深層超高溫水泥漿體配方及其強度衰退機理

龐學玉 秦建鯤 王治國 葉素桃 趙正超

1. 深層油氣全國重點實驗室·中國石油大學（華東） 2.中國石油大學（華東）石油工程學院

3. 中國石油西部鉆探工程有限公司固井公司 4. 中國石油塔里木油田公司

0 引言

深層油氣資源儲量大，是國內目前油氣勘探開發重要方向。據統計，全球剩余油氣資源40%以上分布在5 000 m以下的深部地層[1]。深井超深井鉆完井技術是高效開發深層油氣的關鍵工程技術。近年來，我國超深井數量不斷增多，井深紀錄不斷被打破，“十三五”期間我國超深井鉆井數量超過美國[2]。以我國塔里木油田為例，井深紀錄已超9 000 m，且正在向萬米邁進，目前井下最高溫度約190 ℃，最高壓力約150 MPa。深井中的高溫井下環境可能會導致水泥石的強度下降，難以確保油氣井在一次固井成功后能夠長期有效地封隔井眼環空。在實際生產過程中，井筒完整性失效問題非常普遍。例如，中國、美國和挪威等一些國家井筒封隔失效的比例超過20%[3]，而海上油氣井的完整性失效更是有可能超過70%[4]。井底高溫高壓環境是導致油井水泥完整性失效的主要原因之一，完整性失效輕則會影響油氣井的生產，重則會導致井筒報廢。因此提高固井質量以滿足日益嚴峻的深層能源開采需求十分重要。

油井水泥是一種多相多尺度非均質材料，其主要礦物成分是硅酸三鈣（C3S）、硅酸二鈣（C2S）、鋁酸三鈣（C3A）和鐵鋁酸四鈣（C4AF）。其中，C3S和C2S兩者約占礦物總量的80%，溫度較低時，兩種礦物的水化產物主要是C-S-H凝膠和Ca(OH)2，這些水化產物結構較為緊密，力學性能較好[5-7]。常規的G級油井水泥適用于溫度低于93 ℃的油氣井，當溫度超過110 ℃時，其強度會隨溫度升高而衰退。主要原因是水泥的水化產物由無定型的C-S-H凝膠轉化為晶體形態的α-C2SH[8]。α-C2SH晶體密度較高，比表面積遠低于C-S-H凝膠，容易在水泥基體中形成較多的大孔隙，從而導致水泥石強度降低。

通過摻加二氧化硅降低水泥配方中的總鈣硅比，可使水泥水化產物轉變為性能相對較好的雪硅鈣石（C5S6H5.5）和硬硅鈣石（C6S6H）而保持強度穩定[9-12]。但近年來國內外學者及筆者所在課題組的研究表明，150 ℃以上的高溫環境仍然會使加砂油井水泥出現明顯強度衰退及微觀結構粗化。張穎等[13]發現35%水泥質量占比（%BWOC）的硅砂加量不足以穩定水泥石在熱采井工況（150～320 ℃）的強度，但添加了小粒徑硅砂的配方明顯強度更高且衰退更緩慢。Krakowiak等[14]通過XRD及壓汞法等實驗，證明了細硅砂可以抑制粗硅砂的溶解，進而可以生成更小的孔隙，有利于強度穩定性。張忠旭等[15]確定了200目硅砂在110～130 ℃范圍內的合理加量為30%～40%，在150～190 ℃范圍內的合理加量為40%～50%。Pernites等[16]研究表明在260 ℃以上超高溫環境下需使用50%以上的200目硅砂才能夠有效阻止水泥石早期到長期的強度衰退。Meller等[17]認為添加超細氧化鋁有利于提升雪硅鈣石在200 ℃以上環境的穩定性，進而提升水泥石強度的穩定性。需要指出的是，文獻中很多研究采取的水泥漿低溫固化再高溫養護的方式并不符合深井井況。Qin等[18]研究發現，模擬200 ℃深井工況下，60%～100%硅砂加量水泥石14 d齡期性能遠高于40%加量水泥石。大量新研究[19-21]發現，即使是經過加砂量及顆粒級配優化的固井水泥體系在長期（30 d以上）高溫高壓環境下仍會出現明顯的強度衰退現象。為進一步探明水泥石在深井高溫環境下的強度發展規律，本文首先研究了外加劑對水泥漿體性能的影響，并調配出適用于200 ℃深井高溫高壓環境的水泥漿體配方。而后，探究了200 ℃與260 ℃養護溫度下水泥石的長期性能，通過X射線衍射（XRD）、壓汞（MIP）、掃描電鏡（SEM）等技術手段，分析其強度衰退機理，并對開發新型抗高溫油井水泥體系提出展望。

1 原材料

本實驗用到的油井水泥為阿克蘇G級油井水泥（3.14 g/cm3，D50粒徑20 μm），其氧化物及化合物組成如表1所示（Rietveld法測定）。

表1 阿克蘇G級油井水泥的氧化物成分及水泥化合物成分表

氧化物組成由帕納科 Axiosmax X射線熒光光譜儀測得，化合物組成由帕納科AerisX射線衍射儀測得，并使用Rietveld法精修計算。實驗中使用的3種硅砂中值粒徑分別為53 μm、16 μm和6 μm，密度分別為2.72 g/cm3、2.69 g/cm3和2.62 g/cm3；其余用到的外摻料包括：氧化鋁（3.84 g/cm3，D50粒徑8 μm），增韌材料Flok-2（2.44 g/cm3，主要為膠乳纖維）以及質量分數為30%的納米氧化鐵溶液（1.04 g/cm3，平均粒徑30 nm）。各種干粉材料密度由美國康塔公司的UltraPYC 1200e型全自動真密度分析儀測得，粒度分布由英國馬爾文Malvern Mastersizer 2000型激光粒度儀測得。所需油井水泥添加劑由天津中油渤星科技有限公司提供，主要為：緩凝劑BCR-300L、降失水劑BXF-200L、分散劑BCD-210L、消泡劑G603、高溫懸浮劑BCJ-300S；成都歐美克石油科技公司提供：懸浮劑O-SP及緩凝劑HX-36L；成都博世威科技有限公司提供降失水劑BXL-12L。

2 實驗方法

2.1 稠化測試

水泥漿配方稠化實驗采用遼寧貝斯瑞德石油裝備制造有限公司生產的BSRD-8042DG超高溫/低溫增壓稠化綜合模擬儀。在鉆完井過程中，固井水泥漿泵送時井底循環溫度通常略低于靜止溫度。針對地層靜止溫度為200 ℃的深井，這里稠化實驗模擬循環溫度及壓力條件為180 ℃、120 MPa。

2.2 高溫失水測試

失水實驗采用遼寧貝斯瑞德石油裝備制造有限公司生產的BSRD-7071F型高溫高壓翻轉失水儀。翻轉失水儀可以最大限度的模擬井下環境，允許在水泥漿養護溫度達到井底循環溫度之后立即開展失水實驗，可以避免傳統失水儀需要將水泥漿先降溫至90 ℃以下再升溫的過程。實驗按照API規定，保證實驗壓力與背壓差值在7.0±0.3 MPa。在180 ℃實驗條件下，集液器背壓壓力在0.7～1.0 MPa左右以防止濾液氣化，待濾液在集液器中冷卻后，收集失水。

2.3 力學性能測試

每個配方選取3～4個樣品，采用深圳三思縱橫科技公司的UTM5105X微機控制電子萬能試驗機進行力學性能實驗。試驗機配有捷克Sobriety S.R.O.公司的視頻引伸計（型號：MercuryRT），同時測量樣品的軸向與徑向變形，選用近似應力—應變曲線中直線段（極限應力的30%～45%）計算彈性模量。

2.4 滲透率測試

液測滲透率和氣測滲透率是評價水泥石滲透率常用的方法[19]。本實驗從養護釜中取出的樣品即為飽和狀態，可以直接用于液測滲透率實驗。氣測滲透率實驗則需要首先對樣品進行抽真空干燥才能進行。

2.5 X射線衍射測試

將干燥的水泥石用瑪瑙研缽磨細后，使用帕納科Aeris 臺式X射線衍射儀對樣品進行XRD物相成分分析，掃描角度為7°～70°。測試結束后，使用Highscore軟件精修，對掃描的樣品進行Rietveld精修以及外標物相定量分析，單晶硅作為定量分析時的外部標準物，定量分析方法詳見參考文獻[20]。

2.6 壓汞測試

水泥石用酒精進行清洗，烘干后加工為1 mm3左右的碎塊。采用美國Quantachrome公司生產的高壓壓汞孔徑分析儀（PM20/PM60型）進行壓汞測試，以確定水泥石的孔隙率和孔徑分布。汞的表面張力為0.485 N/m，水銀和水泥石之間的接觸角為140°。

2.7 背散射掃描電鏡測試

背散射電鏡測試前首先需要對水泥石樣品表面進行處理。選取均勻性較好的中間切面，使用環氧樹脂將干燥好的樣品進行冷鑲嵌，鑲嵌好的樣品在上海金相有限公司生產的磨拋機（YMPZ-1-250型）上磨拋至表面粗糙度100 nm以下。掃描電鏡使用的設備為日本電子株式會社生產的JSM-7200F型熱場發射電子顯微鏡。

3 高溫固井水泥漿優化設計

由于封固井深超過6 000 m的超深井所需的泵送循環時間較長，因此固井水泥漿體在設計時需要首先調試其漿體性能，保證水泥漿體在泵送循環完成前不固化。此處選用加砂量超過60%的配方進行稠化、失水及流變等測試。

3.1 稠化實驗

高溫高壓稠化實驗結果如表2所示。此處外摻料均為60 %硅砂（30 %的16 μm硅砂 + 30 %的53 μm硅砂）。在未添加分散劑之前，該組配方出現嚴重包心現象，如圖1所示，即水泥漿形成凝膠狀，中心團聚在槳葉上，外部與漿杯脫離，導致傳熱不佳，從而造成大范圍的溫度波動，為保護槳葉，實驗被迫停止。添加少量分散劑（1%）之后包心現象有所改善，但溫度波動依然很大。繼續增加分散劑加量至2%以上時，溫度開始變平穩，但在170 ℃左右仍有鼓包現象。在配方調整的過程中發現分散劑、緩凝劑以及降失水劑共同影響稠化時間，分散劑和降失水劑亦有一定緩凝效果。從緩凝強度來看，緩凝劑大于分散劑，更大于降失水劑。①對比配方T6與T7可以發現，在其他添加劑保持不變的條件下，增加1%分散劑，稠化時間增長了100 min；②對比配方T7與T9可以發現在其他添加劑保持不變的條件下，增加3%降失水劑，稠化時間增長了34 min。

圖1 配方T1稠化實驗曲線及包心照片

表2 稠化實驗結果表

水泥漿在常溫常壓下的初始稠度隨懸浮劑的增加而升高，當懸浮劑加量為3%時初始稠度在20 Bc左右，但隨著降失水劑加量的增加初始稠度會進一步升高。隨著溫度升高至180 ℃，水泥漿稠度也隨之降低，而且降失水劑加量越大，降低幅度越大，這說明降失水劑在高溫條件下增黏效果會失效。

3.2 失水實驗

高溫失水實驗測試結果如表3所示，此處外摻料亦均為60%硅砂（30%的16 μm硅砂+30%的53 μm硅砂）。從表中數據可以看出，在90 ℃測試溫度時增加降失水劑可以降低濾失量，在此溫度下水泥漿體配方API濾失量介于68～88 mL。隨著溫度升高濾失量變大，180 ℃濾失量約為90 ℃時的兩倍左右，且溫度較高時容易發生氣穿現象，需要加大降失水劑加量。本組實驗僅在測試溫度為90 ℃時成功取得濾餅，濾餅厚度約為40 mm，更高溫度環境由于失水量太大降低了水灰比，水泥漿容易發生凝固，難以獲得濾餅。配方F8實驗結果表明即使降失水劑加量增加到10%也無法有效降低濾餅厚度，說明現有降失水劑BXF-200L在高溫環境下效果不太理想。

表3 失水實驗結果表

3.3 水泥漿體優化設計

為滿足高溫高壓環境下水泥漿體的失水性能，降失水劑由BXF-200L更換為BFL-12L，考慮到外加劑的配適性，配方中緩凝劑由BCR-300L更換為HX-36L，懸浮劑由BDJ-300S更換為O-SP。此外，為盡可能提升高溫養護后水泥石的強度穩定性[21]，這里采用70%超細硅砂（中值粒徑6 μm）替換原有的30%的16 μm硅砂+30%的53 μm硅砂外摻料體系，并進一步添加了氧化鋁、納米氧化鐵、增韌劑等材料，最終配制了1.90 g/cm3密度，固相含量45.9%的配方Y1，如表4所示。

表4 優化后的水泥漿體配方Y1表

漿體常溫與93 ℃高溫流變性能如圖2所示，測試采用天津寧塞科技有限公司生產的12速旋轉黏度計（NXNJ0017型），根據賓漢模型，常溫環境下漿體塑性黏度為0.74 Pa·s，動切力為5.40 Pa；93 ℃環境溫度下漿體塑性黏度為0.53 Pa·s，動切力為1.84 Pa，黏度較常溫漿體明顯下降。如圖3所示，180 ℃、7.1 MPa壓差條件下，250 mL漿體失水量約15 mL，折合API失水量為30 mL，濾餅厚度約為20 mm，小于API要求的50 mL失水量，說明此配方可以滿足深井環境基本性能要求。

圖2 不同溫度下水泥漿體流變性能變化圖

圖3 配方Y1高溫失水量及濾餅實拍圖

稠化時間測試結果如圖4所示，180 ℃、120 MPa條件下，漿體稠化時間為440 min，滿足深層固井要求；密度高點（1.95 g/cm3）稠化時間為472 min；溫度高點（185 ℃）稠化時間437 min，流動度為24～26 cm。48 h頂部強度（180 ℃）大于等于20 MPa，24 h底部強度（200 ℃）大于等于28 MPa。沉降穩定性小于等于0.03 g/cm3（老化后密度值為上部1.87 g/cm3、中部1.87 g/cm3、底部1.90 g/cm3）。經過稠化、流變及失水等測試證明此配方可以滿足200 ℃超深井現場施工的要求。

圖4 配方Y1高溫高壓稠化實驗曲線圖

4 優化體系水泥石長期性能

通常認為，養護壓力對水泥漿稠化性能影響較大，而對水泥石物理力學性能影響不大[22]。國內外油井水泥高溫高壓養護釜最高設計壓力通常只有40 MPa左右，實際養護過程中通常采用20.7 MPa標準養護壓力。但最新研究表明，200 ℃高溫條件下養護壓力會顯著影響水泥石水化進程規律和強度衰退速率[23]。因此，水泥石養護壓力應當盡可能貼近現場實際工況，本實驗中用到的養護釜實際設計壓力為60 MPa，選用的養護溫壓條件為200 ℃、50 MPa。

養護結束后對水泥石進行宏觀物理力學性能及微觀性能測試，測試結果見圖5、6及表5。由表5可以看出，在200 ℃養護條件下，水泥石的強度衰退是持續發生且不可逆的，相對養護2 d的水泥石樣品，養護180 d后水泥石抗壓強度衰退幅度為64%，彈性模量衰退幅度較小，為31%。由圖5-a水泥石應力—應變曲線可見水泥石極限應變（最大應力時的應變量）隨養護時間增加明顯降低，說明水泥石吸收能量的能力下降。由圖5-b中200倍放大倍率下水泥石養護2 d與180 d的電鏡圖可以看出，水泥石微結構主要包括未完全水化的大顆粒硅砂和將其包裹在內的水化產物。在2 d養護樣品中，大顆粒的硅砂外表面尚未形成水化層，其和水化產物之間較差的膠結使得硅砂顆粒周圍留下一些黑色間隙，部分顆粒甚至在磨拋過程中被拔出，留下黑色的孔洞。在180 d長期養護樣品中，大顆粒硅砂表面水化層的厚度逐漸增加，并且硅砂周圍水化產物的結構明顯變得更加粗糙，這種水化產物結構粗化是水泥石強度衰退的主要原因。

圖5 配方Y1水泥石長期性能分析圖

表5 200 ℃下配方Y1不同養護時間的性能對比表

圖6-a、b、c可以看出，不同養護時間下配方Y1的XRD圖譜都比較相似，雪硅鈣石（COD：96-810-3551）為主要被檢索出的晶體型水化產物，28.5°～31°（2θ表示入射X射線的延長線與反射X射線的夾角，下同）的駝峰代表無定形的C-S-H凝膠，其在長期高溫高壓養護的樣品中依舊存在。從定量分析結果中來看，90 d內水泥石樣品長期養護過程中主要的成分變化是雪硅鈣石的增加和未反應的硅砂的減少，無定形產物含量則較為穩定；養護時間延長至180 d時，水泥石中有新的水化產物形成（主要為白鈣沸石，Gyrolite，COD：96-900-9473），相對應的，雪硅鈣石與無定形產物的含量降低。結合前期宏觀性能分析結果可以看出，水泥石的強度衰退與水化產物晶體的轉化并不同步。如，2～90 d區間內依據XRD分析得到的水化產物組成變化并不大，但水泥石已經出現了明顯的強度衰退，這可能是因為水化產物的某些結構變化無法被XRD檢測到（例如C-S-H凝膠失去部分凝膠水或層間水而產生的結構粗化），而這種水化產物的結構變化可能是強度衰退的主要控制機制之一。

圖6 配方Y1水泥石長期養護后的微觀成分及結構圖

從圖6-d中可以得知，配方Y1在180 d內的孔隙直徑隨養護時間增加有明顯增大的趨勢，但其中60～90 d的中值孔隙大小變化相對較小，而相應區間內強度衰退十分明顯，說明微觀結構變化與強度衰退也并非完全同步。養護180 d后的水泥石孔隙直徑相比2 d樣品增長了一個數量級，這與掃描電鏡測試結果互為印證，說明水泥石內部孔隙結構粗化是水泥石在200 ℃環境下強度逐漸衰退的主要原因。

5 高溫下水泥石性能發展規律對比

5.1 漿體調配

為進一步明晰不同溫度影響下水泥石性能發展規律，我們設計了較為純凈的加砂體系并開展了200 ℃與260 ℃兩種不同養護條件的對比研究。水泥漿基礎配方設計如表6所示，漿體密度均為1.90 g/cm3。為保證水泥漿滿足深井高溫固化成型條件，參考前期實驗結果，200 ℃養護溫度下配方中添加劑設計為：4.5%懸浮劑BDJ-300S、3%緩凝劑BCR-300L、4%分散劑BCD-210L和0.5%消泡劑G603。由于260 ℃條件下稠化實驗開展較為困難，而水泥漿的凝固時間約等于水化誘導期的結束時間，本文采用法國塞塔拉姆C80高溫高壓微量熱儀測試水泥漿在該溫度下水化規律。等溫量熱實驗中，水泥漿溫度由室溫升至260 ℃然后保持恒定，升溫速率為2 ℃/min，具體實驗方法見參考文獻[23]。實驗結果如圖7所示，需要指出的是，前3 h檢測到的熱流為儀器穩定之前產生的擾動，并不是水泥漿放熱產生的，儀器穩定之后才能精確測得水泥漿的水化放熱。在緩凝劑作用下水泥漿會出現一個比較長的水化誘導期，誘導期內水化放熱速率接近于零。對比兩條曲線可以看出，緩凝劑添加量為8%時，水泥漿在14 h內并沒有放熱峰的出現，因此可以推斷漿體出現了超緩凝現象；而緩凝劑添加量為4%時，水泥漿在10 h左右出現了放熱峰，因此可以推斷4%緩凝劑添加量的水泥漿在260 ℃下從10 h左右開始固化。最終260 ℃養護溫度下配方中添加劑設計為：4%懸浮劑O-SP、5%分散劑BCJ-210L、3%緩凝劑HX-36L、3%降失水劑BXF-200L和0.5%消泡劑G603。

圖7 不同緩凝劑加量下水泥漿體放熱曲線圖

表6 水泥漿基礎配方表

5.2 水泥石宏觀性能對比

200 ℃與260 ℃溫度下水泥石2 d的抗壓強度和液測滲透率如表7所示。在硅砂添加量為40%時，兩種溫度下水泥石抗壓強度相差較小，260 ℃下水泥石抗壓強度略高于（約10%）200 ℃水泥石抗壓強度。硅砂添加量為70%的配方C70在200 ℃環境下2 d抗壓強度遠高于其在260 ℃環境下的抗壓強度（強度高一倍以上）。但因200 ℃下水泥石的強度衰退，經過90 d養護后，配方C40與C70的260 ℃抗壓強度反而高于200 ℃抗壓強度。而260 ℃養護溫度下的水泥石幾乎不發生強度衰退，90 d內最大衰退幅度僅為12%，在實驗誤差范圍之內。養護溫度升高明顯增加了水泥石的滲透率，養護溫度為200 ℃時水泥石2 d短期液測滲透率比260 ℃養護下的水泥石液測滲透率低1～2個數量級。但經過90 d養護后，雖然200 ℃養護的水泥石滲透率依然低于260 ℃養護的水泥石，但兩者差別均不足一個數量級。養護溫度為200 ℃時，增加硅砂添加量可以明顯降低水泥石短期的液測滲透率；養護溫度為260 ℃時，增加硅砂添加量對水泥石滲透率的降低效果大打折扣。這說明200 ℃的養護條件可能是一個特殊的溫度節點，該溫度下水泥石長期強度衰退尤其嚴重，而且加砂量越高衰退越快，因此，固井過程中若遇到此種井下環境需要格外注意。

表7 200 ℃與260 ℃溫度下水泥石2 d與90 d性能對比表

5.3 水泥石微觀性能對比

為探究養護溫度對水泥石宏觀性能影響規律的驅動因素，這里對配方C40和C70進行XRD和MIP測試。如圖8-a所示，200 ℃養護條件下配方C40的XRD圖譜在2～90 d的主要變化為雪硅鈣石峰和石英峰的消失，以及硬硅鈣石峰的加強；配方C70的圖譜在2～90 d的主要變化為石英峰峰強的降低。由此可以推測，200 ℃養護條件下硅砂的存在有助于形成雪硅鈣石，而硅砂反應完全后，雪硅鈣石轉化為硬硅鈣石（COD：96-900-8440）。而在260 ℃養護條件下，如圖8-b所示，除配方C40的硬硅鈣石峰在2～90 d有所加強之外，XRD圖譜未見明顯變化。從表8中可知，260 ℃與200 ℃養護條件下的水泥石水化產物最主要的區別在于：①260 ℃條件下基本沒有雪硅鈣石生成，水化產物以硬硅鈣石為主；②260 ℃條件下無定形水化產物含量約為200 ℃條件下含量的一半；③260 ℃條件下生成了少量新的晶體產物，即鋁白鈣沸石（Reyerite，COD：96-900-9471）。260 ℃養護條件下，水泥石中硬硅鈣石含量隨著養護時間的增長而略有增加（主要是配方C40），無定形水化產物含量略有減少?？梢酝茢?，260 ℃條件下兩套配方力學性能較為穩定的原因是在早期即形成了大量的晶體產物硬硅鈣石，而晶體硬硅鈣石本身結構較為穩定，在長期養護過程中不會發生轉變。

圖8 水泥石長期養護后的微觀分析圖

表8 水泥石成分定量分析表

如圖8-c、d所示，200 ℃養護條件下，配方C40與C70孔徑尺寸在2～90 d之間整體呈現增長趨勢，配方C40中值孔徑從63 nm增長至179 nm，孔隙率增長了5%；配方C70中值孔徑從19 nm增長至163 nm，孔隙率增長了15%。而260 ℃養護條件下，配方C40與C70內部孔徑尺寸90 d內增長較為緩慢，配方C40中值孔徑從126 nm增長至190 nm，孔隙率增長了0.1%；配方C70中值孔徑從55 nm增長至60 nm，孔隙率增長了1%。綜合來看，260 ℃養護條件下水泥石2～90 d區間宏觀物理力學性能變化幅度較小是因為該溫度下加砂油井水泥體系直接水化成晶體產物，雖然這會導致水泥石短期滲透率較高且內部孔徑較大，但長期來看這種水泥石內部結構更為穩定。

6 結論與展望

筆者通過探究200 ℃高溫條件下水泥漿體系優化設計，并對比研究200 ℃與260 ℃養護條件下水泥石的長期物理力學性能，進一步認清了水泥石在深井高溫環境下強度衰退的機理，獲得了以下主要認識：

1）設計出一套滿足超深井固井需求，180 ℃、120 MPa循環溫壓條件下，稠化時間440 min可調，流變、沉降穩定性及失水性能均表現優異的固井水泥漿體系。

2）200 ℃高溫環境下，模擬深井工況成型并養護的各種加砂油井水泥體系均出現了長期強度衰退問題。增加硅砂加量（40%～70%BWOC）可以大幅提升水泥石早期抗壓強度，降低滲透率，但同時也會導致長期強度衰退加快。造成這種現象的主要原因是高加砂量下產生了更多無定形C-S-H凝膠水化產物，提高了水泥石短期強度，但無定形C-S-H凝膠在高溫下的不穩定結構導致了長期強度衰退加快。而且這種結構不穩定性除了體現在轉化為晶體產物之外還包括XRD難以探測的C-S-H凝膠自身結構的粗化。

3）硅砂添加量相同的情況下，260 ℃與200 ℃高溫環境下養護的水泥石性能差別很大。與200 ℃短期性能最優的高加砂量體系相比，260 ℃養護的水泥石短期強度雖然相對較低，但長期強度更加穩定。260 ℃養護環境下，增加硅砂加量（40%～70%BWOC）對水泥石的抗壓強度、滲透率，以及微觀結構的影響均很小。

4）通過微觀分析可知，260 ℃條件下加砂油井水泥早期的主要水化產物為穩定的硬硅鈣石、鋁白鈣沸石等晶體型水化產物；相對于200 ℃養護條件，水泥石中無定形水化產物（主要為C-S-H凝膠）含量大大降低，易發生轉化的雪硅鈣石則完全消失，這些因素是其性能更穩定的主要原因。但通過壓汞分析可知，260 ℃養護環境下水泥石的內部孔隙尺寸仍在緩慢增長，其在90 d以上更長期的穩定性有待進一步探究。