GB 10238-2005 油井水泥

ICS91.100.10

Q11

中华人民共和国国家标准

GB10238—2005

代替GB10238—1998

油井水泥

Oilwellcement

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免布

中国国家标准化管理委员会

GB10238—2005

mmin

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

6.26

7游离液、抗压强度和稠化时间试验用水泥浆的制备.6

7.1ixn6

7.2步骤7

8游离液（游离水）试验方法8

8.1»8

8.212

8.312

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

GB10238—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/APIIOA/ISO10426-1—2001《固井用油井水泥与材料规范》。

本标准与ANSI/API10A/ISO10426-1—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/APIIOA/ISO10426-1—200r‘第十三章膨润土”、

“附录BAPI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GB10238—1998《油井水泥》。

本标准与GB10238—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/APIIOA/ISO10426-1—2001一致a

——依据ANSI/API10A/ISO10426-1-2001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500mL锥形瓶称质量法代替用250mL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3.5mL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/TC184)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、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：

GB10238—1988,GB10238—'1998。

GB10238—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/T176水泥化学分析方法（GB/T176—1996,eqvISO680:1990)

GB/T5483石膏和硬石音

GB/T8074水泥比表面积测定方法勃氏法

GB12573水泥取样方法

JC/T667水泥助磨剂

JJG1I8增压稠化仪检定规程

JJG119髙压养护釜和常压养护箱检定规程

JJG120常压稠化仪检定规程

JJG121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Beardenunitofconsistency-伯登（Be)

由增压稠化仪测定的水泥浆稠度。

容重bulkdensity

单位体积的干材料(含气）的质量。

3.

娃酸益水泥portlandcement

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cementclass

按其预期用途，API规定的表示API油井水泥的不同分类。

GB10238—2005

3.6

水泥类型cementgrade

AH规定的表示油井水泥的抗硫酸盐类别.

3.7

水泥混料cementblend

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compressivestrength

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freefluid

从水泥浆离析出的无色或有色液体。

3.13

水泥净楽neatcementslurry

由水泥和水组成的水泥浆

3.14

高压容器pressurevessel

稠化仪内的釜，稠化时间试验时浆杯放入其中。

3,15

奖杯slurrycup

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thickeningtime

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HSRh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/T5483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/T667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

GB10238—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GB/T5483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/T667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（HSR)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/T5483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/T667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(HSR)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/T5483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/T667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/T5483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/T667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（HSR)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/T5483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/T667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（HSR)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GB/T5483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/T5483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/T176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

水泥级别

化学要求

ABCD.E.FGH

普通型（0)

氧化镁（MgO)，最大值6.0NA6.0NANANA

三氧化硫（so3),最大值3.SaNA4,5NANANA

烧失量，最大值3.0NA3.0NANANA

不溶物，最大直0,75NA0.75NANA

铝酸三钙（C;A),最大值NRNA15NANANA

中抗硫酸盐型（MSR)

氧化镁（MgO)t最大值NA6.06.06.06.06.0

三氧化硫〈SO:i)，最大值NA3.03.53—03.03.0

GB10238—2005

表1(续)

水泥级别

化学要求

ABCD,E、FGH

烧失量，最大值NA3.03.03.03.03’0

不溶物，最大值NA0.750.750.750.750.75

硅酸三钙（c3s)，最大值NANRNRNR58b58b

最小值NANRNRNR48b48h

铝酸三钙（C_,A)，最大值NA88888

以氧化钠（Na20)当量表示的总碱量，最大值NANRNRNR0,75c0,75c

髙抗硫酸盐型（HSR)

氧化镁（MgO)，最大值NA6.06.06.06.06.0

三氧化硫（SCU，最大值NA3.03.53.03.03.0

烧失量，最大值NA3.03.03.03.03.0

不溶钫，最大值NA0,750.750.75(L750r75

硅酸三钙（C3S)，最大值NANRNRNR65b65b

最小值NANRNRNR4Sb48b

3b-

铝酸三钙(QA)，最大值NA3h3h3h3b

铝铁酸四钙（C,AF)+二倍铝酸三钙（C3A),最

NA24b24b24b24b24b

大值

以氧化钠（Na£0)当量表示的总醵量，最大值NANRNRNR0.75c0.75c

注：NR—不要求tNA-不适用p

a当A级水泥的铝酸三钙含量（以GA表示）为或小于8%时，S03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<0.64时A含量为零。当A^03/Fe:0、>D.64时，化合物按下式计算：

C3A=2.65XS9XFe；!Oz%

Q,AF=3.04XFe2O3%

CiS=4,07XCaO%-7,60XSiO?%-6.72XAl2O3%-1.43XFe3O3^-2,85XS03^

当Al203/Fe203<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=4.07XCaO%-7.60XSiO?%-4.4SXAl,03%-2.86XFe203^-g.85XS03%

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ABCDEFGH

混合水，占水泥质量分数/%(表5)4646563838384438

细度（比表面积，勃氏法），最小值—2/kg，

280280400NRNRNRNRNR

(第6章）

游离液含量，最大值/%，（第8章）NRNRNRNRNRNR5.905.90

GB10238—2005

表2(续>

油井水泥级别ABCEFGH

iD

最终养护最终养护

试验方案

温度/t：压力/MPa抗压强度，最小值/MPa(psi)

(表S)

(T)(psi)

381.71.42.12,12.1

NA常压NRNRNR

抗压(100)(250)(200)(300)(300)(300)

强度

6010.310,3

(8hNA常压NRNRNRNRNRNR

(140)(1500)(1500)

养护）

11020.73.4

(第96SNRNRNRNRNRNRNR

(230)(3000)(500)

章）

14320.73.4

8SNRNRNRNRNRNRNR

(290)(3000)(500)

16020.73.4

9SNRNRNRNRNRNRNR

(320)(3000)(500)

最终养护最终养护

试验方案

温度rc压力/MPa抗压强度，最小值/MPa(psi)

(表6)

(T)(psi)

3312.410.313.8

抗压NA常压NRNRNRNRNR

(100)(1800)(1500)(2000)

强度

7720.76.96,9

(24h4SNRNRNRNRNRNR

(170)(3000)(1000)(1000)

养护）

11020.713.86,9

(第96SNRNRNRNRNRNR

(230)(3000)(2000)(1000)

章）

14320.713.8

8SNRNRNRNRNRNRNR

(290)(3000)(2000)

16020.76.9

9SNRNRNRNRNRNRNR

(320)(3000)(1000)

试验方案15min〜

(表9〜30min最大稠化时间（最大值/最小值)/min

表13)稠度/Bcb

90909090

430NRNRNRNR

稠化

最小值最小值最小值最小值

时间9090

530NRNRNRNRNRNR

(压力、最小值最小值

温度120120

530NRNRNRNRNRNR

条件下）最大值最大值

(第10100100100

630NRNRNRNRNR

章）最小值最小值最小值

154

830NRNRNRNRNRNRNR

最小值

190

930NRNRNRNRNRNRNR