水泥是水硬性胶结材料,分为普通水泥和油井水泥。普通水泥也称建筑水泥,列入ASTM标准,而油井水泥列入API标准。油井水泥与普通水泥的根本区别在于:油井水泥具有严格的化学成分和矿物组成,而且在生产时除允许加入3% -6%的二水石膏以外不得加其它材料。本节主要介绍油井水泥的化学组成、级别和类型以及生产和应用中的一些基本知识。 化学组成
水泥的质量主要取决于化学成分,而先进的分析方法已为获得水泥的化学成分铺平了道路。表1.2.1列出G级HSR水泥的主要化学成分。由表中数据可以看出,波特兰水泥包括4种主要成分: 铝酸三钙C3A(3CaO·A12O3);铁铝酸四钙C4AF(4CaO·A12O3·Fe2O3);硅酸三钙C3S(3CaO·SiO2);硅酸二钙C2S(2CaO·SiO2)。通过各相显微镜检查,熟料颗粒含有4种矿物成分(熟料占水泥总量的95%): 表1.2.1 API G级水泥化学分析 二氧化硅 SiO2 22.70% 三氧化二铝 A12O3 3.39% 三氧化二铁 Fe2O3 4.81% 氧化钙 CaO 65.60% 氧化镁 MgO 0.90% 氧化钾 K2O 0.37% 三氧化硫 SO3 1.21% 氧化钛 0.19% 氧化锰 MnO2 0.09% 氧化钠 NaO 0.13% 氧化铬 GeO 0.01% 五氧化二磷 P2O5 0.11% 烧失量 LO1 0.49% (1)硅酸三钙C3S (3CaO·SiO2 ):是多边性晶体,占表面的50-60%。 (2)硅酸二钙C2S (2CaO·SiO2 ):圆形晶体占表面的10-25%。以上两种硅酸钙(三钙和二钙)总量占75 % 。 (3)铁铝酸四钙C4AF (4CaO·A12O3·Fe2O3 ):围绕以上两种硅酸盐形成孔隙结构。 (4)C3A(3CaO·A12O3):针状铝酸盐,也属于孔隙结构。 两种硅酸盐占水泥总量的75%, C4AF+C3A的总量占水泥矿物的25%。 |