随着大庆油田深层气开发战略的实施,徐家围子区块井深超过5000米的预探井钻井数量日益增多,且由于该地区地温梯度高,井底温度一般超过200℃,为固井施工及油井水泥的应用范围提出了更加严峻的考验。为此,本文以徐家围子区块高温深井条件为研究背景,以探索常规油井水泥应用于200℃以上高温超深井固井的可能性为目标,利用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、三轴应力试验机等设备,对200℃-240℃温度范围内G级油井水泥原浆及加砂水泥的水化产物组成、微观结构、水泥石强度和渗透率、水泥石变形等变化特点及规律进行了实验检测和分析,研究和探索了高温条件下油井水泥水化硬化机理及水泥石性能变化规律等问题。提出了温度等对G级油井水泥水化产物组成、微观结构的影响特点,揭示了高温条件下油井水泥的水化硬化机理;分析和评价了温度、石英砂加量及石英砂细度等对水泥石抗压强度和渗透率的影响规律,提出了了抗高温强度稳定剂(石英砂)的合理加量范围及细度范围,提出了200℃~240℃条件下G级油井水泥石抗高温衰退抑制措施及高温水泥浆体系优化设计方案;评价了三轴应力条件下抗高温水泥浆体系的力学性能特点,分析了水泥石力学性能随温度及围压变化的规律。为合理设计高温深井水泥浆体系提供了基础。