第一節(jié) 油井水泥產(chǎn)品分類與構成 分析

一、油井水泥 行業(yè) 產(chǎn)品分類標準

實施的最新標準GBl0238-2005《油井水泥》把油井水泥分為了八種：A級、B級、C級、D級、E級、F級、G級、H級。其類型有O型、MSR和HSR型。

二、油井水泥產(chǎn)品國內市場份額

API各級水泥適用于不同的井況，A級只有普通型一種，化學成份和細度類似于ASTMCl50，I型，適合無特殊要求的淺層固井作業(yè)。在我國大慶、吉林、遼寧油田用量較大，配制的水泥漿體系也較為簡單，一般是A級油井水泥加入現(xiàn)場水按比例混合即可，有時根據(jù)需要可適當加入少量的外加劑如促凝劑等。

B級具有中抗硫酸鹽型（MSR）和高抗硫酸鹽型（HSR）。B級中抗型的化學成份和細度類似于ASTMC150，II型；B級高抗型類似于ASTMCl50，V型。一般適用于需抗硫酸鹽的淺層固井作業(yè)，目前在我國還沒有使用。

C級又被稱作早強油井水泥，具有普通（O）型、中抗硫酸鹽型（MSR）和高抗硫酸鹽型（HSR）三種類型。普通（0）型的化學成份和細度類似于ASTMCl50，III型，一般適用于需早強和抗硫酸鹽的淺層固井作業(yè)。C級油井水泥憑借其自身低密高強的特性，在淺層油氣井的封固和低密度水泥漿的配制都有較大的優(yōu)勢，只是我國固井在配方設計上習慣于用G級油井水泥，限制了C級油井水泥的使用，它在我國幾乎沒有使用。

D級、E級、F級又被稱作緩凝油井水泥，具有中抗硫酸鹽型（MSR）和高抗硫酸鹽型（HSR）。一般適用于中深井和深井的固井作業(yè)。D級油井水泥在我國華北油田、中原油田使用較多。由于要通過控制特定礦物組成的水泥熟料，來達到D級油井水泥的指標要求，工藝復雜生產(chǎn)控制難度大而造成成本較高。而且D級油井水泥可以通過G級、H級油井水泥加入緩凝劑來代替，該工藝較為簡單，所以近幾年D級油井水泥的使用量也在逐漸下降。E級、F級油井水泥在我國尚沒有應用報道。

G、H級油井水泥被稱為基本油井水泥，具有中抗硫酸鹽型（MSR）和高抗硫酸鹽型（HSR），可以與外加劑和外摻料相混合適用于大多數(shù)的固井作業(yè)，水泥漿體系也多種多樣。G級、H級油井水泥可以與低密材料（粉煤灰、漂珠、膨潤土等）配制低密度水泥漿體系，用于低壓易漏地層的封固；可與外加劑配成常規(guī)密度水泥漿體系，用于常規(guī)井的封固；可與加重材料（重晶石粉、鐵礦粉等）、外加劑配成高密度水泥漿體系，用于深井和高壓氣井的封固。其中G級油井水泥在我國用量最大，生產(chǎn)廠家最多，在我國各個油田都有使用。H級油井水泥比G級油井水泥要磨的粗一些，水灰比小，配成水泥漿密度在1.98左右，更適合配制成高密度水泥漿體系用于高壓氣井的封固，在我國塔里木油田使用較多。

2009年油井水泥產(chǎn)品國內市場需求區(qū)域份額 分析

第二節(jié) 國內油井水泥產(chǎn)品 技術工藝 應用 分析

我國油井水泥自1991年3月1日起采用美國石油會標準后，對產(chǎn)品的質量要求大大提高。前期，我國生產(chǎn)條件較好的大中型水泥廠，油井水泥的成品率也不高。為此部分企業(yè) 研究 改進生產(chǎn)工藝和裝備，采用新型干法生產(chǎn)油井水泥，提高成品合格率，使產(chǎn)品質量達到美國和日本等國的實物質量標準。

第三節(jié) 國外油井水泥產(chǎn)品 技術工藝 應用 分析

一、美國

1903年在美國加利福尼亞勞木波斯油田使用水泥漿封堵油層上部的水層，該油井被稱為世界上最早的注水泥井。到目前為止油井水泥的 研究 和探索，已有百年的歷史。在這一百多年里對油井水泥的 研究 取得了較為顯著的成果。

在油井水泥中摻合各種纖維材料提高水泥石性能。David.Laprade將緊密堆積技術與Micro-ribbon技術聯(lián)合使用，使油井水泥的PVF值達到58%～60%，增加了水泥的用水量，使水泥漿流變性得到改善的同時，纖維類材料的加入使水泥石的強度、韌性、抗地層流體污染能力都得到很大的提高，在美國LosAngeles盆地的淺井中得到很好的應用。

二、日本

1893年，日本遠藤秀行和內海三貞二人發(fā)明了不怕海水的硅酸鹽水泥?！?0世紀，人們在不斷改進波特蘭水泥性能的同時，研制成功了一批特種水泥，如油井水泥等。

1971年，日本的石川島播磨公司在旋風預熱器的基礎上研制成功窯外分解窯（NSP窯）。到此為止，在濕法旋窯之后完成了新型干法窯的開發(fā)。

三、歐盟

在1824年英國人（Aspdin）阿斯普丁第一個獲得波特蘭水泥的專利，到1872年，英國人Johson取得了“倉窯”的專利，它與“杯窯”的工藝基本上相同，不同的是增加了預熱系統(tǒng)，料子先裝在煙囪干燥、預熱，然后再裝到杯窯里面燒，所以又進了一步了，進步之處在于為了節(jié)省煤耗而進行預熱。由于預熱過了，燒出來的熟料質量大大提高。

到了1884年，德國人德齊在“倉窯”的基礎上進行了改良，叫“立窯”。它與“倉窯”不同的是多了一個冷卻裝置，它的預熱、燒成和冷卻都在窯里面。大約在第一次世界大戰(zhàn)（1914年—1918年）前后，德國完成了立窯的機械化設計，接著進行推廣，完成了機械化立窯發(fā)明的全過程。

立窯發(fā)明了以后，進入了旋窯的普通干法階段。干法旋窯的發(fā)明，最早由英國人克拉登在1887年首先產(chǎn)生旋窯生產(chǎn)波特蘭水泥的構想。

50年代的時候發(fā)明了生料均化庫和預均化技術，再加上生料的計算機控制，保證了生料的均化，電收塵的發(fā)明，解決了干法窯尾的收塵問題，使新型干法的技術發(fā)展迅速。

第四節(jié) 我國油井水泥產(chǎn)品技術應用成熟度解析

油井水泥是用于油井和氣井固井工程的特種硅酸鹽水泥。我國雖已生產(chǎn)了幾十年，但技術應用成熟度較低。與美國、日本和蘇聯(lián)等國相比，技術水平有很大差距。

由于油井水泥的生產(chǎn)一般是采用特殊化學成分配料煅燒的方法，生產(chǎn)的熟料密實度高，熟料難磨，且粉磨水泥時不允許加入混合材，因此，水泥窯的臺時產(chǎn)量低，質量難控制，水泥磨臺時產(chǎn)量也低。與生產(chǎn)通用硅酸鹽水泥相比，資源消耗高，能耗高，臺時產(chǎn)量低，生產(chǎn)效率低，會引起嚴重的溫室氣體排放。

第五節(jié) 油井水泥產(chǎn)品 技術工藝 與市場應用關系 分析

我國油井水泥的生產(chǎn)工藝主要為回轉窯，生產(chǎn)存在能耗高，產(chǎn)量小。隨著我國特種水泥生產(chǎn)工藝的提高，目前部分企業(yè)已經(jīng)采用新型干法窯生產(chǎn)油井水泥。隨著我國石油、天然氣的開發(fā)，油氣井固井工程需求量大，將會帶動油井水泥市場的發(fā)展。

第六節(jié) 不同類型生產(chǎn)工藝優(yōu)缺點比較

油井水泥的生產(chǎn)工藝同普通硅酸鹽水泥相同。但在某些生產(chǎn)環(huán)節(jié)上，必須滿足油井水泥生產(chǎn)的基本要求。生產(chǎn)中所使用的原材料中，要求石灰石的氧化鈣含量要高，粘土中的鉀、鈉含量要低，出磨生料應入均化庫均化，以保證入窯生料的成分符合規(guī)定要求；煅燒熟料時，要嚴格控制熟料的升重和游離氧化鈣的含量，必須達到規(guī)定的控制指標；出磨水泥入庫后，應進行充分的均化，以保證出廠的產(chǎn)品質量全部符合標準規(guī)定的技術要求。

水泥的生產(chǎn)方法按照生料制備方法的不同有干法、半干法、濕法三種，而半干法、濕法工藝由于能耗高，絕大多數(shù)已被淘汰。將原料同時烘干與粉磨或先烘干后粉磨成生料粉，喂入窯內煅燒，這一過程叫做干法生產(chǎn)。

將生料粉加水后制成生料球，然后喂入窯內（立窯或立波爾窯）煅燒，這一過程叫做半干法生產(chǎn)。

將原料加水，粉磨后變成生料漿，喂入窯內，這一過程叫做濕法生產(chǎn)。

濕法生產(chǎn)熱好高，但電耗低，生料易于均化，孰料質量好，粉塵少。隨著生產(chǎn)技術的發(fā)展，特別是均化技術的發(fā)展，收塵設備的改進，自動化水平的提高，使干法生產(chǎn)的孰料質量逐步提高，是目前發(fā)展的主要方向。目前，油井水泥生產(chǎn)廠家多數(shù)采用干法回轉窯煅燒，生料預熱充分，燒成化學反應完全，易于控制，熟料合格率高。

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