第一课水泥浆流变性

5、调整旋转粘度计
将装有水泥浆的旋转粘度计浆杯置于粘度计载物台，粘度计以最低转速旋 转，向上移动浆杯使浆液到达外筒表面刻度线并固定。
6、测量数据
粘度计以最低转速旋转10秒后测刻度盘读数，然后按转速增加顺序测各转 速下的读数；再按转速降低顺序测各转速下读数。取同一转速下所测两组数值 的平均值，作为测量结果。改变转速测量时须在外筒连续旋转10秒时才能读取 读数。
3、配制水泥浆
用天平称取过20目筛的水泥样品792克，水349mL。把称量好水的恒速搅拌器 浆杯，放置搅拌器上。打开电源开关，转速设定为低速档，按下电机开关，在15s 内将水泥样品缓慢倒入恒速搅拌器浆杯中，再将转速调至高速档并搅拌35s。
4、搅拌水泥浆
浆配好的水泥浆立即倒入已经预热到52℃的常压稠化仪浆杯中，将水泥浆搅拌 20分钟后，取出浆杯，移去叶片，用玻璃棒再搅拌5秒后把水泥浆立即倒入旋转粘 度计浆杯中至刻度线。
参考《钻井液工艺学》P70
实验步骤
1、检查设备是否运转正常
在稠化仪空浆杯中放入叶轮，装上电位计盖总成，将组装好的空浆杯放入稠化 仪中，打开总电源开关和电机开关，当电机开始转动时，记录器指示读数应小于0.5 伏，变化范围不超过0.3，一切运转正常关停电机。
2、调整实验装置
设定温控器温度为52℃，向油箱中注入约15升油，使其刚好到达转枢底下。打 开“加热”开关。将常压稠化仪浆杯预热到52℃。
n

2.092
lg

300 100


K

0.511300
511n
旋转粘度计的设计结构决定的参数
0.511
1r/min=1.703s-1
600r/min（1022s-1）、 300r/min（511s-1）、 200r/min（340.7s-1）、 100r/min（170.3s-1）、 6r/min（10.22s-1）、 3r/min（5.11s-1）。
读数比值
0.94 1.0 0.82 0.85 0.98
/
平均读数
16.5 22 56.5 72 91 137
注意事项
1、如果需要加入外加剂，那么 外加剂可先溶于水中，再与水泥混合。也 可先与水泥用不锈钢勺混合均匀，再与水混合。如果外加剂能引起泡沫， 则在水中加入液体消泡剂。 2、在整个实验过程中，尽力防止水泥浆静止。 3、实验进行的每一步都要立即清洗盛放水泥浆的容器，以防水泥固化。
编写实验报告
1、按照实验报告样板编写，所有填充内容一律手写，不得打印； 2、实验报告递交时间：实验结束后的一周内交齐； 3、封面的内容也手写。
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思考题
1、哪些因素影响水泥浆流变性，其作用机理是什么？ 2、简要分析流变性能与固井施工的关系？
参考《油气井注水泥理论与应用》 刘崇建等编著P源自文库7~P59
7、数据处理
1） 根据旋转粘度计测量的数据给出水泥浆的实际流变曲线， ~ 曲线。
2）确定流变模型，分析流变参数。
实验记录
转速 r/min
3
转速递增读 数
16
转速递减读 数
17
6
22
22
100
51
62
200
66
78
300
90
92
600
137
/
水泥浆初始温度：52℃ 水泥浆最终温度：49 ℃ 报告流变性能的平均温度：50.5 ℃
选择原则：以实验水泥浆的剪切速率与剪切应力对两个 模型的吻合程度为准，其方法可用线性回归中的相关系数 或下面介绍的线性比较法（F比值法）。
线性检验的基本原理是：如果流变方程呈线性分布，对 等间距的剪切速率，其对应的剪切应力呈线性增加，如果不 满足这个规律，流变方程就应该是非线性的。据此，线性检 验方法如下:
F 200 100 200 100 300 100 300 100
当 F 0.5 0.03时，选用宾汉流变模型，反之则选用幂律流变模型。
宾汉模型 p 0.0015300 100
o 0.511300 511p
幂律模型
水泥浆流变性测定
一、实验目的 （1）掌握水泥浆流变性的测定方法 （2）掌握水泥浆流变性的计算方法 二、实验仪器与设备 高速搅拌器、六速旋转粘度计、恒温油浴、天平、玻璃棒、量筒、秒表、 水泥等。
实验仪器
常压稠化仪
恒速搅拌机
实验仪器
六速旋转粘度计
三、实验原理
水泥浆流变性与固井时水泥浆注入的流动阻力有关，影响水泥浆 对泥浆的顶替效率和固井质量。由于水泥在水中与粘土在水中有类似 的带电性和凝聚性，因此水泥浆与钻井液流变性类似，可以用描述钻 井液流变性的几种流变模式描述水泥浆的流变性。由于水泥浆是非牛 顿液体，而且不同性能的水泥浆，宾汉流变模型和幂律流变模型对其 性能描述的准确性是不同的。