密度（约2.1g· -3），比水泥的固相密度低。 cm
◎膨胀珍珠岩 ◎空心玻璃微1.粘土
粘土的固相密度（2.4~2.7g· -3）低于水泥的固相 cm 密度（3.1~3.2g· -3）。 cm 部分替代机理和稠化机理 粘土在水泥浆中的加入量一般为水泥质量是2％～ 32％，可用于配制密度在1.32～1.79g· -3范围的水 cm 泥浆。 若配制水泥浆的水为淡水或低浓度盐水，则水泥 浆密度降低外掺料可用膨润土；若配制水泥浆的水 为高度浓盐水，则降低水泥浆密度外掺料应使用坡 缕石或海泡石。
除此之外还发生其他二次反应，生成物中有大量的 硅酸盐水化产物及氢氧化钙等。在反应的过程中，各 种水化产物均逐渐凝聚，使水泥硬化。
水化反应生成的Ca（OH）2还可与3CaO· 2O3和 Al
4CaO· 2O3· 2O3发生水化反应 Fe Fe
2、水泥水化过程
水泥的水化分为五个阶段：
2、水泥水化过程
油井水泥的分类 （1）API水泥的分类
级 别 A B C D E 1830 ~ 3050 3050 ~ 4270 76 ~ 127 76 ~ 143 110 ~ 160 0 ~ 93 49 ~160 ● 0 ~ 1830 ≤76.7 ● 使用深度范围 m 使用温度 范围，℃ 类 普 通 ● ● ● ● ● ● ● ● ● 中 型 抗硫酸盐 高 普通水泥 中热水泥，中、高抗硫酸盐型 早强水泥，普通和中、高抗硫酸言型 用于中温中压条件，中、高硫酸盐型 基本水泥加缓凝剂，高温高压用 基本水泥加缓凝剂，超高压、高温用 说 明
羟基羧酸及其盐 柠檬酸、水杨酸、苹果酸等及其盐
热稳定性高、抗盐性强、缓凝作用好
等特点 木质素磺酸盐及其改性产物 与羟基羧酸及其盐相比有
类似特点 使用时要加消泡 烯类单体低聚物 聚乙烯磺酸钠、聚苯乙烯磺酸钠、苯
乙烯磺酸钠与顺丁烯二酸酐的共聚物等（2~6×103） 热稳定性高、不起泡、不缓凝、减阻效果好
• 2.粉煤灰
• 粉煤灰是粉煤燃烧产生的空心颗粒，主要成分为 二氧化硅。粉煤灰固相密度（约2.1g· -3）， cm 比水泥的固相密度低。 • 若将粉煤灰部分替代水泥配制水泥浆时，就可将 水泥浆的密度降低。用粉煤灰可以配得密度在 1.60~1.79g· -3范围的水泥浆。 cm
• 3. 膨胀珍珠岩
水 泥 浆 降 滤 失 剂
水 泥 浆 降 滤 失 剂
水 泥 浆 降 滤 失 剂
水泥浆降滤失剂
第六节
气窜及其控制
气窜：高压气层中的气体沿着水泥石与井壁和（或） 水泥石与套管间的缝隙进入低压层或上窜至地面的现象。 气窜原因：水泥降在固化阶段和硬化阶段体积收缩。 防气窜剂（水泥浆膨胀剂）：
1.半水石膏
4.空心玻璃微珠
空心玻璃微珠是将熔融的玻璃通过特殊喷头喷出产生。 空心玻璃微珠的粒径在20~200µ 范围，壁厚在 m 0.2~0.4µ m范围。表观密度在0.4~0.6g· -3范围。 cm
若将空心玻璃微珠部分替代水泥配制水泥浆时，就可 将水泥浆的密度降低。用玻璃微珠可以配得密度在 1.0~1.2g· -3 范围的水泥浆。 cm
水泥浆流变性与水泥浆的流动阻力有关,与水泥浆对钻井液
的顶替效率和固井质量有关。 水泥浆流变性与泥浆流变性类似。 二 水泥浆流变性的调整
水泥浆流变性调整主要是通过加水泥浆减阻剂降低流动阻力 减阻剂作用机理：（同泥浆降粘剂）通过吸附提高水泥颗粒 表面负电性并增加水化层厚度从而使水泥颗粒形成的结构拆散
减阻剂类型
调凝剂
1.促凝剂举例 氯化物、碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐、铝酸盐、低分子有机酸 盐等。 促凝机理 通过压缩析出水化物表面的扩散双电层，使它在水泥颗粒间 形成有高渗透性的网络结构，有利于水的渗入和水化反应的进 行而起促凝作用。
2.缓凝剂举例
①硼酸及其盐
②膦酸及其盐
③羟基羧酸及其盐
④木质素磺酸盐及其改性产物
→ 3CaO · 2O3 · CaSO4· 2O（钙矾石） Al 3 32H
（半水石膏）
2.铝粉
④硬化阶段：在这阶段，水泥颗粒间的网络结构 变得越来越密，水泥石强度越来越大，因此渗透
率越来越低，影响未水化的水泥颗粒与水接触，
水化速率越来越低． ⑤中止期：在这阶段，渗入水泥石的越来越少 ，直到不能渗入，从而使水泥的水化中止，完成 了水泥水化的全过程。
二
水泥浆稠化时间调整
促凝剂 缓凝剂 缩短水泥浆稠化时间的物质 延长水泥浆稠化时间的物质
油田化学电子教案-第三章
水泥浆化学
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前言
• 水泥浆是固井中使用的工作液。
• 固井是由套管向井壁与套管的环空
注入水泥浆并让它上返至一定高度， 水泥浆随后变为水泥石将井壁与套管 固结起来的一种作业。
1、表层套管：封隔地表浅水
层及浅部疏松和复杂地层； 安装井口、悬挂和支撑后续 各层套管。
配水泥浆时，水与水泥的质量比称为水灰比。水
泥浆通常的水灰比在0.3~0.5范围，所配得水泥浆密 度则在1.8~1.9g· -3范围。根据地层的情况调整水泥 cm 浆密度。若密度不在所要求范围内，则用调整水泥浆 密度外掺料来调整。调整水泥浆密度外掺料分为降低
水泥浆密度外掺料和提高水泥浆密度外掺料。
一
2、生产套管（油层套管）
主要用途：用以保护生产层， 提供油气生产通道。
3、中间套管（技术套管）：用 来封隔不同地层压力层系或 易漏、易塌、易卡等井下复 杂地层。
第一节 水泥浆的功能与组成
一、水泥浆的功能
1、固定和保护套管 2、保护高压油气层 3、封隔严重漏失层和其他复杂地层
二、水泥浆组成
水、水泥、外加剂和外掺料。
⑤水溶性聚合物
缓凝机理：
吸附机理 缓凝剂吸附在水泥颗粒表面，阻 碍与水接触。也可吸附在饱和析出的水泥水化 物表面，影响其在固化阶段和硬化阶段形成网 络结构的速率。 螯合机理 缓凝剂可与Ca2+通过螯合形成稳 定的五元环和六元环结构而影响水泥水化物饱 和析出的速率。
第四节
一 水泥浆流变性
水泥浆流变性及其调整
1、水：淡水、盐水
2、水泥--由石灰石、粘土在1450~1650℃下 煅烧、冷却、磨细而成，主要含下列硅酸 盐和铝盐酸：
（1）硅酸三钙3CaO· 2（简称C3S） SiO
水泥的主要成份，水化速率和强度 增加率高，早期强度和最后强度都高。 （2）硅酸二钙2CaO· 2（简称C2S） SiO
含量一般在24％～30％之间； 水化反应缓慢，强度增长慢；
CaSO4 · 1/2H20+3/2H2O → CaSO4· 2O 2H
反应生成的钙 矾石分子中含 3CaO · O +6H O → 3CaO · O 6H O Al2 3 Al2 3 2 2 有大量的结晶 （铝酸三钙） 水，体积膨胀， 抑制了水泥浆 3（CaSO4· 2O）+ 3CaO · 2O3 ·6H2O +20H2O 2H Al 的体积收缩。
F
G H J
3050 ~ 4880
0 ~ 2440 3660 ~ 4880
●
● ●
●
● ●
基本水泥，分中、高抗硫酸盐型
超高温用，普通型
（2）国产以温度系列为标准的油井水泥
3、水泥的外加剂
（1）水泥浆密度调整外掺料：加重剂与减轻剂
（2）膨胀剂：半水石膏、铝粉、氧化镁等
（3）缓凝剂：丹宁酸钠、酒石酸、硼酸、铁铬木质
矿、黄铁矿等）
◎水溶性盐（通过提高水相密度通过水泥浆密度）
第三节 水泥浆稠化及稠化时间的调整
一、水泥浆稠化 水泥浆稠化：水与水泥混合后水泥浆逐渐变稠， 水泥浆这种逐渐变稠的现象称为水泥浆稠化。
水泥浆稠度：水泥浆稠化的程度用稠度表示。
水泥浆的稠度是用稠化仪通过测定一定转速的 叶片在水泥浆中所受的阻力得到，单位为Bc 。
②诱导阶段：在这阶段，水泥的水化速率很低．但
由于水泥表面析出的水化物逐渐溶解(因它对水泥浆
的水相未达到饱和)，所以在这阶段后期，水化速率
有所增加． ③固化阶段：在这阶段，水化速率增加．水泥水化产 生大量的水化物，它们首先溶于水中，随后饱和析出 ，在水泥颗粒间形成网络结构，使水泥浆固化。
2、水泥水化过程
最终强度高。
（3）铝酸三钙3CaO· 2O3（简称C3A） Al
含量少，水化速率高，强度增加速率低，最后强度低。
（4）铁铝酸四钙4CaO· 2O3· 2O3（简称C4AF） Al Fe
含量少，水化速率高，强度增加速率低，最后强度低。
水泥水化后的早期强度主要决定于硅酸三钙，晚期强度则 主要决定于硅酸三钙和硅酸二钙，而铝酸三钙和铁铝酸四钙 对早期强度和晚期强度的影响都较小。除了以上主要成份之 外，还有石膏、碱金属硫酸盐、氧化镁和氧化钙等。
水泥浆稠化速率：用稠化时间表示。
稠化时间是指水与水泥混合后稠度达到100Bc 所需的时间。
为使水泥浆顺利注入井壁与套管的环空，应要
求稠化时间等于注水泥浆施工时间（即从配水
泥浆到水泥浆上返至预定高度的时间）加上一
小时。
水泥与水混合成水泥浆后，与水发生化学反应，生 成各种水化产物。逐渐由液态变为固态，使水泥硬化 和凝结，形成水泥石。 1、水泥的水化反应 水泥的主要成分与水发生的水化反应为：