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摘要：根据我国石油天然气行业的标准SY/T 5546-92，水泥浆应用性能试验方法测定的内容包括水泥浆密度的测定、水泥浆稠化时间测定、水泥浆离水量测定、水泥浆失水量测定等。下面分别介绍试验方法（其中水泥的取样按照GB 10238第7章进行，水泥浆的制备略）。
关键词：水泥浆 性能 测定 试验方法
1 水泥浆密度的测定
主要仪器：水泥浆加压密度计（测量范围在0.75～2.60g/cm3之间，最小刻度为0.01 g/cm3）；钻井液密度计。
1.1 用水泥浆加压密度计测定
①在样品杯中加入水泥浆至样品杯上缘约6mm处；
②将盖子放在样品杯上，打开盖子上的单向阀。使盖子外缘和样品杯上缘表面接触，过量的水泥浆通过单向阀排出。将单向阀向上拉到封闭位置，用水洗净、擦干样品杯和螺纹，然后将螺纹盖帽拧在样品杯上；
③用专门加压活塞筒吸取适量水泥浆，通过单向阀向上自动封闭；
④将样品杯外壳洗净、擦干，然后将密度计放在支架上，移动游码，使游梁处于平衡状态。读出游码箭头一侧的密度值；
⑤测量完后，重新联接专用加压活塞筒，释放样品杯中的压力，拧开螺纹盖帽，取下盖子，将样品中的水泥浆倒掉，用水彻底清洗、擦干个部件，并在单向阀上涂抹润滑油脂。
1.2 用钻井液密度计测定
①将水泥浆倒入样品杯中，边倒边搅拌，倒满后再搅拌25次除去气泡；
②盖好盖子，洗净从小孔溢出的水泥浆，用滤纸或面巾纸将密度计上的水擦干净；
③然后将密度计放在支架上，移动游码，使游梁处于平衡状态。读出游码左侧所示的密度值；
④测定完后，将样品杯中的水泥浆倒掉，用水彻底清洗个部件并将其擦干净。
2 水泥浆稠化时间的测定
试验仪器主要是：稠化仪、电位器。根据钻井现场获得的数据制定稠化时间试验方案，以井底温度、井深、井口表压、钻井液密度和水泥浆到达井底的时间等数据，按给定的套管程序，制定出升温、升压的试验方案。其模拟试验步骤如下：
①按照制定或选定地模拟试验方案给稠化仪升温、加压。对全部方案，最终温度和压力在整个试验期间保持恒定，其变化量在±1℃和±0.7MPa以内；
②从开始给稠化仪升温、加压，到水泥浆稠度达到100Bc所经过的时间，就是水泥浆的稠化时间。对温度高于93℃的模拟试验方案来说，当稠度到达70Bc左右时，允许停止试验，通过对所得结果绘出的曲线外推至100Bc；
③试验结束以后，先关闭加热器开关，再缓慢释放压力。对于在100℃以上的温度下进行的稠化时间试验，试验结束后，先将温度降至100℃以下，然后再缓慢释放压力。最后，将电位计用柴油清洗干净，与水泥浆接触的部件及时清洗干净。
3 水泥浆游离水量测定
3.1 仪器
增压稠化仪；250mL量筒，量筒0～250mL刻度部分的长度不小于232mm，也不大于248mm；5mL或10mL量筒，用于测量游离水量，最小刻度部大于0.2mL。
3.2 准备试验
把配制好的水泥浆立即倒入增压稠化仪的浆杯中，然后在升温、加压下搅拌水泥浆。当水泥浆达到最高温度和压力后，停止加热，缓慢释放压力，并从增压稠化仪中去除水泥浆杯，卸掉底塞和浆杯顶盖。
3.3 游离水量测定
将浆杯中的水泥浆倒入量筒内至250mL的刻度线。在倒入过程中，不断用搅拌棒搅拌水泥浆样品。然后用塑料薄膜或类似的材料将量筒密封起来，以防水分蒸发。浆量筒放在后约6.4 mm的钢板上，钢板下垫一块25.4 mm厚的泡沫橡胶垫，钢板和垫的大小约为200 mm×300 mm。静止2h，将浮在上面的水用吸管吸出或轻轻倒出，置入合适刻度的量筒测量。用毫升表示游离水量。
4 水泥浆失水量测定
4.1 仪器
常压稠化仪；增压稠化仪；高温高压失水仪；滤网，为45μm筛网，由250μm或更小目数的筛网支撑，两者由不锈钢制成一个整体式筛网；50mL或100mL量筒，最小刻度部大于1mL。
4.2 低于90℃的失水量测定
①将常压稠化仪和失水仪预热到试验温度±1℃；
②将配置好的水泥浆倒入常压稠化仪浆杯中至刻度线，插入浆叶并安装好点位计，然后放入常压稠化仪中，搅拌20min。从配完水泥浆到启动常压稠化仪必须在1min内完成；
③从加热筒中取出失水仪浆筒并关闭它的顶阀；
④从常压稠化仪中取出浆杯，用搅拌棒将水泥浆样品搅拌均匀，然后倒入失水仪浆筒中并在浆面上不至少留有19.0mm高的空间，放置滤网、封闭环和端盖，拧紧固定螺丝，关闭失水仪浆筒上的顶阀和底阀；
⑤倒置失水仪浆筒并放入加热筒内，将压力管线接到浆筒的上端，并施加6.9±0.07MPa的压力，打开顶阀。从常压稠化仪停止搅拌到施加压力的时间不得超过2 min；
⑥从打开底阀至用量筒收集滤液30 min；
⑦试验结束后，先关闭顶阀和压力瓶总阀，释放调压器的压力，然后取下压力管线，缓慢打开顶阀，释放浆筒中的压力，最后将失水仪擦干净。
4.3 90～120℃的失水量测定
①将失水仪预热到90±1℃.
②把配置好的水泥浆倒入增压稠化仪浆杯中，然后再放入增压稠化仪，在搅拌的同时，逐渐给水泥浆升温加压；
③搅拌20 min后，停止加热，缓慢释放压力，打开增压稠化仪；
④从加热筒中取出失水仪浆筒，启动恒温器，把加热筒加热到试验温度±1℃，在水泥浆倒入倒置的失水仪浆筒之前，必须关闭它的顶阀；
⑤将水泥浆从增压稠化仪中倒出来加以搅拌，然后倒入失水仪浆筒，并在其上部至少留有19mm高的空间供水泥浆膨胀，放置滤网、密封环和端盖，拧紧固定螺丝，关闭失水仪浆筒上的顶阀和底阀；
⑥倒置浆筒并放入加热筒内，把压力管线接到浆筒的上端，打开顶阀，给浆筒施加0.7MPa的压力；
⑦连接并锁紧底端回压接收器，给底端回压接收器施加0.7MPa的压力，但不打开底阀；
⑧当浆筒的压力达到0.7MPa时间为15min之后，顶阀上的压力加到7.6MPa，打开底阀，从开始记时至收集滤液30min；
⑨如果试验期间的回压上升到0.7MPa以上，要缓慢排放滤液。收集滤液期间保持6.9±0.07MPa的压差；
⑩试验结束时，先关闭压力瓶总阀，再关闭顶阀和底阀，释放这两个调压器中的压力；失水仪冷却到90℃以下，然后缓慢释放其中的压力，最后将失水仪清洗干净。
4.4 试验记录与结果
试验记录：试验周期从打开底阀开始，记录1/4、1/2、1、2和5min时的滤液量，以后每隔5min记录一次，直到第30min为止。如果在30min内发生脱水，记录造成水泥浆样品发生脱水所需时间和滤液量。
结果处理：试验周期为30min，把6.9MPa的试验压差下测得的滤液量×2作为失水量；试验周期小于30min，用下列方法折算成30min失水量，并在记录时加以说明：
a.把测量结果绘在双对数坐标纸上，用外推法得到30min失水量；
b.也可按下列公式计算：
Q30 =2×Qt[30/t]1/2
式中：Q30-30min失水量，mL；
Qt-在时间t时获得的滤液量，mL；
t-试验结束时的时间，min。
关键词：水泥浆 性能 测定 试验方法
1 水泥浆密度的测定
主要仪器：水泥浆加压密度计（测量范围在0.75～2.60g/cm3之间，最小刻度为0.01 g/cm3）；钻井液密度计。
1.1 用水泥浆加压密度计测定
①在样品杯中加入水泥浆至样品杯上缘约6mm处；
②将盖子放在样品杯上，打开盖子上的单向阀。使盖子外缘和样品杯上缘表面接触，过量的水泥浆通过单向阀排出。将单向阀向上拉到封闭位置，用水洗净、擦干样品杯和螺纹，然后将螺纹盖帽拧在样品杯上；
③用专门加压活塞筒吸取适量水泥浆，通过单向阀向上自动封闭；
④将样品杯外壳洗净、擦干，然后将密度计放在支架上，移动游码，使游梁处于平衡状态。读出游码箭头一侧的密度值；
⑤测量完后，重新联接专用加压活塞筒，释放样品杯中的压力，拧开螺纹盖帽，取下盖子，将样品中的水泥浆倒掉，用水彻底清洗、擦干个部件，并在单向阀上涂抹润滑油脂。
1.2 用钻井液密度计测定
①将水泥浆倒入样品杯中，边倒边搅拌，倒满后再搅拌25次除去气泡；
②盖好盖子，洗净从小孔溢出的水泥浆，用滤纸或面巾纸将密度计上的水擦干净；
③然后将密度计放在支架上，移动游码，使游梁处于平衡状态。读出游码左侧所示的密度值；
④测定完后，将样品杯中的水泥浆倒掉，用水彻底清洗个部件并将其擦干净。
2 水泥浆稠化时间的测定
试验仪器主要是：稠化仪、电位器。根据钻井现场获得的数据制定稠化时间试验方案，以井底温度、井深、井口表压、钻井液密度和水泥浆到达井底的时间等数据，按给定的套管程序，制定出升温、升压的试验方案。其模拟试验步骤如下：
①按照制定或选定地模拟试验方案给稠化仪升温、加压。对全部方案，最终温度和压力在整个试验期间保持恒定，其变化量在±1℃和±0.7MPa以内；
②从开始给稠化仪升温、加压，到水泥浆稠度达到100Bc所经过的时间，就是水泥浆的稠化时间。对温度高于93℃的模拟试验方案来说，当稠度到达70Bc左右时，允许停止试验，通过对所得结果绘出的曲线外推至100Bc；
③试验结束以后，先关闭加热器开关，再缓慢释放压力。对于在100℃以上的温度下进行的稠化时间试验，试验结束后，先将温度降至100℃以下，然后再缓慢释放压力。最后，将电位计用柴油清洗干净，与水泥浆接触的部件及时清洗干净。
3 水泥浆游离水量测定
3.1 仪器
增压稠化仪；250mL量筒，量筒0～250mL刻度部分的长度不小于232mm，也不大于248mm；5mL或10mL量筒，用于测量游离水量，最小刻度部大于0.2mL。
3.2 准备试验
把配制好的水泥浆立即倒入增压稠化仪的浆杯中，然后在升温、加压下搅拌水泥浆。当水泥浆达到最高温度和压力后，停止加热，缓慢释放压力，并从增压稠化仪中去除水泥浆杯，卸掉底塞和浆杯顶盖。
3.3 游离水量测定
将浆杯中的水泥浆倒入量筒内至250mL的刻度线。在倒入过程中，不断用搅拌棒搅拌水泥浆样品。然后用塑料薄膜或类似的材料将量筒密封起来，以防水分蒸发。浆量筒放在后约6.4 mm的钢板上，钢板下垫一块25.4 mm厚的泡沫橡胶垫，钢板和垫的大小约为200 mm×300 mm。静止2h，将浮在上面的水用吸管吸出或轻轻倒出，置入合适刻度的量筒测量。用毫升表示游离水量。
4 水泥浆失水量测定
4.1 仪器
常压稠化仪；增压稠化仪；高温高压失水仪；滤网，为45μm筛网，由250μm或更小目数的筛网支撑，两者由不锈钢制成一个整体式筛网；50mL或100mL量筒，最小刻度部大于1mL。
4.2 低于90℃的失水量测定
①将常压稠化仪和失水仪预热到试验温度±1℃；
②将配置好的水泥浆倒入常压稠化仪浆杯中至刻度线，插入浆叶并安装好点位计，然后放入常压稠化仪中，搅拌20min。从配完水泥浆到启动常压稠化仪必须在1min内完成；
③从加热筒中取出失水仪浆筒并关闭它的顶阀；
④从常压稠化仪中取出浆杯，用搅拌棒将水泥浆样品搅拌均匀，然后倒入失水仪浆筒中并在浆面上不至少留有19.0mm高的空间，放置滤网、封闭环和端盖，拧紧固定螺丝，关闭失水仪浆筒上的顶阀和底阀；
⑤倒置失水仪浆筒并放入加热筒内，将压力管线接到浆筒的上端，并施加6.9±0.07MPa的压力，打开顶阀。从常压稠化仪停止搅拌到施加压力的时间不得超过2 min；
⑥从打开底阀至用量筒收集滤液30 min；
⑦试验结束后，先关闭顶阀和压力瓶总阀，释放调压器的压力，然后取下压力管线，缓慢打开顶阀，释放浆筒中的压力，最后将失水仪擦干净。
4.3 90～120℃的失水量测定
①将失水仪预热到90±1℃.
②把配置好的水泥浆倒入增压稠化仪浆杯中，然后再放入增压稠化仪，在搅拌的同时，逐渐给水泥浆升温加压；
③搅拌20 min后，停止加热，缓慢释放压力，打开增压稠化仪；
④从加热筒中取出失水仪浆筒，启动恒温器，把加热筒加热到试验温度±1℃，在水泥浆倒入倒置的失水仪浆筒之前，必须关闭它的顶阀；
⑤将水泥浆从增压稠化仪中倒出来加以搅拌，然后倒入失水仪浆筒，并在其上部至少留有19mm高的空间供水泥浆膨胀，放置滤网、密封环和端盖，拧紧固定螺丝，关闭失水仪浆筒上的顶阀和底阀；
⑥倒置浆筒并放入加热筒内，把压力管线接到浆筒的上端，打开顶阀，给浆筒施加0.7MPa的压力；
⑦连接并锁紧底端回压接收器，给底端回压接收器施加0.7MPa的压力，但不打开底阀；
⑧当浆筒的压力达到0.7MPa时间为15min之后，顶阀上的压力加到7.6MPa，打开底阀，从开始记时至收集滤液30min；
⑨如果试验期间的回压上升到0.7MPa以上，要缓慢排放滤液。收集滤液期间保持6.9±0.07MPa的压差；
⑩试验结束时，先关闭压力瓶总阀，再关闭顶阀和底阀，释放这两个调压器中的压力；失水仪冷却到90℃以下，然后缓慢释放其中的压力，最后将失水仪清洗干净。
4.4 试验记录与结果
试验记录：试验周期从打开底阀开始，记录1/4、1/2、1、2和5min时的滤液量，以后每隔5min记录一次，直到第30min为止。如果在30min内发生脱水，记录造成水泥浆样品发生脱水所需时间和滤液量。
结果处理：试验周期为30min，把6.9MPa的试验压差下测得的滤液量×2作为失水量；试验周期小于30min，用下列方法折算成30min失水量，并在记录时加以说明：
a.把测量结果绘在双对数坐标纸上，用外推法得到30min失水量；
b.也可按下列公式计算：
Q30 =2×Qt[30/t]1/2
式中：Q30-30min失水量，mL；
Qt-在时间t时获得的滤液量，mL；
t-试验结束时的时间，min。