地层CO2对油井硅酸盐水泥环的腐蚀严重影响了油井寿命。磷铝酸盐水泥体系（Phosphoaluminate Cement System，PCS）是一种优秀的耐CO2腐蚀水硬性胶凝材料，但稠化时间过短限制了其在高含CO2井固井中的应用。本文在探讨油井硅酸盐水泥缓凝剂对磷铝酸盐水泥体系作用规律的基础上，研制出适用于该水泥体系的复合物缓凝剂、接枝聚合物缓凝剂，并研究缓凝剂的作用机理。缓凝剂优选实验表明，同油井硅酸盐水泥相比，磷铝酸盐水泥体系稠化特性呈现较大差异，羟基羧酸、无机酸以及磷酸盐类不能使其缓凝，部分无机盐以及木质素磺酸钠虽缓凝作用显著，却极大的影响了水泥石强度，且稠化曲线无“直角稠化”效应。利用柠檬酸（CA）、硼酸（BA）与木质素磺酸钠（SL）制备磷铝酸盐水泥体系复合缓凝剂，当CA:BA:SL=1:20:20时，三组分复合缓凝剂具有最优的缓凝作用，“直角稠化”效应良好，消除了仅使用SL作磷铝酸盐水泥体系缓凝剂对水泥石强度的影响。通过对掺入复合缓凝剂的磷铝酸盐水泥体系1d水化产物的XRD测试，提出各组分在包裹层的形成和破坏过程中的作用是相互独立的作用机理。以水溶液自由基聚合为反应原理，通过了解主导官能团的作用机理，优选了衣康酸（IA）和AMPS为不饱和单体同木质素磺酸钠进行接枝共聚，过硫酸钾为引发剂。根据影响水溶液聚合反应的因素，由单因素分析得出了合成接枝聚合物缓凝剂的最佳反应条件，并通过正交试验得到了验证。通过傅里叶红外光谱分析确定共聚产物是AMPS/IA/SL的三元共聚物。该缓凝剂对磷铝酸盐水泥体系缓凝作用显著，“直角稠化”效应良好，温度、压力的适应性较强，对水泥石抗压强度影响较小。运用XRD测试了加入接枝聚合物缓凝剂磷铝酸盐水泥体系不同龄期的水化产物，通过对宏观作用和微观作用两个方面的分析，将缓凝作用过程分为六个阶段：起始作用阶段、作用增强阶段、作用持续阶段；“伪失效”阶段、“过渡阶段”以及失效阶段。