油井水泥浆性能实验.docx

油井水泥浆性能实验 一、 实验原理 1?YM型钻井液密度计是不等臂杠杆测验仪器。杠杆左端连接平衡 筒。当盛液杯盛满被测试液体时，移动砝码使杠杆主尺保持水平的平 衡位置，此时砝码左侧边所对应的刻度就是所测试液体的密度。 六转速粘度计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。通过变速传动外筒以恒速旋转，外传 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，旋转角的大小于液体的粘度成正 比，于是液体粘度的测量转变为内筒转角的测量。反应在刻度盘的表 针读数，通过计算即为液体粘度、切应力。 水泥浆常压稠化仪中有一带固定浆叶的可旋转的水泥容 器。浆杯 由电机带动以150转/分得转速逆时针转动，浆杯中的水泥给予桨 叶一定的阻力。这个阻力与水泥浆的稠化变化成比例关系。该阻力矩 与指示计的弹簧的扭矩相平衡，通过指针在刻度盘上指示出稠度值。 二、 实验仪器、设备 电子天平 恒速搅拌器 钻井液密度计 六速旋转粘度计 油井水泥常压稠化仪 三、实验步骤 1.标定常压稠化仪指示计 实验前，应当在标定装置上对指示计进行标定，指示计机构 示意图见 图1。 如图1所示，将铜套圈装在指示计上方；缺口对准指示计销轴，尼龙 线一端系在指示的销轴上，另一端沿筒套圈绕一周，然后再沿滑轮的 沟槽引下与吊钩连接。标定时，在吊钩上装 上砝码，读出指示计数 值。然后将吊钩、祛码用手托起，是 指示计指针回到零。接着松手让 吊钩、砝码慢慢落下，读数如此反复几次，取平均值。 2.配置水泥浆 配置水泥浆之前必须确定水灰比。 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 灰比过大时，水泥浆难以搅拌和泵送，在环空流动将产生很高的摩擦 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2 API的水灰比（W/C）标准 表2 API的水灰比（W/C）标准  水灰0.46 0.46 10.56 0.38 0.38 0.38 0.44 0.38 比 W/C 1） 按实验时要求的水灰比计算水泥和水的重量（如水灰比 0.5）。 2） 在天平上称取1400克水泥，用量筒取相应的水量700克。 3） 若使用外加剂，则将称好的外加剂放入水中搅拌（如加 入2%的促凝剂氯化钙）。 4） 将量出的水倒入搅拌器的杯内，启动搅拌机，调节转速 为4000转/分。 将称出的干水泥在15秒内加入水中。然后调节搅拌器转数 为12000转/分，继续搅拌35秒。 3.测定水泥浆的密度 1） 将水泥浆倒入样品杯，边倒边搅拌；倒满后再搅拌 25次除 2） 盖好盖子并洗净从盖中间小孔溢出的水泥浆。 3） 用滤纸或面巾纸将密度计上的水擦干净。 4） 然后将密度计放在支架上，移动祛码，使游梁处于平衡状态。 5） 读出游码左侧所示的水泥浆密度值。 6） 测定完毕，将样品杯中的水泥浆倒掉，用水彻底清洗各部件并将其 作用下所产生的流动和变形特性。也即作用于流体的层间剪切应力与 液体变形（流动）特性。 擦干净。4. 擦干净。 4.测定水泥浆的流变参数 液体的流变性是指液体在外力 1） 检查仪器各转动部件、电器及电源插头是否安全可靠。 2） 向左旋转外传筒，取下外传同。将内转同逆时针方向旋转并向上推 与内转筒轴锥端配合。向右旋转外传筒，转上外 传筒。 3） 接通电源220V/50Hz。4）拉动三位开关，调节高速或低速档。 5） 仪器转动时，轻轻拉动变速杠杆的红色手柄，根据标示 变换所需要 的转速。 6） 将仪器以300r/min和600r/min转动，观察外筒不得有摆 动。如有摆动应停机重新安装外传筒。 7） 以300r/min，检查刻度盘指针零位是否摆动。如指针不在零 位，应参照仪器校验的“空载零位校验”。 8） 将刚搅拌过的钻井液倒入样品杯内至刻度线处（ 350ml）， 立即置于托盘上，上升托盘使杯内液面达到外筒刻度线处。 9） 迅速从高速跳到低速进行测量，待刻度盘的读数稳定后， 分别记录各速度梯度下的读数。 对其他触变性流体应在固定 速度梯度下，剪切一定时间，取最小的读数为准；也可以采用在快速 搅拌后，迅速转为低速进行读数的方法。 10） 样品的粘度、切应力等测试和计算参照“数据测试及计算”进 行。 11） 测试完毕后，关闭电源，松开板板手轮，移开样品杯。 12） 轻轻卸下外传筒，并将内筒逆时针方向旋转垂直向下用力，取下 内筒。 13）清洗外传筒，并擦干，将外传筒安装在仪器上，清洗内筒时应用 手指 堵住锥孔，以免赃物和液体进入腔内，内筒 单独放置在固定位 置。 表3粘度计读数 转速 （r/min） 3 6 100 200 300