1 主题内容与适用范围 本标准规定了九个级别油井水泥的技术要求及试验方法。 本标准适用于油、气井注水泥作业用水泥。 2 引用标准(略) 3 定义 3.1 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ与Ｆ级油井水泥：由水硬性硅酸鲈为主要成分的水泥熟料，加入适 量石膏和助磨剂[1)]，磨细制成的产品。在粉磨与混合Ｇ、Ｈ级水泥的过程中，不允许掺加任何其他外加物。 3.3 J级油井水泥：符合本规定的J级水泥物理性能要求的产品。 4 产品分类 本标准包括九个级别的油井水泥，可分为普通型、中抗硫酸盐型和高抗硫酸盐型三类， 各级别油井水泥使用范围如下： 4.1 Ａ级油井水泥 无特殊性能要求时，适用于自地面至1830m井深的注水泥。仅有 普通型。 4.2 Ｂ级油井水泥 适用于自地面至1830m井深的注水泥。分为中抗硫酸盐型和离抗硫酸盐型。 4.3 Ｃ级油井水泥 要求具有高早强度时，适用于自地面至1830m井深的注水泥。分 为普通型、中抗硫酸盐型和高抗硫酸盐型。 4.4 Ｄ级油井水泥 适用于中温中压条件下的1830￣ 3050m井深的注水泥。分为中 抗硫酸盐型和高抗硫酸盐型。 4.5 Ｅ级油井水泥 适用于高温高压条件下的3050￣4270m井深的注水泥。分为中 抗硫酸盐型和高抗硫酸盐型。 4.6 Ｆ级油井水泥 适用于超高温高压条件下的3050￣4880m井深的注水泥。分为 中抗硫酸盐型和高抗硫酸盐型。 4.7 Ｇ级油井水泥 是一种基本油井水泥。适用于自地面至2440m井深的注水泥。分 为中抗硫酸盐型和高抗硫酸盐型。与促凝剂或缓凝剂一起使用，能适应于较大的井深和温度 范围。 4.8 Ｈ级油井水泥 是一种基本油井水泥。适用于自地面至2440m井深的注水泥。分 为中抗硫酸盐型和高抗硫酸盐型。与促凝剂或缓凝剂一起使用，能适应于较大的井深和温度 范围。 4.9 J级油井水泥 适用于超高温高压条件下的3660￣4880m井深的注水泥。与促凝 剂或缓凝剂一起歙使用，能适应于较大的井深和温度范围。 注：各级水泥深度限是基于为套管注水泥标准试验利用的条件(本标准附录Ｄ表Ｄ8中模拟 试验方案1、4、5、6、8、9)，同时应作为近似值加以考虑。 5 技术要求 5.1 化学要求 规定级别和类型的油井水泥，必须符合表1规定的化学要求 5.2 物理要求 不同级别和类型的油井水泥必须符合表2规定的物理要求。 表１ 化学要求 ─────────────────────┬─────────────────── 水 泥 级 别 │ 技 术 指 标 │ A B C D、E、F G H 化 学 成 分 │ ─────────────────────┼─────────────────── 普通型(O) │ 氧化镁(MgO)最大值 │6.0 6.0 三氧化硫(SO3)最大值[1)] │3.5 4.5 烧失量 最大值 │3.0 3.0 不溶物 最大值 │0.75 0.75 铝酸三钙(C3A) 最大值[2)] │ 15 ─────────────────────┼─────────────────── 中抗硫酸盐型(MSR) │ 氧化镁(MgO) 最大值 │ 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 三氧化硫(SO3) 最大值 │ 3.0 3.5 3.0 3.0 3.0 烧失量 最大值 │ 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 不溶物 最大值 │ 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 硅酸三钙(C3S)[2)] │ 48￣58 48￣58 铝酸三钙(C3A) 最大值[2)] │ 8 8 8 8 8 总碱量以氧化钠(Na2O)当量表示 最大值[3)] │ 0.75 0.75 ─────────────────────┼─────────────────── 高抗硫酸盐型(HSR) │ 氧化镁(MgO) 最大值 │ 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 三氧化硫(SO3) 最大值 │ 3.0 3.5 3.0 3.0 3.0 烧失量 最大值 │ 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 不溶物 最大值 │ 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 硅酸三钙(C3S)[2)] │ 48￣65 48￣65 铝酸三钙(C3A)最大值[2)] │ 3 3 3 3 3 铁铝酸四钙(C4AF)+2倍铝酸三钙(C3A)最大值 │ 24 24 24 24 24 总碱量以氧化钠(Na2O)当量表示 最大值[3)] │ 0.75 0.75 ─────────────────────┴─────────────────── 注:1)当Ａ级水泥中铝酸三钙(C3A)的含量为8％或小于8％时，水泥中的SO3含量为3％。 2)由理论计算方法得出的极限化学成分，并不一定代表其实际或全部氧化物。当Al2O3/Fe2O3≤0.64 时，C3A含量为零。当Al2O3/Fe2O3＞0.64时，化合物含量按下式计算： C3A＝2.65×Al2O3％－1.69×Fe2O3％ C4AF=3.04×Fe2O3％ C3S＝4.07×CaO％－7.60×SiO2％－6.72×Al2O3％－1.43×Fe2O3％ －2.85SO3％ 当Al2O3/Fe2O3＜0.64时，形成氧化铁－氧化铝－氧化钙固熔体(表达为C4AF＋C2F)化合物含量 按下式计算： C4AF＋C2F=2.10×Al2O3％＋1.70×Fe2O3％ C3S＝4.07×CaO％－7.60×SiO2％－4.48×Al2O3％－2.86×Fe2O3％－2.85×SO3％ 3)总碱量以氧化钠(Na2O)当量表示，按下式计算： Na2O当量＝(0.658×K2O％)＋Na2O％ 表 ２ 物理要求 ───────────────────┬──────────────────────── 水 泥 级 别 │ 技 术 指 标 │Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ Ｆ Ｇ Ｈ Ｊ[1)] 物 理 性 能 │ ───────────────────┼──────────────────────── 用水量(按油井水泥重量的百分比),％ │46 46 56 38 38 38 44 38 ───────────────────┼──────────────────────── 安定性(压蒸膨胀)，％ 最大值 │0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 － ───────────────────┼──────────────────────── 细度(比面积)，m[2]/kg 最小值 │270 290 400 － － － － － － ───────────────────┼──────────────────────── 游离水含量，mL 最大值 │ － － － － － －3.5[2)] 3.5[2)] － ──────┬────────────┼──────────────────────── │升温 养护温度 养护压力 │ 抗压强度(最小值)，MPa │方案 ℃ MPa │ ├────────────┼──────────────────────── │ － 38 常压 │1.7 1.4 2.1 － － － 2.1 2.1 － 8h抗压强度 │ － 60 常压 │－ － － － － － 10.3 10.3 － │ 6s 110 20.7 │－ － － 3.5 － － － － － │ 8s 143 20.7 │－ － － － 3.5 － － － － │ 9s 160 20.7 │－ － － － － 3.5 － － － ──────┼────────────┼──────────────────────── 12h抗压强度 │ 8s 143 20.7 │－ － － － － － － － 3.5 ──────┼────────────┼──────────────────────── │升温 养护温度 养护压力 │ 抗压强度(最小值)，MPa │方案 ℃ MPa │ ├────────────┼──────────────────────── │ － 38 常压 │12.4 10.3 13.8 － － － － － － 24h抗压强度 │ 4s 77 20.7 │ － － － 6.9 6.9 － － － － │ 6s 110 20.7 │ － － － 13.8 － 6.9 － － － │ 8s 143 20.7 │ － － － － 13.8 － － － － │ 9s 160 20.7 │ － － － － － 6.9 － － － │10s 177 20.7 │ － － － － － － － － 6.9[3)] ──────┼────┬───────┼──────────────────────── │模拟方案│15￣30min稠度 │ 稠化时间(最小值)，min[5)] │ │(最大值)Bc[4)]│ ──────┼────┼───────┼──────────────────────── │ 1 │ 30 │90 90 － － － － － │ 4 │ 30 │90 90 90 90 － － │ 5 │ 30 │－ － － － － － 90 稠化时间 │ 5 │ 30 │－ － － － － － 120[6)] 120[6)] │ 6 │ 30 │－ － － 100 100 100 － － 180 │ 8 │ 30 │－ － － － 154 － － － － │ 9 │ 30 │－ － － － － 190 － － 180 ──────┴────┴───────┴──────────────────────── 注：1)J级油井水泥用水量，由生产厂推荐。 2)以250mL量筒为基准，3.5mL相应的百分数为1.4％。 3)升温方案10S,J级油井水泥7d后的抗压强度应不低于24h的抗压强度。 4)水泥浆稠度单位伯登(Bc) Bc表示用高温高压稠化仪测得的稠度单位伯登。 ABc表示 用常压稠化仪测得的稠度单位伯登。 当稠度单位小于30Bc时，Bc与ABc的关系为 Bc×0.69＝ABc 5)稠化时间的要求是基于在套管注水泥测得的总的注水泥时间为75％，加上25％安全系数。 6)模拟方案5的最大稠化时间要求为120min。 6 试验方法 7 检验规则 8 验收与拒收 9 标志、包装、运输、贮存(略)