当一口井下套管需要进行注水泥作业时，井下套管柱内及环空为钻井液，根据井壁情况和固井工艺要求先注入前置液，然后注水泥浆，最后泵入钻井液将水泥浆顶替到设计高度。
什么是前置液？在注入水泥浆之前，先泵入的一种将水泥浆与钻井液隔开的液体，避免固井过程中水泥浆与钻井液直接接触后水泥浆受到钻井液污染，造成水泥浆流动性降低，黏度、动切力升高等问题，进而导致固井质量降低，它起到隔离、缓冲、清洗的作用。前置液可分为冲洗液和隔离液。
冲洗液主要起有效冲洗井壁和套管壁、稀释和分散钻井液防止其胶凝和絮凝的作用，当然同时也能隔开钻井液与水泥浆。主要用于紊流注水泥，当与隔离液同时使用时，位于隔离液之前。冲洗液具有低黏度、低剪切速率、低密度，能在低速下达到紊流的流动特性，把井壁上附着的钻井液及滤饼冲掉，提高注水泥的顶替效率，防止窜槽的发生。常用的冲洗液有CMC水溶液、表面活性剂水溶液以及海水等，冲洗液的用量最多不超过在环空中占250米的高度。
隔离液的作用是隔开钻井液与水泥浆，能形成平面推进型的顶替，对低压、漏失层可起缓冲作用，具有较高的浮力及拖曳力，以加强顶替效果。同时避免被冲洗液冲下来的滤饼进入水泥浆中，避免桥堵失重造成气窜。通常为黏稠的液体。常用的隔离液有水溶液加入瓜尔胶或羟乙基纤维素，用重晶石调节密度，隔离液的用量可保持在环空中占200米的高度。
冲洗液和隔离液两者有什么区别？冲洗液在功能上侧重于稀释钻井液，有很低的黏度，接近牛顿流体，增加对虚滤饼的冲洗作用，降低钻井液黏切，也可提高除砂效率，有效降低固相含量，冲洗井壁和套管壁，提高对钻井液的顶替效率和水泥环界面胶结质量。隔离液的作用侧重于隔离开钻井液和水泥浆，防止其相互接触污染，同时有悬浮固相颗粒、防止井塌、抑制井漏等多方面作用。
水泥浆和水泥浆体系有哪些？固井需要注入大量水泥浆封固井眼与套管的环形空间。作业时常常用到领浆和尾浆。领浆：通常是密度比较低的水泥浆，主要改善水泥浆的流动状态，是层流或是紊流，还起到隔离液的作用；尾浆：一般密度较高。根据设计不同领浆和尾浆需要加入一些处理剂。对于不同井型与复杂井况，需要采用不同水泥浆体系，主要包括：（1）水泥净浆。指只有水与水泥干粉组成的水泥浆，不含外加剂和外掺料。（2）胶乳水泥浆。通过在水泥浆中加入胶乳形成的体系，因其滤失性能好，水化性能好，在防油气水窜、提高水泥石力学性能等方面具有明显的优势。（3）油基水泥浆。由油与水泥干粉组成，油基水泥浆具有遇油不凝、遇水快速凝固的特性，可以用于某些出水油层的堵水作业中，使其稳油控水，保护油层。（4）深井高温高压水泥浆体系。在深井固井过程中面临的问题包括高温高压、油气活跃、常伴有漏失层，套管与地层间环形空间小、顶替效率难以保证等问题。高温条件下，水泥浆中的外加剂可能发生降解，需要水泥浆体系具有良好的抗温性、高温高压流变性、防气窜、防漏等特点。（5）大温差长封固段固井水泥浆体系。在深井固井过程中，常常需要完成较长井段的封固作业。较长的井段跨越的温度范围大，水泥浆在高温条件凝固速度高，需要加入缓凝剂防止水泥浆在深部地层过早凝固。但如果在水泥浆中加入常规缓凝剂，在浅部地层又容易出现“超缓凝”现象，出现水泥浆凝固时间过长的问题。另外，水泥浆封固段越长，越容易出现胶凝引起的失重现象，高压天然气容易进入水泥浆中发生气窜。需要采用宽温带缓凝剂及抗温性能好的外加剂保证水泥浆体系稳定，防止气窜的发生。（6）深井抗盐水泥浆体系。在钻探程中，常常会钻遇高压盐水层或者大段盐膏层，在这样的地层进行固井作业时，由于盐的侵入，会出现水泥浆体系不稳定，发生沉降，水泥浆的流变性变差、流动性差，水泥外加剂失去作用，盐使水泥浆的凝固时间过度延长、顶替效率差等问题。加上深井高温高压的作用，情况将更加复杂。为此，应用深井抗盐水泥浆体系，需要在高密度条件下，选择抗盐、抗温性能好的外加剂。（7）低温早强水泥浆体系。在高寒地区的表层套管固井作业或深水海床表层套管固井作业时，低温环境使水泥凝固速度大大降低，水泥石强度增加缓慢，不能满足下一步施工的需要。需要在水泥浆体系中加入能使水泥石早期强度迅速提高的外加剂，形成低温早强水泥浆体系。（8）低温早强抗盐水泥浆体系。在低温早强水泥浆体系的基础上，考虑水泥浆体系及外加剂的抗盐性，形成低温早强抗盐水泥浆体系。（9）高强度韧性膨胀水泥浆体系。水泥浆固化后，体积会收缩，使水泥环与地层之间出现微环隙，造成油气沿微环隙泄漏的问题。另外，在储层段，需要进行射孔、压裂等工艺措施，在施工过程中的冲击力会对水泥石造成破坏，通过向水泥浆中加入纤维、胶乳及膨胀材料等形成高强度韧性膨胀水泥浆体系，可以应对这些问题。（10）海水水泥浆。在进行海上钻完井作业时，淡水的库存量往往无法满足固井作业的要求，需要就地取材，用海水配制水泥浆。
什么是水泥外加剂？为了增强和提高水泥石的抗压强度、弹塑性、耐腐蚀等综合性能，需要通过加入各种各样的外加剂与外掺料调节水泥浆的性能。油井水泥外加剂是指按要求改变水泥浆性能，其掺量不大于水泥质量5％的化学剂，主要有促凝剂、早强剂、缓凝剂、减阻剂、膨胀剂、防冻剂、加重剂、降失水剂、防气窜剂、胶乳、纤维改性材料、堵漏材料等。油井水泥外掺料是指为适应单井固井需要，在油井水泥中加量超过5％的惰性材料，主要有减轻剂、飞灰、热稳定剂、增强剂等。