水泥漿主要性能的測量方法

1、<p>　　水泥漿主要性能的測量方法</p><p>　　摘要：根據(jù)我國石油天然氣行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5546-92，水泥漿應(yīng)用性能試驗(yàn)方法測定的內(nèi)容包括水泥漿密度的測定、水泥漿稠化時(shí)間測定、水泥漿離水量測定、水泥漿失水量測定等。下面分別介紹試驗(yàn)方法（其中水泥的取樣按照GB 10238第7章進(jìn)行，水泥漿的制備略）。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：水泥漿 性能 測定 試驗(yàn)方法 &l

2、t;/p><p>　　1 水泥漿密度的測定 </p><p>　　主要儀器：水泥漿加壓密度計(jì)（測量范圍在0.75～2.60g/cm3之間，最小刻度為0.01 g/cm3）；鉆井液密度計(jì)。 </p><p>　　1.1 用水泥漿加壓密度計(jì)測定 </p><p>　?、僭跇悠繁屑尤胨酀{至樣品杯上緣約6mm處； </p><p&

3、gt;　　②將蓋子放在樣品杯上，打開蓋子上的單向閥。使蓋子外緣和樣品杯上緣表面接觸，過量的水泥漿通過單向閥排出。將單向閥向上拉到封閉位置，用水洗凈、擦干樣品杯和螺紋，然后將螺紋蓋帽擰在樣品杯上； </p><p>　?、塾脤ｉT加壓活塞筒吸取適量水泥漿，通過單向閥向上自動(dòng)封閉； </p><p>　?、軐悠繁鈿は磧簟⒉粮?，然后將密度計(jì)放在支架上，移動(dòng)游碼，使游梁處于平衡狀態(tài)。讀出游碼箭頭

4、一側(cè)的密度值； </p><p>　?、轀y量完后，重新聯(lián)接專用加壓活塞筒，釋放樣品杯中的壓力，擰開螺紋蓋帽，取下蓋子，將樣品中的水泥漿倒掉，用水徹底清洗、擦干個(gè)部件，并在單向閥上涂抹潤滑油脂。 </p><p>　　1.2 用鉆井液密度計(jì)測定 </p><p>　?、賹⑺酀{倒入樣品杯中，邊倒邊攪拌，倒?jié)M后再攪拌25次除去氣泡； </p><p&

5、gt;　　②蓋好蓋子，洗凈從小孔溢出的水泥漿，用濾紙或面巾紙將密度計(jì)上的水擦干凈； </p><p>　?、廴缓髮⒚芏扔?jì)放在支架上，移動(dòng)游碼，使游梁處于平衡狀態(tài)。讀出游碼左側(cè)所示的密度值； </p><p>　?、軠y定完后，將樣品杯中的水泥漿倒掉，用水徹底清洗個(gè)部件并將其擦干凈。 </p><p>　　2 水泥漿稠化時(shí)間的測定 </p><p&g

6、t;　　試驗(yàn)儀器主要是：稠化儀、電位器。根據(jù)鉆井現(xiàn)場獲得的數(shù)據(jù)制定稠化時(shí)間試驗(yàn)方案，以井底溫度、井深、井口表壓、鉆井液密度和水泥漿到達(dá)井底的時(shí)間等數(shù)據(jù)，按給定的套管程序，制定出升溫、升壓的試驗(yàn)方案。其模擬試驗(yàn)步驟如下： </p><p>　?、侔凑罩贫ɑ蜻x定地模擬試驗(yàn)方案給稠化儀升溫、加壓。對(duì)全部方案，最終溫度和壓力在整個(gè)試驗(yàn)期間保持恒定，其變化量在±1℃和±0.7MPa以內(nèi)； </p&

7、gt;<p>　?、趶拈_始給稠化儀升溫、加壓，到水泥漿稠度達(dá)到100Bc所經(jīng)過的時(shí)間，就是水泥漿的稠化時(shí)間。對(duì)溫度高于93℃的模擬試驗(yàn)方案來說，當(dāng)稠度到達(dá)70Bc左右時(shí)，允許停止試驗(yàn)，通過對(duì)所得結(jié)果繪出的曲線外推至100Bc； </p><p>　?、墼囼?yàn)結(jié)束以后，先關(guān)閉加熱器開關(guān)，再緩慢釋放壓力。對(duì)于在100℃以上的溫度下進(jìn)行的稠化時(shí)間試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)束后，先將溫度降至100℃以下，然后再緩慢釋放壓力

8、。最后，將電位計(jì)用柴油清洗干凈，與水泥漿接觸的部件及時(shí)清洗干凈。 </p><p>　　3 水泥漿游離水量測定 </p><p><b>　　3.1 儀器 </b></p><p>　　增壓稠化儀；250mL量筒，量筒0～250mL刻度部分的長度不小于232mm，也不大于248mm；5mL或10mL量筒，用于測量游離水量，最小刻度部大于0.2m

9、L。 </p><p><b>　　3.2 準(zhǔn)備試驗(yàn) </b></p><p>　　把配制好的水泥漿立即倒入增壓稠化儀的漿杯中，然后在升溫、加壓下攪拌水泥漿。當(dāng)水泥漿達(dá)到最高溫度和壓力后，停止加熱，緩慢釋放壓力，并從增壓稠化儀中去除水泥漿杯，卸掉底塞和漿杯頂蓋。 </p><p>　　3.3 游離水量測定 </p><p&g

10、t;　　將漿杯中的水泥漿倒入量筒內(nèi)至250mL的刻度線。在倒入過程中，不斷用攪拌棒攪拌水泥漿樣品。然后用塑料薄膜或類似的材料將量筒密封起來，以防水分蒸發(fā)。漿量筒放在后約6.4 mm的鋼板上，鋼板下墊一塊25.4 mm厚的泡沫橡膠墊，鋼板和墊的大小約為200 mm×300 mm。靜止2h，將浮在上面的水用吸管吸出或輕輕倒出，置入合適刻度的量筒測量。用毫升表示游離水量。 </p><p>　　4 水泥漿失水

11、量測定 </p><p><b>　　4.1 儀器 </b></p><p>　　常壓稠化儀；增壓稠化儀；高溫高壓失水儀；濾網(wǎng)，為45μm篩網(wǎng)，由250μm或更小目數(shù)的篩網(wǎng)支撐，兩者由不銹鋼制成一個(gè)整體式篩網(wǎng)；50mL或100mL量筒，最小刻度部大于1mL。 </p><p>　　4.2 低于90℃的失水量測定 </p><

12、p>　　①將常壓稠化儀和失水儀預(yù)熱到試驗(yàn)溫度±1℃； </p><p>　　②將配置好的水泥漿倒入常壓稠化儀漿杯中至刻度線，插入漿葉并安裝好點(diǎn)位計(jì)，然后放入常壓稠化儀中，攪拌20min。從配完水泥漿到啟動(dòng)常壓稠化儀必須在1min內(nèi)完成； </p><p>　?、蹚募訜嵬仓腥〕鍪畠x漿筒并關(guān)閉它的頂閥； </p><p>　?、軓某撼砘瘍x中取出漿杯，

13、用攪拌棒將水泥漿樣品攪拌均勻，然后倒入失水儀漿筒中并在漿面上不至少留有19.0mm高的空間，放置濾網(wǎng)、封閉環(huán)和端蓋，擰緊固定螺絲，關(guān)閉失水儀漿筒上的頂閥和底閥； </p><p>　?、莸怪檬畠x漿筒并放入加熱筒內(nèi)，將壓力管線接到漿筒的上端，并施加6.9±0.07MPa的壓力，打開頂閥。從常壓稠化儀停止攪拌到施加壓力的時(shí)間不得超過2 min； </p><p>　?、迯拇蜷_底閥至

14、用量筒收集濾液30 min； </p><p>　?、咴囼?yàn)結(jié)束后，先關(guān)閉頂閥和壓力瓶總閥，釋放調(diào)壓器的壓力，然后取下壓力管線，緩慢打開頂閥，釋放漿筒中的壓力，最后將失水儀擦干凈。 </p><p>　　4.3 90～120℃的失水量測定 </p><p>　　①將失水儀預(yù)熱到90±1℃. </p><p>　?、诎雅渲煤玫乃酀{倒入

15、增壓稠化儀漿杯中，然后再放入增壓稠化儀，在攪拌的同時(shí)，逐漸給水泥漿升溫加壓； </p><p>　?、蹟嚢?0 min后，停止加熱，緩慢釋放壓力，打開增壓稠化儀； </p><p>　?、軓募訜嵬仓腥〕鍪畠x漿筒，啟動(dòng)恒溫器，把加熱筒加熱到試驗(yàn)溫度±1℃，在水泥漿倒入倒置的失水儀漿筒之前，必須關(guān)閉它的頂閥； </p><p>　?、輰⑺酀{從增壓稠化儀中倒

16、出來加以攪拌，然后倒入失水儀漿筒，并在其上部至少留有19mm高的空間供水泥漿膨脹，放置濾網(wǎng)、密封環(huán)和端蓋，擰緊固定螺絲，關(guān)閉失水儀漿筒上的頂閥和底閥； </p><p>　?、薜怪脻{筒并放入加熱筒內(nèi)，把壓力管線接到漿筒的上端，打開頂閥，給漿筒施加0.7MPa的壓力； </p><p>　?、哌B接并鎖緊底端回壓接收器，給底端回壓接收器施加0.7MPa的壓力，但不打開底閥； </p>

17、;<p>　?、喈?dāng)漿筒的壓力達(dá)到0.7MPa時(shí)間為15min之后，頂閥上的壓力加到7.6MPa，打開底閥，從開始記時(shí)至收集濾液30min； </p><p>　?、崛绻囼?yàn)期間的回壓上升到0.7MPa以上，要緩慢排放濾液。收集濾液期間保持6.9±0.07MPa的壓差； </p><p>　　⑩試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，先關(guān)閉壓力瓶總閥，再關(guān)閉頂閥和底閥，釋放這兩個(gè)調(diào)壓器中的壓力；

18、失水儀冷卻到90℃以下，然后緩慢釋放其中的壓力，最后將失水儀清洗干凈。 </p><p>　　4.4 試驗(yàn)記錄與結(jié)果 </p><p>　　試驗(yàn)記錄：試驗(yàn)周期從打開底閥開始，記錄1/4、1/2、1、2和5min時(shí)的濾液量，以后每隔5min記錄一次，直到第30min為止。如果在30min內(nèi)發(fā)生脫水，記錄造成水泥漿樣品發(fā)生脫水所需時(shí)間和濾液量。 </p><p>　　結(jié)

19、果處理：試驗(yàn)周期為30min，把6.9MPa的試驗(yàn)壓差下測得的濾液量×2作為失水量；試驗(yàn)周期小于30min，用下列方法折算成30min失水量，并在記錄時(shí)加以說明： </p><p>　　a.把測量結(jié)果繪在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上，用外推法得到30min失水量； </p><p>　　b.也可按下列公式計(jì)算： </p><p>　　Q30 =2×Qt[30/