随着我国经济的快速发展,对石油、天然气资源产生了巨大依赖和需求,勘探开发逐步转向更深的地层,深井超深井数量不断增加。固井工程是一次性工程,是钻完井工程中极其重要一步,固井质量的好坏关系到油井的产能和寿命。深井超深井压力层多和注水泥封固段长,要求深井超深井中的钻井液与水泥浆具有更好的相容性。而大量工程实践证明,深井超深井中的钻井液与水泥浆相容性极差,工程上往往需要在两者之间注入前置液来改善两者的相容性。目前钻井液与水泥浆的接触污染还没有展开深入的、实质的研究。钻井液处理剂是钻井液的重要组成部分,研究钻井液处理剂对固井水泥的污染对解决钻井液和水泥浆的接触污染具有十分重要的意义。论文针对深井超深井固井作业中钻井液和水泥浆相容性差,存在严重接触污染的现象。通过采用现场某井固井施工作业时的水泥浆配方进行实验,首先采用单因素法考察现场常用钻井液处理剂对水泥浆流动度和稠化时间的影响,筛选出对水泥浆造成严重污染的钻井液处理剂。然后深入考察这些处理剂对水泥浆流动度、稠化时间、沉降稳定性、API失水量和抗压强度等常规工程性能的影响,借助ESEM、XRD、红外和能谱等现代材料分析测试技术,从材料成分、结构和微观上去分析这些钻井液处理剂对水泥浆产生污染的原因,以期从本质上揭示钻井液体系与水泥浆之间的污染原因。研究结果对保障固井施工作业安全、提高固井质量以及保证油气井井筒完整性具有重要的意义。研究结果如下。(1)实验考察的钻井液处理剂基本上都会对固井水泥浆的流动度和稠化时间造成影响,其中聚丙烯酸钾(K-PAM)对水泥浆造成的污染最严重,山梨醇酐单油酸酯(SP-80)、磺化褐煤树脂(SPNH)也会对水泥浆造成比较严重的污染。(2)K-PAM在低掺量下会使水泥浆瞬间失去流动度、稠化时间急剧缩短、沉降稳定性得到改善、API失水减少、早期抗压强度提高；聚丙烯酸钾与固井水泥浆某些水化产物二者之间发生交联反应,同时伴随二者互穿网络结构形成,造成水泥浆瞬间失去流动度、稠化时间急剧缩短、沉降稳定性得到改善、API失水量减少；聚丙烯酸钾提高水泥石早期强度,主要是因为聚丙烯酸钾在碱性条件下发生水解,产物会与水泥水化时形成的Ca2+、A13+等高价阳离子会与之发生作用,生成稳定的结构,促进水泥颗粒的水化。另外,水解时形成的K+也会促进水泥水化。(3)SP-80会造成水泥浆稠化时间缩短近三分之二,使水泥浆沉降稳定性变差,造成水泥石强度降低；掺SP-80后稠化实验时水泥浆有包心现象,是假凝变稠。当它分散在水的表面时,由于带有疏水的油酸酯,会形成薄膜或双电层,可使水带有电荷,这样就能阻止分散相水的小液滴互相凝结,在水泥浆的表面或浆杯周边形成乳浊液,所以就出现了稠化实验的包心。同时由于有羟基等亲水基团,使得水泥浆上部析水量增加,造成水泥浆沉降稳定性变差,抗压强度减小。(4)SPNH会使水泥浆流动度减小,掺量超过一定范围会造成水泥浆长时间不稠化,改善水泥浆的沉降稳定性,减小API失水量,造成水泥早期强度急剧减小甚至没有强度；SPNH会缩小和堵塞固井水泥浆中的空隙,形成桥联,圈闭水泥浆中的自由水,使得其流动度急剧减小。稠化实验时,SPNH的分散性得到很好的体现,同时由于磺酸基会抑制水泥早期水化(3-10h),所以水泥浆的稠化时间会延长。水泥浆中的孔隙结构被桥联网络结构缩小,或被堵塞住,还吸附了很多未水化的水泥颗粒,使得水泥浆的沉降稳定性得到很大程度的提高,API失水量也减小了。由于磺酸基会抑制水泥早期水化,同时桥联网络结构还吸附了很多未水化的水泥颗粒,这是造成水泥石早期强度偏低或没有强度的原因。