ICS91.100.10中關(guān)村材料試驗技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布IT/CSTM00204—2020本標(biāo)準(zhǔn)參照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。請注意本標(biāo)準(zhǔn)的某些內(nèi)容有可能涉及專利。本標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別這些專利的責(zé)任。本標(biāo)準(zhǔn)由中國材料與試驗團體標(biāo)準(zhǔn)委員會建筑材料領(lǐng)域委員會（CSTM/FC03）提出。本標(biāo)準(zhǔn)由中國材料與試驗團體標(biāo)準(zhǔn)委員會建材領(lǐng)域委員會水泥技術(shù)委員會（CSTM/FC03/TC01）歸T/CSTM00204—20201油井水泥漿超聲波靜膠凝強度試驗方法本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了油井水泥漿超聲波靜膠凝強度試驗方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于油井水泥漿靜膠凝強度測定。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T10238油井水泥GB/T19139油井水泥試驗方法3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1油井水泥漿oilwellcementslurry由油井水泥、水泥混合料、固體和液體外加劑、拌合水混合制得的漿體。3.2井底壓力bottom-holepressure由井的垂深、井筒中的流體密度計算而得的井底液柱壓力。3.3井底循環(huán)溫度bottom-holecirculatingtemperature注水泥過程中，井筒內(nèi)水泥漿所能達(dá)到的最高溫度。3.4超聲波靜膠凝強度ultrasonicstaticgelstrength將膠凝流體從已知長度和形狀的圓管柱或環(huán)空中驅(qū)動所需的剪切強度（應(yīng)力）。2T/CSTM00204—20203.5超聲波臨界靜膠凝強度ultrasoniccriticalstaticgelstrength水泥漿靜液柱壓力損失導(dǎo)致環(huán)空靜液柱壓力與地層孔隙壓力達(dá)到平衡時的水泥漿靜膠凝強度。3.6臨界靜膠凝強度時間criticalstaticgelstrengthtime水泥漿從臨界靜膠凝強度發(fā)展到靜膠凝強度為250Pa時所需的時間。4取樣4.1總則本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行水泥漿試驗可能需要水泥或水泥混合料、外加劑、拌合水。4.2方法水泥、水泥混合料、外加劑和拌合水的取樣按GB/T19139的規(guī)定進(jìn)行。水泥、水泥混合料、外加劑和拌合水的溫度應(yīng)使用精度為±2°C的熱電偶或溫度計測量。溫度測量系統(tǒng)的校準(zhǔn)不少于每季度1次。5樣品制備按GB/T19139的規(guī)定準(zhǔn)備試驗樣品。水泥樣品與拌合水的試驗溫度應(yīng)與現(xiàn)場溫度相差不超過±2°C。如現(xiàn)場條件未知，水泥樣品與拌合水應(yīng)在23°C±2°C混合。6試驗方法6.1超聲波靜膠凝強度儀超聲波靜膠凝強度儀應(yīng)包含一個可控溫控壓的壓力釜，該壓力釜可測量水泥漿的聲學(xué)特性。儀器還應(yīng)包含兩個傳感器，一個傳感器產(chǎn)生可穿過樣品的聲波信號，另一個傳感器測量并記錄穿過樣品的聲波信號振幅的大小，根據(jù)聲波信號振幅大小與靜凝膠強度的關(guān)系確定樣品的超聲波靜凝膠強度。壓力釜應(yīng)配備溫度測量系統(tǒng)以測定水泥漿溫度，溫度測量系統(tǒng)應(yīng)校準(zhǔn)至±2°C，校準(zhǔn)不少于每季度1次。超聲波靜膠凝強度儀的測試原理見圖1。T/CSTM00204—20203圖1超聲波靜膠凝強度儀測試原理6.2增壓養(yǎng)護(hù)樣品的試驗步驟6.2.1使用GB/T10238或GB/T19139規(guī)定的稠化儀進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。6.2.2將水泥漿置于增壓稠化儀漿杯中，按照GB/T19139的規(guī)定進(jìn)行稠化時間試驗。6.2.3如果現(xiàn)場采用混料作業(yè)，測試時間應(yīng)包括混料時間。6.2.4計算水泥漿到達(dá)井底所需時間以及水泥漿頂替至目標(biāo)層所需時間。在水泥漿到達(dá)井底所需時間內(nèi)，將水泥漿溫度和壓力逐步升至井底循環(huán)溫度和井底壓力。然后調(diào)整水泥漿的溫度和壓力至目標(biāo)層循環(huán)溫度和壓力。在模擬頂替過程中，溫度應(yīng)保持在目標(biāo)溫度±3°C，壓力應(yīng)保持在目標(biāo)壓力±2MPa。在升溫升壓過程的最后10min，溫度應(yīng)為目標(biāo)溫度±1°C，壓力應(yīng)為目標(biāo)壓力±0.7MPa。達(dá)到目標(biāo)層循環(huán)溫度后，繼續(xù)保持5min±30s。攪拌速度為150r/min±15r/min。水泥漿達(dá)到目標(biāo)層循環(huán)溫度和壓力所需時間為水泥漿頂替時間減去到達(dá)井底時間。6.2.5緩慢釋放壓力（大約1400kPa/s）。從稠度儀中取出漿杯，保持漿杯垂直，以避免油混入水泥漿。取出漿葉，用刮刀迅速攪拌水泥漿以確保水泥漿均勻。從增壓稠度儀內(nèi)取出的水泥漿應(yīng)在5min之內(nèi)倒入靜膠凝強度儀漿杯中。6.2.6將水泥漿置于超聲波靜凝膠強度儀的測試釜內(nèi)，測試釜需預(yù)熱至目標(biāo)層循環(huán)溫度。將試樣加壓至目標(biāo)層壓力或儀器的極限壓力。靜凝膠強度測試過程中，溫度應(yīng)保持在目標(biāo)溫度±1°C，壓力應(yīng)保持在目標(biāo)壓力±0.7MPa。6.2.7當(dāng)達(dá)到目標(biāo)層循環(huán)溫度時，記錄靜凝膠強度值和運行時間。同時記錄超聲波靜膠凝強度達(dá)到50Pa、100Pa、150Pa、200Pa和250Pa的時間。6.3常壓養(yǎng)護(hù)樣品的試驗步驟6.3.1制備水泥漿，并在1min之內(nèi)將水泥漿倒入常壓稠化儀漿杯中。6.3.2如果現(xiàn)場采用混料作業(yè)，測試時間應(yīng)包括混料時間。6.3.3計算水泥漿到達(dá)井底所需時間以及水泥漿頂替至目標(biāo)層所需時間。在水泥漿到達(dá)井底所需時間內(nèi)，將水泥漿溫度逐步升至井底循環(huán)溫度，然后調(diào)整水泥漿的溫度至目標(biāo)層循環(huán)溫度。在模擬頂替過程中，T/CSTM00204—20204溫度應(yīng)保持在目標(biāo)溫度±3℃。在升溫過程的最后10min，溫度應(yīng)為目標(biāo)溫度±1°C，達(dá)到目標(biāo)層循環(huán)溫度后，繼續(xù)保持5min±30s。攪拌速度為150r/min±15r/min。水泥漿達(dá)到目標(biāo)層循環(huán)溫度所需時間為頂替時間減去到達(dá)井底時間。6.3.4溫度達(dá)到目標(biāo)層循環(huán)溫度時，從常壓稠化儀中取出漿杯，保持漿杯垂直，以避免油混入水泥漿。取出漿葉，用刮刀迅速攪拌水泥漿以確保水泥漿均勻。從常壓稠度儀內(nèi)取出的水泥漿應(yīng)在5min之內(nèi)倒入靜膠凝強度儀中。6.3.5將水泥漿置于超聲波靜凝膠強度儀的測試釜內(nèi)，測試釜需預(yù)熱至目標(biāo)層溫度。將樣品加壓至目標(biāo)層壓力或儀器的極限壓力。測試過程中，溫度應(yīng)為目標(biāo)溫度±1°C，壓力應(yīng)為目標(biāo)壓力±0.7MPa。6.3.6達(dá)到目標(biāo)層溫度時，記錄超聲波靜凝膠強度值和運行時間。同時記錄超聲波靜膠凝強度達(dá)到50Pa、100Pa、150Pa、200Pa和250Pa的時間。T/CSTM00204—20205(資料性附錄)起草單位和主要起草人本標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)起草單位：中國建筑材料科學(xué)研究總院有限公司本標(biāo)準(zhǔn)參加起草單位：堯柏特種水泥集團有限公司、西南石油大學(xué)、中國石油天然氣