油井水泥浆性能实验.docVIP

中国石油大学 钻井工程 实验报告实验日期： 成绩： 班级： 学号： 姓名： 教师： 同组者： 油井水泥浆性能实验一、实验目的1.掌握油井水泥浆的制备方法 ;2.掌握测定水泥浆密度、流变性能和稠化时间的原理、实验流程及步骤。二、实验原理1、水泥浆密度水泥浆密度是由配制水泥浆的水泥、配浆水、外加剂和外掺料等材料的密度和掺量决定的。实验中使用YM型钻井液密度计测量水泥浆的密度，该仪器是不等臂杠杠测试仪器，杠杠左端为盛液杯，右端连接平衡筒。当盛液杯盛满被测试液体时，移动砝码使杠杠主尺保持水平的平衡位置，此时砝码左侧边所对应的刻度线就是所测试液体的密度。2、水泥浆流变性能大多数水泥浆表现出复杂的非牛顿流体特征。一般来说，水泥浆属于剪切稀释型流体，描述水泥浆流变性质最常用的流变模式为宾汉塑性模式和幂律模式。（1）宾汉塑性模式 （2）幂律模式 实验中使用六转速粘度计测量水泥浆的流变性能，该仪器是以电动机为动力的旋转型仪器。被测试液体处于两个同心圆筒间的环形空间内。通过变速传动外转筒以恒速旋转，外转筒通过被测试液体作用于内筒产生一个转矩，使同扭簧连接的内筒旋转了一个相应角度。依据牛顿定律，该转角的大小与液体的粘度成正比，于是液体粘度的测量转变为内筒转角的测量。记录表盘参数，通过以下方法计算水泥浆的流变参数。幂律模式流变参数宾汉塑性模式流变参数首先，判别流变模式 ：宾汉塑性模式 幂律模式 然后，计算流变参数：3、水泥浆稠化时间稠化时间是指从水泥浆配浆开始到水泥浆注入稠化仪中，在实际井温和压力条件下，水泥浆稠度达到100 Bc所经历的时间。实验中使用常压稠化仪测量水泥浆的稠化时间。配制好水泥浆后，随着水泥水化，水泥浆不断变稠，稠化仪浆叶旋转剪切水泥浆的阻力增大，使安装在电位计上的弹簧扭矩及其指针旋转角度也相应增大，电位计的阻值及电压也随之增大。因此，电位计所反映出来的电压值，不仅表示了弹簧扭矩的大小，也反映了测量水泥浆稠度值的大小。三.数据处理 （1）水泥浆配方 水泥浆的流变性能: 水泥600g+水灰比0.56水泥浆的稠化时间：水泥600g+水灰比0.56+氯化钙3%（2）水泥浆密度 实验温度及压力：常温常压 水泥浆密度：1.71g/cm3（3）水泥浆的流变性能 实验温度及压力：常温常压 水泥浆的流变参数：表2 粘度计读数转速(r/min)36100200300600粘度计读数12173751 6396水泥浆的流变模式： =(51-37)/(63-37)=0.54所以，该水泥浆为幂律模式 n=2.092lg/ =0.79 k=0.511* /511n=0.23=*g =1.7*9.8=16.66 =k* n=0.23*16.660.79 =7.63 Pa（4）测定水泥浆的稠化时间表3不同时间的水泥浆稠度时间（min）051015202530稠度（Bc）48.599.812.918627.4时间（min）32稠度（Bc）30做时间稠度图：由上图知前20分钟泥浆稠度基本未变，20分钟后，泥浆的稠度开始线性变化, 并且稠度呈现出指数型增长的趋势.六 思考题1、除了以上测定的水泥浆密度、流变参数和稠化时间外，还有其它哪些参数来表征水泥浆的性能？答：水泥浆的失水、水泥浆的凝结时间、水泥石的强度和水泥石的炕蚀性也能表征水泥浆的性能。2、为什么要经常标定指示计？答：经常标定指示计是为了减小实验误差，使实验安全准确的进行。3、以下不同的水泥浆稠化曲线，哪种所代表的水泥浆性能好，为什么？答：水泥浆的调成之后，随着水化反应的进行，水泥浆变稠，流动性变差。在注水泥时用泵注入及顶底过程中，可能会出现水泥浆流动越来越困难，直到不能被 泵入，此时，虽然还没有达到水泥的凝固，但已无法用泵注入基顶替了。所以，对于施工周期长的深井注水泥，就应当有较长的水泥稠化时间为保证。因此，的泥浆性能