油井水泥漿檢測項目及技術(shù)解析

一、物理性能檢測體系

1. 密度與流變性控制

• 比重測定：使用泥漿密度計實時監(jiān)測水泥漿密度（標準范圍1.75-2.20g/cm³），確保滿足井筒壓力平衡需求
• 流變性參數(shù)：通過六速旋轉(zhuǎn)粘度計測定塑性粘度、屈服值、觸變性等參數(shù)，構(gòu)建流變模型指導泵送工藝

2. 凝結(jié)特性測試

• • 模擬井下溫度壓力條件（HPHT稠化儀）
  • 測定漿體從初始稠度到100Bc（稠度單位）的時間窗口
  • 關(guān)鍵控制點：必須覆蓋注漿時間+安全余量（通常預留30%時間裕度）
• • 監(jiān)測30-500 lbf/100ft²強度發(fā)展曲線
  • 預測水泥漿失重臨界點，防范氣竄風險

二、化學性能指標檢測

1. 穩(wěn)定性測試

• • 量筒法測定2h靜置后上層清液體積
  • API標準要求≤3.5%（垂直井） / ≤1.4%（大斜度井）
• • 30min內(nèi)常溫/高溫濾失量測定
  • 控制標準：常規(guī)井≤50ml，氣井≤30ml

2. 水化熱分析

• 絕熱溫升曲線：
  • 采用Calorimeter測定水化放熱速率
  • 規(guī)避熱應(yīng)力導致的微環(huán)隙缺陷

三、力學性能驗證體系

1. 強度發(fā)展測試

• • 養(yǎng)護條件：模擬井下溫度壓力（如38℃×24h常規(guī)養(yǎng)護）
  • 破壞性測試（液壓強度機）與非破壞性測試（超聲波法）
  • 標準要求：表層套管≥3.5MPa，生產(chǎn)層段≥14MPa
• • 模擬套管-水泥-地層三軸膠結(jié)測試
  • 評價微環(huán)隙抑制能力

2. 耐久性檢測

• • 浸泡于5%Na2SO4溶液養(yǎng)護28天
  • 強度損失率需≤15%
• • 穩(wěn)態(tài)法測定硬化水泥石滲透率
  • 氣密封井要求滲透率≤0.1mD

四、特殊工況適配性檢測

1. 極端環(huán)境測試

• • 測試溫度范圍擴展至200℃+
  • 驗證緩凝劑/高溫穩(wěn)定劑效能
• • 0-15℃養(yǎng)護環(huán)境模擬
  • 24h強度需達到3.5MPa臨界值

2. 復雜流體配伍性

• • 摻入5-15%鉆井液模擬污染
  • 檢測稠化時間突變和強度衰退
• • 配制飽和鹽水水泥漿
  • 測定Cl-濃度對凝固過程的影響

五、井下工況模擬系統(tǒng)

• 溫度壓力梯度變化（如升溫速率3℃/min）
• 動態(tài)頂替流動場（雷諾數(shù)＞3000湍流態(tài)）
• 地層流體侵入場景（氣竄模擬壓力0.7MPa/min）

1. 全過程質(zhì)量控制：從原材料檢測→混配過程監(jiān)控→養(yǎng)護后評價
2. 差異化檢測策略：淺層井側(cè)重經(jīng)濟性指標，深井高壓氣井強化密封性測試
3. 數(shù)字化檢測技術(shù)應(yīng)用：采用物聯(lián)網(wǎng)傳感器實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集與智能預警