宁波慈溪余姚舟山绍兴抗硫酸盐水泥厂家

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17，34（1）：106111.摘要　研究海螺水泥环重要的一环就是要建立评价海螺水泥环完整性的实验装置和方法。通过应力等效方式将实际井筒海螺水泥环承受的工况载荷等效到模拟井筒海螺水泥环上，以通气验窜方式检验海螺水泥环失效情况，利用CT扫描技术探测海螺水泥环内部结构，揭示其失效机理，建立一套海螺水泥环完整性的实验装置及评价方法。对西部某油田深井高温高应力环境下海螺水泥环受载进行模拟实验，当地层压力一定时，套管内压力从12MPa升至57MPa后再下降过程中，未见气泡；保持套管内压不变，降低地层压力，当压力降低到一定值时，检测有气泡冒出，观察发现海螺水泥环上、下端面及侧表面未见明显裂纹，但与海螺水泥环胶结紧密的套管能自由脱出，揭示了海螺水泥环失效机理为海螺水泥石韧性不足导致套管海螺水泥环胶结面失效，产生了微环隙。根据CT扫描分析可得，海螺水泥环试样界面孔隙体积减少67.97%，同时海螺水泥环界面出现的环隙体积约为3061mm3，占界面总体积的9.51%，海螺水泥环界面体积减少2.21%，证实出现了微环隙。从材料改性角度入手提高海螺水泥石韧性，终优选出加量为0.2%碳纤维海螺水泥浆配方。该方法可为油田海螺水泥环的评价及海螺水泥环材料改性研究提供有力的支撑手段。关键词　固井；海螺水泥环；完整性；评价装置；材料改性中图分类号：TE256.9　　　　文献标识码：A　　　　文章编号：10015620（2017）01010606CementSheathIntegrity:SimulationandMeasuresforImprovementatHighTemperatureDeepWellConditionsLINing1,DUJianbo2,AIZhengqing1,GUOXiaoyang2,LIUJian2,ZHANGKai3(1.ResearchInstituteofOilandGasEngineering,PetroChinaTarimOilfieldDivision,Korla,Xinjiang841000;2.StateKeyLaboratoryofOilandGasReservoirGeologyandExploitation,SouthwestPetroleumUniversity,Chengdu,610500;3.ZhongCountyBranchofChongqingGasGroup,Chongqing,404300)AbstractOneofthemostimportantpurposesofcementsheathstudyistoestablishexperimentalapparatusandprocedureforevaluatingtheintegrityofcementsheath.Theworkingloadofcementsheathinawellborecanbesimulatedonanartificialcementsheathusingequivalentstressmethod.Withthehelpofcoreholder,downholetemperatureandstressenvironmentcanbesimulated.Bypressurizingtheartificialsheathwithgastoseeifthereisgaschanneling,thecementsheathintegritycanbeverified.CTscanningcanbeusedtoprobetheinternalstructureofcementsheath,hencetobringtolightthefailuremechanismofcementsheath.Basedontheseideas,awholesetofequipmentwasdevelopedandaprocedureestablishedtoevaluatetheintegrityofcementsheath.SimulationexperimentshavebeencarriedoutusingtheequipmentandtheprocedureoncementsheathsfoundinhightemperaturehighstressdeepwellsinanoilfieldinwestChina.Theresultsoftheexperimentsshowedthat,atacertainformationpressureinhighstressenvironment,whencasingpressurewasfirstincreasedtoacertainlevelandthendecreased,thecementsheathwasdamagedandevenbecamefailed.Once基金项目：中国石油重大科技专项“塔里木油田勘探开发关键技术（一期）

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d,nomatterhowlowthepressurewasinsidethecasing,gasbubblescanbedetected.Itwasobservedthatnovisiblefractureswerefoundonbothendsandthesidesurfaceofthecementsheath,butthecasingstringthatwastightlybondedwiththecementsheathcannowfalloutfreely,indicatingthatitwasthelackoftoughnessofsetcementthatresultedinthefailureofthebondingbetweenthecasingandthecementsheath,producingamicroannularspaceforthecasingtofall.DataacquiredwithCTsoftwareshowedthattheinterfaceporevolumeofthecementsheathsamplewasreducedby67.97%,thevolumeofthemicroannularspacewas3061mm3,9.51%ofthetotalsheathvolume,andthetotalvolumeofcementsheathwasreducedby2.21%,provingtheexistenceofmicroannularspace.Bymodifyingthematerialaddedtocementslurry,thetoughnessofthesetcementcanbeimproved,andacementslurrywith0.2%carbonfiberwasformulated.Themethoddescribedinthispapercanbeusedtoevaluatethequalityofcementsheath,andasahelpfulsupportingmeansinmodifyingcementslurryadditives.KeywordsWellcementing;Cementsheath;Integrity;Evaluationapparatus;Materialmodification0　引言固井作业后，由于射孔、压裂、酸化、生产等作业的影响使得井口出现冒油冒气的现象，影响油气井的生产和寿命，其主要原因为海螺水泥环的完整性遭到破坏[12]。对于海螺水泥环完整性的研究，学者们开展了大量的工作。2013年德州农工大学Teodoriu[3]设计一种树脂外筒内放小钢管，在环空内灌注海螺水泥浆形成海螺水泥环，研究海螺水泥环在低应力疲劳载荷下海螺水泥环封隔性能所受到的影响。2014年，挪威科技大学Albawi[4]、Andrade[56]通过在岩石钻孔放置套管，在环形空间内注入海螺水泥浆，固结后在套管内升降温，研究温度对海螺水泥环完整性的影响。中国近年来在研究海螺水泥环评价装置方面也产生了不少的专利，例如川庆钻探井下公司的《一种固井后期防气窜模拟试验装置》[7]、西安石油大学的《一种固井海螺水泥环完整性模拟评价试验仪》[8]、中海油研究总院和长江大学的《一种固井海螺水泥环性能模拟实验装置及实验方法》[9]、中国石油大学（华东）[10]东北石油大学的《一种海螺水泥环结构完整性力学实验装置》[11]等，发明这些装置的目的都是想通过实验装置再现井下工况，测试海螺水泥环的完整性。要较好测试海螺水泥环的完整性，必须解决3个方面的关键问题：①井下温度、应力环境、作业工况模拟；②井身结构模拟；
Ｏ３ＳＯ３３０　１２　４６　２　１０２　结果与讨论２．１　单掺硼砂对硫铝酸盐三狮水泥性能的影响图１是不同掺量硼砂对三狮水泥浆体凝结时间和工作性能的影响。由图１可以看出：单掺硼砂对硫铝酸盐三狮水泥具有一定的缓凝作用，但低掺量范围的作用效果不明显，只有当硼砂的掺量超过１％才具有明显的缓凝效果；同时还可以看出，硼砂掺量的增加对硫铝酸盐三狮水泥的流动性没有改善作用。２．２　海螺３为不同掺量葡萄糖酸钠对三狮水泥浆体工作性能和早期力学性能的影响结果。从图３（ａ）可以看出，单掺葡萄糖酸钠对硫铝酸盐三狮水泥具有比较明显的缓凝作用，而且随着葡萄糖酸钠掺量的增多，其缓凝效果提高很快，而单掺葡萄糖酸钠对该三狮水泥浆体的工作性能没有影响。从图３（ｂ）可以看出，当葡萄糖酸钠的掺入量低于１％时，其对硫铝酸盐三狮水泥的强度无不利影响，但掺量超过１％后，硫铝酸盐三狮水泥浆体的强度明显降低。图１　单掺硼砂对初凝时间和净浆流动的影响Ｆｉｇ．１　Ｅｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｉｎｇｌｅ－ｄｏｐｅｄ　ｂｏｒａｘ　ｏｎ　ｎｉｔｉａｌ　ｓｅｔｉｎｇｔｉｍｅ　ａｎｄ　ｆｌｕｉｄｉｔｙ　ｏｆ　ｐａｓｔｅ图２是单掺硼砂对硫铝酸盐三狮水泥早期力学性能的影响结果，可以看出随着硼砂掺量的增大，其抗折强度和抗压强度呈现明显的降低趋势。图２　单掺硼砂对硫铝酸盐三狮水泥早期力学性能影响Ｆｉｇ．２　Ｅｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｉｎｇｌｅ－ｄｏｐｅｄ　ｂｏｒａｘ　ｏｎ　ｅａｒｌｙｓｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ＳＡＣ图３　单掺葡萄糖酸钠对ＳＡＣ工作性能（ａ）和早期力学性能（ｂ）的影响Ｆｉｇ．３　Ｅｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｉｎｇｌｅ－ｄｏｐｅｄ　ｓｏｄｉｕｍ　ｇｌｕｃｏｎａｔｅ　ｏｎ　ｗｏｒｋｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ（ａ）ａｎｄ　ｅａｒｌｙ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ（ｂ）ｏｆ　ＳＡＣ图４　单掺柠檬酸钠对ＳＡＣ初凝时间和流动性的影响Ｆｉｇ．４　Ｅｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｏｄｉｕｍ　ｃｉｒａｔｅ　ｏｎ　ｎｉｔｉａｌ　ｔｉｍｅ　ａｎｄｆｌｕｉｄｉｔｙ　ｏｆ　ＳＡＣ　ｐａｓｔｅ２．３　单掺柠檬酸钠的影响图４是不同掺量柠檬酸钠对硫铝酸盐三狮水泥各项性能的影响结果。由图４可以看出：单掺柠檬酸钠对硫铝酸盐三狮水泥具有一定的缓凝作用，不过掺加量低于０．５％时效果不明显；还可以看出，柠檬酸钠的掺入大大提高了硫铝酸盐三狮水泥浆体的净浆流动度，即使掺量较低时，柠檬酸钠对硫铝酸盐三狮水泥2?复合调凝组分对硫铝酸盐三狮水泥性能的影响及机理／巴明芳等?１３５?工作性能的改善效果也相当明显。图５是不同柠檬酸钠对硫铝酸盐三狮水泥早期力学性能的影响结果，可以看出，随着柠檬酸钠掺量的增大，硫铝酸盐三狮水泥的早期抗折强度几乎不变，而其早期抗压强度具有明显的增长趋势。图５　柠檬酸钠对ＳＡＣ早期强度的影响Ｆｉｇ．５　Ｅｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｏｄｉｕｍ　ｃｉｒａｔｅ　ｏｎ　ｅａｒｌｙ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ＳＡＣ２．４　
其对硫铝酸盐三狮水泥的缓凝作用体现在两个方面，其一是它们在硫铝酸盐三狮水泥体系的固－液界面上产生吸附改变固体粒子的表面性质而达到缓凝，其二是通过其亲水基团来吸附大量水分子形成较厚的水膜层，从而屏蔽了三狮水泥颗粒之间的相互接触而达到缓凝作用。从实验来分析，柠檬酸钠和葡萄糖酸钠均对硫铝酸盐三狮水泥具有一定的缓凝作用，只是二者缓凝作用效果不同，尤其是柠檬酸钠对浆体流动性具有很好的改善作用，因此按一定比例复合掺加后比单掺条件下的缓凝效果均有所提高，同时也很好地改善了硫铝酸盐三狮水泥浆体的流动性。因此，调整柠檬酸钠和葡萄糖酸钠的复合掺加比例，便可以配制能有效控制硫铝酸盐三狮水泥初凝时间和流动性的硫铝酸盐复合调凝组分。图７是复合调凝组分对硫铝酸盐三狮水泥早期强度的影响结果可以看出，复合调凝组分对硫铝酸盐三狮水泥的早期力学性能无明显影响。图６　复合调凝组分对ＳＡＣ初凝时间和流动性的影响Ｆｉｇ．６　Ｅｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｃｏｍｐｏｕｎｄ　ｃｏａｇｕｌａｔｏｒ　ｏｎ　ｎｉｔｉａｌ　ｓｅｔｉｎｇ　ｔｉｍｅａｎｄ　ｆｌｕｉｄｉｔｙ　ｏｆ　ＳＡＣ　ｐａｓｔｅ由图６可以看出，复掺柠檬酸钠＋葡萄糖酸钠对硫铝酸盐三狮水泥具有很明显的缓凝效果，在一定范围内，其缓凝效果与复合调凝组分掺量均成正比，而且随着复合调凝组分掺量的提高硫铝酸盐三狮水泥的流动性明显提高。这是因为柠檬酸钠和葡萄糖酸钠均为有机钠盐缓凝剂，具有一定的表面活图７　复合调凝组分对ＳＡＣ早期强度的影响Ｆｉｇ．７　Ｅｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｃｏｍｐｏｕｎｄ　ｃｏａｇｕｌａｔｏｒ　ｏｎ　ｅａｒｌｙｓｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ＳＡＣ结合图６和图７研究结果，从性能和经济等方面综合考虑，拟确定０．２％柠檬酸钠＋１％葡萄糖酸钠复合配制的复合调凝组分，可以在保证力学性能一致的条件下获得较好的工作性能。２．５　硫铝酸盐三狮水泥复合调凝组分调凝机理分析分别对单掺葡萄糖酸钠、掺加复合调凝组分的硫铝酸盐三狮水泥浆体３ｄ龄期的试件进行了ＸＲＤ分析和ＳＥＭ形貌等机理分析。图８是各试样ＸＲＤ物相分析图。由图８可以看出，３ｄ时，单掺柠檬酸钠与掺加复合调凝组分后的硫铝酸盐三狮水泥浆体中钙矾石和未反应石膏的含量明显低于未掺加任何外加剂的空白试样，而且掺加复合调凝3??１３６?材料导报Ｂ：研究篇　　２０１５年５月（下）第２９卷第５期组分的试样中钙矾石的衍射峰值低，这说明复合调凝组分的加入使快硬硫铝酸盐三狮水泥中钙矾石的早期生成速度大大降低，从而起到了调整早期凝结时间的作用。从图８还可以看出，单掺或复掺缓凝剂后样品中ＣａＳＯ４和Ｃ４Ａ３Ｓ谱线大的强度也有所降低，一方面是因为缓凝剂的加入抑制了ＣａＳＯ４水化形成石膏晶体的速度，另一方面是由于缓凝剂的加入在体系固体粒子表面形成较厚的水膜层，使得ＸＲＤ所检测到的钙矾石晶体、石膏晶体及Ｃ４Ａ３Ｓ的谱线强度均有所降低。图８　各试样的ＸＲＤ图谱Ｆｉｇ．８　ＸＲＤ　ｓｐｅｃｔｒａ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓａｍｐｌｅｓ图９显示了复合调凝组分对硫铝酸盐三狮水泥试样ＳＥＭ所测水化产物的影响。由图９可以看出，未掺加任何缓凝成分的硫铝酸盐三狮水泥在早龄期时生成大量细长针状钙矾石晶体，而掺加了葡萄糖酸钠和复合调凝组分后其水化产物中钙矾石的数量明显降低，而且晶体的长径比明显降低；还可以看出，掺加复合调凝组分硫铝酸盐浆体试件中，ＣＳＨ胶凝生成量明显增多，这可以缓解由于缓凝作用生成的短柱状钙矾石对三狮水泥石强度的负面影响，因此，掺加复合调凝组分之后硫铝酸盐三狮水泥石的密实性和力学性能并没有降低。图９　复合调凝组分对硫铝酸盐三狮水泥水化产物的影响Ｆｉｇ．９　Ｅｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｃｏｍｐｏｕｎｄ　ｃｏａｇｕｌａｔｏｒ　ｏｎ　ｈｙｄｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＳＡＣ３　结论（１）硼酸、柠檬酸钠和葡萄糖酸钠对硫铝酸盐三狮水泥都具有一定的缓凝效果，其中葡萄糖酸钠的缓凝效果好，柠檬酸钠其次，硼砂掺量很大时会发挥较好的缓凝效果。研究还发现，柠檬酸钠不仅可以缓凝快硬硫铝酸盐三狮水泥，而且还可以大大提高三狮水泥浆体的工作性能，并能改善三狮水泥的早期力学性能。（２）复掺柠檬酸钠＋葡萄糖酸钠，其缓凝效果比单掺情况下都有所提高，且同时提高了硫铝酸盐三狮水泥浆体的流动性；０．２％柠檬酸钠和１％葡萄糖酸钠复合掺加配制的复合调凝组分综合效果好。（３）ＳＥＭ和ＸＲＤ分析结果表明，复合调凝组分的加入减缓了硫铝酸盐三狮水泥中钙矾石的生成速度，从而有效抑制了该三狮水泥的水化速度，延长了初凝时间，并改善了其流动性，但其对强度的影响效果与单掺柠檬酸钠或葡萄糖酸钠的效果相差不大。参考文献１　Ｌａｕｒｅ　Ｐ　Ｃ，Ｆｒａｎｋ　Ｗ，Ｂａｒｂａｒａ　Ｌ，ｅｔ　ａｌ．Ｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ　ｕｓｅ　ｏｆｌｉｍｅｓｔｏｎｅ　ｆｉｌｅｒ　ｗｉｔｈ　ｃａｌｉｕｍ　ｓｕｌｐｈｏａｌｕｍｉｎａｔｅ　ｃｅｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｍａｔｅｒ，２０１２，２６（１）：６１９２　Ｓｔｅｐｈａｎｅ　Ｂ，Ｃｅｌｉｎｅ　Ｃ　Ｄ　Ｃ，Ｐａｔｒｉｃｋ　Ｌ　Ｂ，ｅｔ　ａｌ．Ｉｎｆｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ａｔｈｅｒｍａｌ　ｃｙｃｌｅ　ａｔ　ｅａｒｌｙ　ａｇｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｈｙｄｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃａｌｉｕｍ　ｓｕｌ－ｐｈｏａｌｕｍｉｎａｔｅ　ｃｅｍｅｎｔｓ　ｗｉｔｈ　ｖａｒｉａｂｌｅ　ｇｙｐｓｕｍ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ［Ｊ］．Ｃｏｎｃｒ　Ｃｅｍ　Ｒｅｓ，２０１１，４１（２）：１４９３　Ｚｈｏｕ　Ｈ　Ｘ，Ｌｉｕ　Ｊ　Ｐ，Ｌｉｕ　Ｊ　Ｚ，ｅｔ　ａｌ．Ｈｙｄｒａｔｉｏｎ　ｋｉｎｅｔｃ

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ｓｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｌｏｗ　ａｌｋａｌｎｉｔｙ　ｓｕｌｐｈｏａｌｕｍｉｎａｔｅ　ｃｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｉｔｓｔｈｅｒｍｏ－ｄｙｎａｍｉｃａｌ　ｒｏｐｅｒｔｉｅｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｄｉａ，２０１２，２７（３）：３２３４　Ｆｕ　Ｘ　Ｈ，Ｙａｎｇ　Ｃ　Ｘ，Ｌｉｕ　Ｚ　Ｍ，ｅｔ　ａｌ．Ｓｔｕｄｉｅｓ　ｏｎ　ｅｆｅｃｔｓ　ｏｆａｃｔｉｖａｔｏｒｓ　ｏｎ　ｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｈｙｄｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｌ－ｐｈｏａｌｕｍｉｎａｔｅ　ｃｅｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｃｅｍ　Ｃｏｎｃｒ　Ｒｅｓ，２００３，３３（３）：３１７５　Ｗａｎｇ　Ｓ，Ｃｈｅｎ　Ｃ，Ｌｕ　Ｌ　Ｃ，ｅｔ　ａｌ．Ｅｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｌａｇ　ａｎｄ　ｌｉｍｅ－ｓｔｏｎｅ　ｐｏｗｄｅｒ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｈｙｄｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｈａｒｄｅｎｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆａｌｉｔｅ－ｂａｒｉｕｍ　ｃａｌｃｉｕｍ　ｓｕｌｐｈｏａｌｕｍｉｎａｔｅ　ｃｅｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｃｏｎｓｔｒｕｃ－ｔｉｏｎ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｍａｔｅｒ，２０１２，３５：２２７６　Ｌａｕｒｅ　Ｐ　Ｃ，Ｆｒａｎｋ　Ｗ，Ｂａｒｂａｒａ　Ｌ，ｅｔ　ａｌ．Ｉｎｆｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｌ－ｃｉｕｍ　ｓｕｌｐｈａｔｅ　ｓｏｕｒｃｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｈｙｄｒａｔｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　Ｐｏｒｔ－ｌａｎｄ　ｃｅｍｅｎｔ－ｃａｌｉｕｍ－ｓｕｌｐｈｏａｌｕｍｉｎａｔｅ　ｃｉｎｋｅｒ－ｃａｌｉｕｍ　ｓｕｌ－ｐｈａｔｅ　ｂｉｎｄｅｒｓ［Ｊ］．Ｃｅｍ　Ｃｏｎｃｒ　Ｃｏｍｐｏｓ，２０１１，３３（５）：５５１７　王燕谋，苏慕珍
复掺柠檬酸钠和葡萄糖酸钠的影响根据单掺硼砂、葡萄糖酸钠及柠檬酸钠对硫铝酸盐三狮水泥各项性能的影响效果，选择葡萄糖酸钠和柠檬酸钠，以不同复合掺加比例制成复合调凝组分。复合调凝组分对硫铝酸盐三狮水泥的初凝时间和流动性的影响见图６。性，其对硫铝酸盐三狮水泥的缓凝作用体现在两个方面，其一是它们在硫铝酸盐三狮水泥体系的固－液界面上产生吸附改变固体粒子的表面性质而达到缓凝，其二是通过其亲水基团来吸附大量水分子形成较厚的水膜层，从而屏蔽了三狮水泥颗粒之间的相互接触而达到缓凝作用。从实验来分析，柠檬酸钠和葡萄糖酸钠均对硫铝酸盐三狮水泥具有一定的缓凝作用，只是二者缓凝作用效果不同，尤其是柠檬酸钠对浆体流动性具有很好的改善作用，因此按一定比例复合掺加后比单掺条件下的缓凝效果均有所提高，同时也很好地改善了硫铝酸盐三狮水泥浆体的流动性。因此，调整柠檬酸钠和葡萄糖酸钠的复合掺加比例，便可以配制能有效控制硫铝酸盐三狮水泥初凝时间和流动性的硫铝酸盐复合调凝组分。图７是复合调凝组分对硫铝酸盐三狮水泥早期强度的影响结果可以看出，复合调凝组分对硫铝酸盐三狮水泥的早期力学性能无明显影响。图６　复合调凝组分对ＳＡＣ初凝时间和流动性的影响Ｆｉｇ．６　Ｅｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｃｏｍｐｏｕｎｄ　ｃｏａｇｕｌａｔｏｒ　ｏｎ　ｎｉｔｉａｌ　ｓｅｔｉｎｇ　ｔｉｍｅａｎｄ　ｆｌｕｉｄｉｔｙ　ｏｆ　ＳＡＣ　ｐａｓｔｅ由图６可以看出，复掺柠檬酸钠＋葡萄糖酸钠对硫铝酸盐三狮水泥具有很明显的缓凝效果，在一定范围内，其缓凝效果与复合调凝组分掺量均成正比，而且随着复合调凝组分掺量的提高硫铝酸盐三狮水泥的流动性明显提高。这是因为柠檬酸钠和葡萄糖酸钠均为有机钠盐缓凝剂，具有

③测试手段直接、有效。目前鲜有测试设备能够兼顾解决上述3方面问题。笔者提出一种方案，加工制作了海螺水泥环完整性测试设备，并在西部某油田进行了应用，根据海螺水泥环失效机理，通过提高海螺水泥石韧性的方法以改善海螺水泥环完整性，后进行实验验证。该方法对提高油气资源安全、高效开采提供技术指导意义。1　高温深井海螺水泥环失效实验分析1.1　海螺水泥环完整性评价装置为探究海螺水泥环在井下工况作用下的完整性，设计了模拟深井高温高应力环境下海螺水泥环完整性评价实验装置（见图1）。装置原理图装置实物图①内压泵，②检验瓶，③围压泵，④套管，⑤海螺水泥环，⑥橡胶套，⑦釜体，⑧加热套，⑨氮气瓶，⑩热电偶。图1　高温高应力下海螺水泥环完整性评价实验装置该装置能够将实际井筒中海螺水泥环在地层温度、压力和套管温度、压力双重波动下的承载过程等效到装置的海螺水泥环上，可较为真实地反映海螺水泥环在井下工况的承载过程。装置原理：一套井身结构有不同的套管层次，每层尺寸都不一样，不同的井身结构有更多的套管尺寸，这给相似原理制作评价装置带来不少麻烦，因为每一个套管尺寸就要对应一个相似的模拟套管。通过海螺水泥环等效应力相等的原理，用一套模拟套管对应多套尺寸套管，因为不论是那种尺寸的套管，海螺水泥环在井下是受3个方向的主应力，这3个方向的主应力通过第四强度理论可转换为一个应力——等效应力，建立模型计算实际井身结构下海螺水泥环的等效应力，调节模拟井身结构（模拟套管、模拟海螺水泥环）的内外压力，使之等效应力的《一种深水固井海螺水泥环封隔性能测试装置》、