在油气可采、易采储量不断减少的大背景下，近年来我国钻探了大量的深井，并获得了良好的油气发现。深井长封固段固井，要求水泥浆密度低、水泥浆缓凝剂具有优异的耐高温能力（180℃以上）和适应大温差的能力，同时要求水泥浆降失水剂具有较好的耐高温能力和低增粘特性。目前，国内的缓凝剂耐高温和适应大温差能力较差，降失水剂存在着成本高、过分增粘、易受缓凝剂或分散剂的影响的问题。为此，开发适用于高温和长封固段的缓凝剂和降失水剂成为深井长封固段井水泥浆体系的关键所在。本文采用水溶液聚合的方法，利用单体AMPS、AM、NNDMA、MA在单因素试验的基础上，采用正交试验的方法合成出了耐高温分散型水泥降失水剂OPANM，确定最佳了合成条件。利用凝胶色谱仪得到了降失水剂的重均分子量为1031007。所合成的耐高温分散型降失水剂OPANM具有优异的降失水、耐高温、耐盐、低增粘效果。通过对降失水剂作用机理的分析，认为降失水剂OPANM主要是通过增大水泥颗粒的分散程度、吸附形成弹性可变形吸附层来达到失水控制的目的。采用水溶液聚合的方法，利用单体AMPS、IA在单因素试验的基础上，采用正交试验的方法合成出了耐高温大温差缓凝剂OAI。利用凝胶色谱仪得到了缓凝剂的重均分子量为171675。所合成的耐高温大温差缓凝剂具有优异的缓凝效果、耐高温能力和大温差适应能力。通过对缓凝剂作用机理的分析，认为缓凝剂OAI主要是通过在水泥颗粒表面的吸附、对钙离子的螯合及对水化产物晶核的毒化来达到延缓水泥水化的目的。高分子缓凝剂OAI由于与普通低分子缓凝剂在水泥颗粒表面的吸附形态、吸附量的高低温变化程度及螯合能力的高低温变化程度等方面存在差异，造就了缓凝剂OAI良好的大温差适应能力。针对于缓凝剂OAI与常规缓凝剂相同的倒挂现象，通过实验与理论结合的方法，揭示了水泥浆倒挂现象的机理，即高温下由铁铝酸四钙水化加速造成的水泥中自由氧化钙含量的降低，造成了倒挂现象的发生。实验研究了消除水泥浆的倒挂现象的方法——可以采用预高温养护和外加添加剂的方式进行消除。在100℃以上的高温条件下，将水泥浆预高温养护30min就可以消除倒挂现象。通过实验的方法优选出了缓凝剂AT，相应地开发出了无倒挂大温差缓凝剂AT/OAI，消除大温差缓凝剂OAI的水泥浆的倒挂现象。利用马鞍山漂珠、开发出的无倒挂大温差缓凝剂AT/OAI、降失水剂OPANM等配制了大温差低密度水泥浆体系，该体系具有低失水、低温早强、高温强度无衰退、高稳定性及高防气窜性等优点，且满足不同温度下水泥浆稠化时间为300min左右的缓凝剂加量与温度基本呈线性关系。所研发的大温差低密度水泥浆体系综合性能较优，对解决深井长封固段井的固井问题具有理论及应用价值。