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GB10238-2005 油井水泥

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ICS 91. 100. 10
Q 11
中华人民共和国国家标准
GB 10238— 2005
代替 GB 10238— 1998
油井水泥
Oil well cement
2005-08-30 发布
________________________________________________ 2006-03-01 实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局免布
中国国家标准化管理委员会
GB 10238—2005
mm ................................................................................................................................................................... in
1 賴 ...............................................................................................................................................................1
2 规 范 性 引 用 文 件 ..........................................................................................................................................1
3 术 语 和 定 义 ..................................................................................................................................................1
4 财 ...............................................................................................................................................................2
4 . 1 级别和类型、化学和物理性能要求.........................................................................................................2
4 . 2 试 验 时 间 和 设 备 ......................................................................................................................................6
5 编 号 和 取 样 ..................................................................................................................................................6
6 细 度 试 验 ...................................................................................................................................................... 6
6 .1 方 法 ..........................................................................................................................................................................................................6
6.2 6
7 游离液 、抗压强度和稠化时间试验用水泥浆的制备...............................................................................
.
6
7.1 ix n .......................................................................................................................................................... 6
7. 2 步骤 .................................................................................................................................................7
8 游离液（游离水）试 验 方 法 ......................................................................................................................... 8
8.1 » ...................................................
.
..........................................................................................
............
8
8.2 12
8.3 12
8 . 4 游离液含量（％ )的计算......................................................................................................................... 13
8.5 餘 .......................................................................................................................................................... 13
9 抗压强度试验方法......................................................................................................................................13
9.1 歸 ...........................................................................................................................................................13
9.2 賴 ...........................................................................................................................................................15
9 . 3 抗压强度试验..........................................................................................................................................16
9 . 4 抗压强度验收要求..................................................................................................................................16
10 稠 化 时 间 试 验 方 法..................................................................................................................................16
10. 1 歸 ...................................................................................................................................................... 16
10.2 麵 ...................................................................................................................................................... 17
10.3 糊 ...................................................................................................................................................... 22
10.4 稠 化 时 间 和 稠 度 ..................................................................................................................................27
10.5 稠 化时 间 验 收 要 求 ..............................................................................................................................27
11 标志 ...........................................................................................................................................................28
12 包 装 ...........................................................................................................................................................28
I
GB 10238—2005
刖 闫
本标准第个1为强制性的，其余为推荐性的。
本标准修改采用ANSI/API IOA/ISO 10426-1—2001《固井用油井水泥与材料规范》。
本标 准与 ANSI/API 10A/ISO 10426-1—2001相 比，主要做了如下修改：
------
未采用与本标准技术内容无关的ANSI/API IOA/ISO 10426-1—200r‘第 十 三 章 膨 润 土 ” 、
“附 录 B API花押字程序”、“附 录 C采标的编辑性修改内容” 。
—— 油井水泥的取样、细度试验、化学分析方法等采用我国相应的国家标准^
本标准代替GB 10238 —1998《油井水泥》。
本标准与 GB 10238—1998相比主要变化如下：
------
对标准的编写结构和顺序作了修改，与 ANSI/API IOA/ISO 10426-1—2001 一致a
—— 依 据 ANSI/API 10A/ISO 10426-1-2001要求 ，增加了新的术语和定义。
—— 在水泥浆制备时，取消了用玻璃量筒量取试验用水的方法，采用直接称质量法。
------
游离液(游离水）试验方法由用500 m L锥形瓶称质量法代替用250 m L 量筒量取体积法，相应
地 将 G级 和 H级水泥游离液要求由不超过3. 5 m L 修改为游离液质量百分含量不得超过
5. 90%„
—— 取消了油井水泥检验规则、交货与验收。
本标准由中国建材工业协会提出。
本标准由全国水泥标准化委员会(SAC/TC 184)归口。
本标准负责起草单位：中国建筑材料科学研究院。
本标准参加起草单位：山东华银特种水泥股份有限公司、四川嘉华企业（集团）股份有限公司、抚顺
水泥股份有限公司、新疆青松建材化工股份有限公司、江南水泥股份有限公司、淄博中昌特种水泥有限
公司 、新疆天山水泥股份有限公司、四川夹江规矩水泥股份有限公司、临朐申潍特种水泥有限公司、石家
庄嘉华特种水泥股份有限公司，成都嘉华特种工程材料有限公司，山东金塔王集团鲁中水泥厂、新疆伊
梨南岗建材有限责任公司南岗水泥厂、陕西秦岭水泥集团特种水泥有限责任公司、新疆和静天山水泥有
限责任公司、甘肃九连山水泥有限责任公司。
本标准主要起草人：文寨军、王旭方、王晶、范磊、陈绍华、鞠庆、张水建、张顺、王 忠 伟 、税成彬、申文
志 、尹丽娟、蒋同笑、胡习泉。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为：
---
GB 10238— 1988,GB 10238—'1998。
GB 10238—2005
油井水泥
1范围
本标准规定了八个级别油井水泥的定义 、要 求、试验 方法 、标 志 、包装等，
本标准 适用于A 、B、C、D、E、F、G 和 H 级油井水泥的生产和检验。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有
的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究
是否可使用这些文件的最新版本，凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T 176 水泥化学分析方法（GB/T 176—1996,eqv ISO 680:1990)
GB/T 5 4 8 3 石膏和硬石音
GB/T 8 0 7 4 水 泥 比 表 面 积测定 方 法 勃 氏 法
GB 1 2 5 7 3 水泥取样方法
JC/T 6 6 7 水泥助磨剂
J J G 1 I8 增压稠化仪检定规程
J J G 1 1 9 髙压养护釜和常压养护箱检定规程
JJG 1 2 0 常压稠化仪检定规程
J J G 1 2 1 搅拌器检定规程
3术语和定义
本标准采用下列术语和定义。
1
外加剂 additive
加人水泥浆中以改善其性能的材料。
注：性能的改善通常包括:凝结时间（使用缓凝剂或促凝剂），失水，稠度等。
稠度单位 Bearden unit of consistency-伯登（Be)
由增压稠化仪测定的水泥浆稠度。
容重 bulk density
单位体积的干材料(含气）的质量。
3.
娃 酸 益 水 泥 portland cement
由硅酸盐熟料( 主要由水 硬性硅酸钙和铝酸盐组成）通常加人一种或几种类型的石膏磨细制成的
产 品 。
3.5
水 泥 级 别 cement class
按其预期用途，A P I规 定 的 表示 A P I油井水泥的不同分类。
GB 10238—2005
3.6
水 泥 类 型 cement grade
A H 规定的表示油井水泥的抗硫酸盐类别.
3.7
水泥混料 cement blend
水泥与其他材料的混合。
3.8
熟料 clinker
在水泥生产过程中由水泥窑制得，与石膏共同粉磨用于制造水泥。
3.9
抗压强度 compressives trength
水泥试样破坏时单位面积所施加的压力„
3. 10
稠化仪 consistometer
在规定的温度和压力下，用于测定水泥浆稠化时间的仪器。
3. 11
滤液 filtrate
失水试验时，在施加压力情况下水泥浆析出的液体。
3. 12
游离液free fluid
从水泥浆离析出的无色或有色液体。
3. 13
水泥净楽 neat cement slurry
由水泥和水组成的水泥浆
3. 14
高压容器 pressure vessel
稠化仪内的釜，稠化时间试验时浆杯放入其中。
3,15
奖杯 slurry cup
增压稠化仪内的容器，用于装水泥浆进行模拟实验或稠化时间试验^
3. 16
调化时间 thickening time
水泥浆达到规定的稠度时所经历的时间„
注 ：稠化时 间试 验结果 表示水 泥浆 在实 验条 件下 具有 可泵 性的 时 间^
4要求
4, 1级别和类型、化学和物理性能要求
4. 1. 1级别和类型
油井水泥分为以下级别（A、B、C\D、E、F、G和H )和 类型（C)、MSR和H S R h 外加剂或调凝剂不
能影响油井水泥的预期性能。
A级；由水硬性硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，通常加人适量 的 符合GB/T 5483的石膏经
磨细制成的产品。在 生 产 A级水泥时，允许掺人符合JC/T 667的助磨剂^该产品适合于无特殊性能
要求时使用，只有普通（〔))型 。
2
GB 10238—2005
B 级 ：由水硬性硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，通常加人 适 量的 符合 G B/T 5483的石音经
磨细制成的产品。在 生 产 B 级水泥时，允许掺人符合JC/T 667的助磨剂。该产品适合于井下条件要
求中抗或高抗硫酸盐时使用，有中抗硫酸盐(MSR)和高抗硫酸盐（H SR)2种类型。
C 级 ：由水硬性硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，通常加人适量 的 符合GB/T 5483的石竒经
磨细制成的产品。在 生 产 C 级 水 泥 时，允许掺人符合JC/T 667的助磨剂。该产品适合于井下条件要
求高的早期强度时使用，有普通(O)、中抗硫酸盐(MSR)和高抗硫酸盐(H S R)3种类型。
D级 ：由水硬性硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，通常加入 适量 的符合 GB/T 5483的石裔经
磨细制成的产品。在 生 产 D 级水泥时，允许掺人符合JC/T 667的助磨剂。此 外 ，在生产时还可选用合
适的调凝剂进行共同粉磨或混合。该产品适合于中温中压的条件下使用，有中抗硫酸盐（MSR) 和髙抗
硫酸盐（HSR)2种类型。
E级 ：由水硬性硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，通常 加人适量的符 合GB/T 5483的石膏经
磨细制成的产品。在 生产E级水泥时，允许掺人符合JC/T 667的助磨剂。此 外 ，在生产时还可选用合
适的调凝剂进行共同粉磨或混合。该产品适合于高温髙压条件下使用^有中抗硫酸盐（MSR) 和高抗硫
酸盐（H S R)2种类型 。
F级 ：由水硬性硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，通 常 加人适 量 的符 合GB/T 5483的石音经
磨细制成的产品。在 生 产 F 级水泥时 ，允许掺人符合：[C/T 667的助磨剂。此 外 ，在生产时还可选用合
适的调凝剂进行共同粉磨或混合.该产品适合于高温高压条件下使用，有中抗硫酸盐（MSR) 和高抗硫
酸盐（H SR)2种类型。
G 级 ：由水硬性硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，通 f 加人 适 量 的 符 合G B/T 5483的石音经
磨细制成的产品。在 生 产 G 级 水泥时，除了加石膏或水或两者一起与熟料相互粉磨或混合外，不得掺
加其他外加剂-该产品是一种基本油井水泥，有中抗硫酸盐（MSR)和高抗硫酸盐（HSR)2种类型。
H 级 ：由水硬性硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，通 常加人 适量 的 符合 GB/T 5483的石膏经
磨细制成的产品。在 生 产 H 级水泥时，除了加石膏或水或两者一起与熟料相互粉磨或混合外，不得掺
加其他外加剂。该产品是一种基本油井水泥,有中抗硫酸盐（MSR)和高抗硫酸盐（HSR)2种类型„
4, 1 . 2 化学要求
不同级别和类型的油井水泥应符合表1规定的相应化学要求。
水泥的化学分析应按GB/T 176规定的方法进行.
4 . 1 . 3 物理性能要求
不同级别和类型的油井水泥应符合表2规定的相应物理性能要求。
表1 化学要求
化学要求 水泥级别
A B CD.E.FGH
普通型（0)
氧化镁（MgO) ，最大值 6. 0NA6.0 NANANA
三氧化硫（so3),最大值 3. Sa NA4, 5NANANA
烧失量，最大值 3. 0NA3. 0NANANA
不溶物，最大直0, 75 NA0.75 NANA
铝酸三钙（C;A),最大值 NR NA15 NANANA
中抗硫酸盐型（MSR)
氧化镁（MgO)t最大值 NA 6.0 6. 06.0 6.0 6.0
三氧化硫〈SO:i) ，最大值 NA3. 0 3. 5 3— 0 3. 03.0
GB 10238—2005
表1(续)
化学要求 水泥级别
A B CD ,E 、F G H
烧 失 量 ，最大值 NA 3. 0 3.0 3.0 3. 0 3’ 0
不 溶 物 ，最大值 NA 0. 75 0. 75 0. 75 0. 75 0. 75
硅酸 三 钙 （c3s) ，最大值
最小值
NA
NA
NR
NR
NR
NR
NR
NR
58b
48b
58b
48h
铝 酸 三 钙（C_,A) ，最大值 NA 8 8888
以氧化钠（Na20 ) 当 量 表 示 的 总 碱 量 ，最大值 NA NR NR NR 0, 75c 0, 75c
髙抗硫酸盐型（HSR)
氧化 镁（MgO)，最大值 NA 6.0 6. 0 6. 0 6. 06.0
三氧化硫（S C U ，最大值 NA 3.0 3.5 3.0 3.0 3.0
烧 失 量 ，最大值 NA 3.0 3.0 3. 0 3.0 3.0
不 溶 钫 ，最大值 NA 0, 75 0.75 0. 75 (L 75 0r 75
硅酸 三钙（C3S) ，最大值
最小值
NA
NA
NR
NR
NR
NR
NR
NR
65b
4Sb
65b
48b
铝酸 三钙( Q A )，最大值 NA 3h 3h 3b -3h 3b
铝铁酸四钙（C, AF) + 二 倍 铝 酸 三 钙 （C3A ),最
大值 NA 24b 24b 24b 24b 24b
以氧化钠（Na£0 ) 当 量 表 示 的 总 醵 量 ，最大值 NA NR NR NR 0. 75c 0. 75c
注 ：NR— 不 要 求 tN A -不 适 用 p
a 当 A级水泥的铝酸三钙含量（以 G A表示）为 或 小 于 8% 时 ，S 03 最大含量为
h用 计 算 假 定 化 合 物 表 示 化 学 成 分 范 围 时 ，不 一 定 就 指 氧 化 物 真 正 或 完 全 以 诙 化 合 物 的 形 式 存 在 ” 当 AUO :;/
Fe,03< 0 .6 4 时A含 量 为 零 。当 A ^ 0 3/Fe:0 、>D. 6 4时 ，化 合 物 按 下 式 计 算 ：
C3A = 2. 65X S 9 X F e ；! Oz%
Q, A F= 3 .0 4 XF e 2O 3%
Ci S =4 ,07X C a O % - 7,6 0 X SiO ?% - 6 .7 2 X A l2O3% - 1 .4 3 X F e 3O3^ - 2 , 85 X S03 ^
当Al20 3/F e20 3< 0. 64 时 ，形成 氧化铁_氧化 铝-氧 化 钙 固 熔 体 (表 达 为 C5AF + C2F)，化 合 物按 下 式 计算 ：
C3S = 4.07 X C a O % - 7 . 60XSiO?% - 4 . 4SX A l,03% - 2. 86XFe20 3^ - g . 85 X S03 %
c总碱 量（以 Na2◦ 当量 表 示）应 按 下 式 计 算 ：
Na20 当 量 =0. 658XK ?Q % + Na2Q % a
表2物理性能要求
油井水泥级别 AB C D E F G H
混合水 ，占水泥质量分数/ % ( 表5) 46 46 56 38 38 38 44 38
细度 （比表 面积 ，勃 氏 法 ），最 小 值— 2/k g ，
(第6章） 280 280 400 NR NR NR NR NR
游 离 液 含 量 ，最大 值/ % ，（第 8章） NR NR NR NR NR NR 5. 90 5. 90
GB 10238—2005
表2(续>
油井水泥级别 A B Ci D EFGH
抗压
强度
(8 h
养护）
(第 9
章）
试验方案
(表 S)
最终养护
温度/ t ：
(T)
最终养护
压力/M Pa
(psi)
抗压强度，最小值/M P a (p si)
NA38
(100) 常压 1.7
(250)
1. 4
(200)
2. 1
(300) NR NR NR 2, 1
(300)
2.1
(300)
NA60
(140) 常压 NR NR NR NR NR NR 10. 3
(1500)
10, 3
(1500)
6S 110
(230)
20.7
(3000) NR NR NR 3. 4
(500) NR NR NR NR
8S 143
(290)
20. 7
(3000) NR NR NR NR 3.4
(500) NR NR NR
9S 160
(320)
20. 7
(3000) NR NR NR NR NR 3.4
(500) NR NR
抗压
强度
(24 h
养护）
(第 9
章）
试验方案
(表 6)
最终养护
温度r c
(T)
最终养护
压力/M P a
(psi)
抗压强度，最小值/M P a (psi)
NA33
(100) 常压 12.4
(1800)
10. 3
(1500)
13.8
(2000) NR NR NR NR NR
4S 77
(170)
20.7
(3000) NR NR NR 6. 9
(1000)
6, 9
(1000) NR NR NR
6S 110
(230)
20. 7
(3000) NR NR NR 13.8
(2000) NR 6, 9
(1000) NR NR
8S 143
(290)
20. 7
(3000) NR NR NR NR 13. 8
(2000) NR NR NR
9S 160
(320)
20.7
(3000) NR NR NR NR NR 6. 9
(1000) NR NR
稠化
时间
(压力、
温度
条件下）
(第10
章）
试验方案
(表 9〜
表13)
15 min 〜
30 m in最大
稠度/Bcb
稠化时间（最大值/最小值)/m in
430 90
最小值
90
最小值
90
最小值
90
最小值 NR NR NR NR
5 30 NR NR NR NR NR NR 90
最小值
90
最小值
5 30 NR NR NR NR NR NR 120
最大值
120
最大值
6 30 NR NR NR 100
最小值
100
最小值
100
最小值 NR NR
8 30 NR N R NR NR 154
最小值 NR NR NR
9 30 NR NR NR NR NR 190
最小值 NR NR
注 ：NR —不要 求，NA — 不适用。
a稠度 单 位 Bc，采 用 第 1 0 章的增压稠度仪测得，并 按 照 第 1 0 章进行校准。
GB 10238—2005
4.2试验时间和设备
4.2.1从取样到试验的时间
所取样品均应检验其是否符合本标准要求，所有试验均应在取样后7 d 内完成^
4.2.2设备
油井水泥试验用设备应符合表3要 求 。图4、图5、图9和图10是制造标准试验设备的规格尺寸,
不需要对其进行再次确认。表3油井水泥制造商必备的标准试验设备
试验或制备 油井水泥级别 相关章节 需用设备
取样 全部 第5章GB 12573规定的仪器
细度 A,B,C 第6章GB/T 8074规定的仪器及辅助设备
水泥浆制备 全部 第7章 第 7.1中规定的仪器
游离液 G，H 第8章第8 .1 中规定的仪器
常压下养护的抗压强度 A，B’C，G’H 第9章第9 .1 中规定的仪器
第9，1, 3, 2 中规定的高压养护釜除外
高压养护的抗压强度 D’E’F 第9章 第 9 .1 中规定的仪器
稠化时间 全部 第10章第10. 1 中规定的增压稠化仪
4.2.3 校准
如果试验仪 器按本标准规定的要求进 行 校准后，其 校 准 结 果在 规 定 范 围内 ，则 认为该仪器是准
确的。
5编号和取样
5. 1编号
油井水泥出厂前应按同级别、同类型编号。袋装水泥和散装水泥应分别进行编号,毎一编号应不超
过400 t ,当散装水泥运输工具的容量超过该厂规定出厂编号吨数时，允许该编号的数量超过取样规定
吨数-
5.2取样
每一编号为一取样单位，取样方法按GB 12573进行。取样应有代 表性 ，可连续取，亦可 从 20个以
上不同部位取等量样品，总量至 少 12 kg。
6细度试验
6. 1方法
油井水泥细度试验方法应按GB/T 8074进 行 。
6.2要求
油井水泥的细度要求（最小比表面积要求，以mz/k g 表 示 ）见表2。D、E、F、G和H油井水泥无细
度要求。
7游离液、抗压强度和稠化时间试验用水泥浆的制备
7.1仪器
7.1.1天平
天平应准确至称量示值的0.1% 。每 年 应校准1次。
7.1.2 砝码
砝码的准确度应符合表4要 求 。对砝码在梁上的梁式天平，砝 码 示 值 应符 合 第7. 1. 1条所规定的
要求。
6
GB 10238—2005
表4砝码允许偏差 单位为克
砝 码偏 差
1 000 士 0. 50
500 土 0_ 35
300 士0, 30
200 士 0.20
100 ±0 .1 5
50 士 0. 10
7 . 1 . 3 筛子
制备水泥浆以前，应 使用 0. 85 m m 金属筛将水泥过筛。
7 . 1 . 4 混合装置
制备油井水泥浆的混合装置是1台容 量 为1 升(或1夸脱）、底部驱动的叶片式搅拌器。
常用的混合装置的样图见图1所示。搅拌叶和搅拌容器通常由耐腐蚀材料制成。搅拌叶片总成的
装配应便于搅拌叶片的拆卸、称量 和更换。搅拌叶片在使用前应称量，当质 量 损失达到10%时应更换
叶片。当混合装置的支撑座出现渗水时，应更换整个搅拌叶片总成。
图1典型的水泥搅拌器实物图
7 . 1 . 5 校准
校准 方 法 按121进行。
7 . 2 步骤
7 . 2 . 1 过筛
制备水泥浆之前，应将水泥过筛。
7 . 2 . 2 水和水泥温度
搅 拌 前 60 3 内 ，搅 拌 器 内混 合 水 的 温度 应 为 23C 士 1\：(73下 ±2 1 0 ，水 泥 温度 应 为 23°C士1°C
(73T±2T)。
7 . 2 . 3 混合水
试验应用蒸馏水或去离子水，混 合 水应 放入 1个干净、干燥的搅拌浆杯内直接称量。不应再补加水
来弥补蒸发、润湿等所损失的水。
7 . 2 . 4 混合量
应按 表 5所示的水泥浆组分含量进行试验。由 表5所示的水泥浆组成可算出与其一致的混合水质
量分数（以干水泥质量为基准），见表2。
7 . 2 . 5 水泥与水的混合
将装有表5 规定所需质量的混合水的搅拌杯置于搅拌器的底座上，开 动 马达，保 持 4 000 r/m in士
200 r/min(66. 7 r/s 士3. 3 r/s )转 速 ，同时将水泥 样品在15 s内均匀加入。所有 水 泥加人混合水后，盖
上搅拌杯盖，继 续 以12 000 r/m〖n±500 r/min(200 r/s 土8. 3 r/s )的转速搅拌 35 s士 1 s。
7
摘要：

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分类：法规文献 价格：1库币 属性：31 页 大小：781.2KB 格式：PDF 时间：2024-07-27

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