水泥可分为普通水泥和油井水泥。普通水泥也称建筑水泥，列入ASTM标准，而油井水泥列入API标准。油井水泥与普通水泥的根本区别在于：油井水泥具有严格的化学成分和矿物组成，而且在生产时除允许加入3％～6％的二水石膏以外不得加其他材料。对油井水泥的基本要求：水泥能配成流动性良好的水泥浆，且在规定的时间内，能始终保持这种流动性；水泥浆在井下的温度及压力条件下保持性能稳定；水泥浆应在规定的时间内凝固并达到一定的强度；水泥浆应能和外加剂相配合，可调节各种性能；形成的水泥石应有很低的渗透性能等。
油井水泥的水化：水泥与水混成水泥浆后，发生化学反应，生成各种水化物，逐渐由液态变为固态，使水泥硬化和凝结，形成水泥石。除此之外，还发生其他二次反应，生成物有硅酸盐水化产物及氢氧化钙等。在反应过程中，各种水化产物均逐渐凝聚，使水泥硬化。油气井温度和压力随着井深的增加而增加，高温高压对油气井水泥各种性能的影响是其面临的主要难题，特别是高温作用影响水泥的水化过程。为此，API（美国石油学会）将油井水泥分为普通（O）、中等抗硫酸盐型（MSR）和高抗硫酸盐型（HSR）三类九个等级（A级～J级）。中国除采用API标准外，还以温度为标准将油井水泥分为4类：（1）45℃油井水泥：用于表层及浅井，深度0～1500米。（2）75℃油井水泥：用于中深井，深度1500～2500米；当要用于井深超过3500米时，因为高温条件下水泥浆凝固速度变快，需要加入缓凝剂；井下静止温度大于110℃时，应加入不少于28％硅粉提高水泥石抗温性能。（3）95℃油井水泥：用于深度2500～3500米；井下静止温度大于110℃时，应加入不少于28％硅粉。（4）120℃油井水泥：用于深度3500～5000米，使用至井深4500～5000米时，加入缓凝剂和降失水剂调节性能。
油井水泥的主要成分有：（1）硅酸三钙是水泥的主要成分，一般的含量为40％～65％。它对水泥强度，尤其是早期强度有较大影响。高早期强度水泥中含量可达60％～65％，缓凝水泥中含量在40％～45％。（2）硅酸二钙，含量一般在24％～30％，它水化反应慢，强度增长慢，对水泥的最终强度有影响。（3）铝酸三钙是促进水泥快速水化的化合物，其含量是决定水泥初凝和稠化时间的主要因素，对水泥浆的流变性及早期强度有较大的影响。对硫酸盐极为敏感，对于有较高早期强度的水泥，其含量可达15％。（4）铁铝酸四钙，对强度影响较小，水化速度仅次于铝酸三钙，早期强度增加较快，含量为8％～12％。除了以上四种成分外，还有石膏、碱金属的氧化物等。
为了保证固井施工安全并提高固井质量，油井水泥浆性能参数要达到标准要求。对固井施工有较大影响的水泥浆性能主要包括：（1）水泥浆密度。干水泥密度一般为3．05～3．20克/厘米3。通常，水泥完全水化需要的水为水泥重量的20％左右，但是此时水泥浆基本不能流动，使水泥浆能流动，加水量应达到水泥重量的45％～50％，调节出的水泥浆密度1．80～1．90克/厘米3。水泥浆中水灰比是指水与水泥干粉的质量比，而液固比指液相与固相的质量比。标准用水量：不同水泥熟料矿物的百分比组成不同，需要的水灰比不同，如G级44％，A、B级46％，C级56％，D、E、F、H级38％。水泥浆密度确定的基本原则：①满足井下压力条件限制。静液柱压力必须大于地层孔隙压力，静液柱压力与流动阻力之和必须小于地层破裂压力。②满足顶替效率的密度差要求（尾浆＞领浆＞前置液＞钻井液）。可能的条件下，考虑密度差0．12～0．24克/厘米3，但密度越大，流动阻力也越大。③满足水泥石强度和胶结要求。对于尾浆，特别是封隔油气层段的水泥浆，应尽量使用标准密度，非胶凝材料加重剂和减轻剂应尽量少加。（2）水泥浆的稠化时间。水泥浆稠化指从水泥加水搅拌开始，到水泥浆在起初具有流动性，随后逐渐水化，再逐渐变稠。初始稠度反映的是水泥浆初期的流动性能，即稠化试验开始后15～30分钟水泥浆稠度的最大值。水泥浆稠化曲线反映了在特定的温度和压力下，水泥浆的稠度随时间变化的曲线。从开始升温升压，直至水泥浆稠度达到规定稠度（通常为100Bc）所经过的时间为稠化时间。稠化过渡时间指水泥浆稠化实验过程中，稠度从40Bc到100Bc所经历的时间。（3）水泥浆的失水。指水泥浆在压差作用下向渗透层滤失的水。一般用30分钟的失水量表示。失水量过大的危害：①生成过厚的滤饼，泵压增加，可能憋漏地层；②缩短稠化时间，导致过早凝结；③降低水泥石强度；④环空桥塞，产生层间窜流；⑤造成储层伤害。（4）水泥浆的流变性。指水泥浆在流动过程中剪切应力与剪切速率之间的本构关系，包括宾汉流型、幂律流型、赫－巴模式等。（5）水泥浆的凝结时间。水泥从加水开始到失去流动性，即从可塑状态发展到固体状态所需要的时间称为水泥的凝结时间，凝结时间又分为初凝时间和终凝时间。水泥闪凝就是水泥遇水后在很短的几分钟时间内迅速凝结，这种情况是有害的，一般都是由于水泥温度过高、水泥与外加剂适应性等造成的。水泥浆搅拌后不久发生的异常凝结现象叫早期凝固。（6）水泥石强度。水泥石强度能支撑和加强套管，能承受钻柱的冲击载荷；能承受酸化、压裂等增产措施作业的压力。水泥石的强度发展决定于其孔隙率，或者更准确地说决定于水化生成物充满原始充水空间的程度，同时强度还与水化物粒子的类型特征有关。根据不同的测试方法，水泥石胶结强度分为水力胶结强度和剪切胶结强度。（7）水泥石的渗透率。固井注水泥是用于有效地隔离油、气、水层，因此，要求水泥石具有低渗透性。水泥石渗透性随水泥颗粒细度增加而减小，随水灰比增加而升高。一般情况下，水泥石渗透率应小于0．01毫达西，用于封固腐蚀性地层应降低渗透率。（8）水泥石的抗蚀性。
初凝时间是指从水泥加水到开始失去塑性的时间，不同缓凝剂、配合比、外界温度会改变水泥的初凝时间。终凝时间是指从水泥加水拌和到水泥浆完全失去可塑性、达到人为规定的某一较致密的固体状态所需的时间，它表示胶体进一步紧密并失去其可塑性，产生了机械强度，并能抵抗一定的外力。