油井水泥浆基本性能测定12

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1、实验12油井水泥浆基本性能测定一、实验目的密度、流动度、滤失量、流变性称为油井水泥浆的基本性能。通过本次实验，主要让同学们了解油井水泥浆基本性能的测定方法，掌握有关仪器的使用方法；对油井水泥浆基本性能的指标范围产生一定的印象。本实验包括以下内容：油井水泥浆密度的测定；油井水泥浆流动度的测定；油井水泥浆滤失量的测定；油井水泥浆流变性能的测定。二、实验仪器设备水泥浆密度计，水泥浆流动度仪，油水泥浆滤失量测定仪，旋转粘度计，高速搅拌器，天平、秒表等。三、实验步骤1．水泥浆的配制方法：配制水泥浆之前必须确定水灰比

2、。合理的水灰比是保证水泥环具有足够的抗压强度和水泥浆良好的可泵性的前提。当水灰比过小时，水泥浆难以搅拌和泵送，在环空流动将产生较高的摩擦阻力。如遇渗透性好的低压井段，则产生压差滤失，使水渗入地层，造成憋泵事故。水灰比过小，水泥环将达不到要求的抗压强度。API标准推荐的水灰比见表1：水泥级别ABCDEFGH浆体密度g/cm31.871.871.781.971.961.941.8951.974W/C0.460.460.560.380.380.380.440.38(1)按实验时要求的水灰比计算水泥和水的重量（如水

3、灰比为0.5）(2)在台秤或天平上称取1400克水泥，用量筒量取相应的水量700克；(3)若使用外加剂，则将称好的外加剂放入水中并搅拌；(4)将量出的水倒入搅拌器的杯内，启动搅拌机，调节转数为4000r/min。将称出的干水泥在15秒内加入水中。然后调节搅拌机转数为12000r/min，继续搅拌35秒；(5)将搅拌后的水泥浆倒入常压稠度仪的浆杯内，在室温下搅拌20分钟即成（速度150r/min）。2．测定水泥浆密度由于地层的承压能力不同，在施工中必须控制水泥浆密度。正常密度在1.78-1.98克／厘米3范围

4、内。（使用加压液体密度计测量较好）。(1)测定前，标定密度计。将密度计浆杯中盛满水，盖好杯盖，擦净溢出的水，然后将其放在刀架上；(2)移动游码至1.0处。这时秤臂应呈水平状态；如不准确应进行调整；(3)标定之后将水泥浆倒入密度计内，盖好杯盖后擦去溢出的水泥浆。放置于刀架上并调整游码，使秤臂呈水平状态。读出秤臂上的数值，即水泥浆的密度。单位为g/cm3。3．测定水泥浆流动度（本参数不在有关标准规定之内，但由于现场仍有局部应用，因此做为保留实验项目）流动度是表示水泥浆沿管子流动的可能性（即表示水泥浆流动的难易程

5、度），是用定量的水泥浆所摊成饼后的平均直径（厘米）来表示的。水泥浆流动度仪如图7-11所示：(1)调整底盘的脚螺丝，使盘上玻璃管里的水珠居中，将底盘放置水平；(2)将截锥体放在底盘正中；(3)将已配制好的水泥浆迅速注入锥体内，刮去锥体上口多余的水泥浆；(4)立即将截锥体沿竖直方向提起。水泥浆在底盘上摊开成圆饼状；(5)测量圆饼相互垂直的两条直径的长度；(6)取上述两直径的平均值，即水泥浆流动度。中空截锥2.玻璃板3.调平螺丝4.同心圆刻度盘图10水泥浆流动仪结构示意图4．测定水泥浆滤失量水泥浆中自由水通过井

6、壁渗入地层的现象被称为水泥浆的失水。水泥浆的滤失量远远大于钻井液的滤失量。它是水泥浆的一个很重要的物理性能，对施工和固井质量都有较大的影响.施工中，一般认为50-200m1/30min的滤失量是最佳的控制失水标准。A级、C级水泥失水在400～1000ml以上。国产120℃水泥在1400～2000ml以上，较好的75℃钟山牌油井水泥在800-1400ml左右。控制水泥浆的滤失量，主要通过添加降失水剂而实现。常用的降夫水剂有LM-1、LM-2、S-24（主要成份为CMC）等。不同的固井工艺对滤失量的要求不一样。

7、美国哈里伯顿公司的推荐值是：套管注水泥时，滤失量应控制在100～200ml／30min；尾管注水泥时，滤失量应控制在50～150ml／30min。实验步骤：(1)将气源连接到失水仪上；(2)（如不要求加温，则跳过这一步）把加热套电源接通，预热仪器、将温度计插入孔内，调节恒温器，使温度要比所要求的温度高6℃。(3)关闭压力总成，并倒置水泥浆杯，松开浆杯盖上的紧固螺丝直至能取下钻井液杯盖。(4)用高速搅拌机将水泥浆样品搅拌10分钟，注入浆杯至刻线处以留出膨胀余地，注意不要流到“O型密封圈或各密封件上。(5)小心

8、地在“O”型圈上放一滤纸，然后慢漫地将浆杯盖推进浆杯内，使盖子的各个螺丝孔与本体上的螺钉对准，拧紧固定螺钉，关闭浆杯上的连通阀杆。(6)将浆杯放入加热套中，置于底部定位销上关闭所有阀秆，把温度计插入孔内。(7)关闭下连通阀杆装上回压接收器。(8)松开调压器手柄，打开中气瓶总开关手柄，再拧紧手柄及压杆手柄，给预定回压使压力表指示为0.7MPa。(用扳手打开上进气连通阀杆四分之一转，按实验温度给回压0.7MPa，维持