ICS 75.020 E 13 备案号：57304—2017
NB
中华人民共和国能源行业标准
NB/T14004.22016
页岩气 固井工程
第2部分：水泥浆技术要求和评价方法
Shale gas well cementing engineering-
Part 2 : Performance requirements and evaluation methodologies
for cement slurries
2017—05—01实施
2016一12一05发布
国家能源局 发布 NB/T14004.2—2016
目 電次
前言
范围 2 规范性引用文件 3
术语和定义 4 技术要求 5
评价方法附录A（规范性附录）：水泥石弹性模量测定方法附录B（规范性附录） 水泥石抗拉强度测定方法参考文献 NB/T 14004.2-2016
前言
NB/T14004《页岩气固井工程》分为以下3个部分：
第1部分：技术规范；第2部分：水泥浆技术要求和评价方法：第3部分：质量监督及验收要求和方法。
本部分为NB/T14004的第2部分。 本部分按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则
起草。
本部分由能源行业页岩气标准化委员会提出并归口。 本部分主要起草单位：中国石油集团川庆钻探工程有限公司井下作业公司。 本部分参加起草单位：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院、国家能源页岩气研发
（实验）中心、中国石油集团钻井工程技术研究院固井完井研究所、中国石油股份有限公司西南油气田公司工程技术研究院、中国石油化工股份有限公司江汉石油工程有限公司、中国石油集团川庆钻探工程有限公司固井公司。
本部分主要起草人：严海兵、刘伟、方朝合、张华、郑友志、周福新、王大权、李美平、曾凡坤、 刘洋、冷永红。
II NB/T14004.2—2016
页岩气固井工程
第2部分：水泥浆技术要求和评价方法
1范围
NB/T14004的本部分规定了页岩气井固井对水泥浆性能的技术要求和评价方法。 本部分适用于页岩气井固井水泥浆设计。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB10238油井水泥 GB/T19139油井水泥试验方法 GB/T23561.7煤和岩石物理力学性质测定方法第7部分：单轴抗压强度测定及软化系数计算
方法
SY/T6466·油井水泥石性能试验方法 SY/T6544—2010油井水泥浆性能要求
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
弹性段 elastic segment 水泥石弹性模量测试中，应力应变曲线上升段中呈直线上升的部分。
4技术要求 4.1水泥种类
页岩气井固井作业应选择符合GB10238中技术要求的油井水泥。 4.2表层套管／技术套管固井水泥浆
表层套管、技术套管固井水泥浆基本性能要求按SY/T6544—2010中表层套管注水泥和技术套管注水泥的相关规定执行。 4.2.1表层套管固井水泥浆
表层套管固井水泥浆基本性能要求见表1。 NB/T 14004.2—2016
附录A （规范性附录）
水泥石弹性模量测定方法
A.1试样准备 A.1.1试样加工规格要求
水泥石测试样品按照GB/T19139所述方法制备和养护，脱模冷却后尽快加工成圆柱体试样，圆柱体直径宜为25mm±1.0mm，长度为50mm±2.0mm。试样两端面平行度应不大于0.05mm，上、下端直径偏差应不大于0.3mm轴线偏差应不大于0.25°。端面平行度、轴线偏差的测试方法按GB/T 23561.7执行。 A.1.2试样含水状态
水泥石试样应在室温条件下放置在底部有水干燥器中，不接触水面，保持一定的湿度直到进行弹性模量测试。 A.1.3试样数量
每组实验试样的数量应不少于3个。 A.2主要仪器及其技术指标 A.2.1加载设备
采用单轴或三轴应力电液伺服试验机，精度应不低于一级，满足A.3.3测试试验中加载速率的要求。 A.2.2仪器
试验机配有： a）载荷和位移传感器。 b）计算机数据采集处理系统。
A.2.3试样包裹套管
宜采用橡胶热缩管或塑料热缩管。 A.2.4压头
硬钢材质，硬度应大于洛氏硬度58HRC，压头受载面应平行。 A.2.5应变测量装置
试样应变测定宜通过电阻应变片或应变计等取得，应变装置的测量精度应小于2.5×10-5。 A.2.6检验测量工具
宜采用以下检验测量工具：
4 NB/T14004.2—2016
a）游标卡尺，最小分度值0.02mm。 b）万能角度尺、百分表及百分表架 c）水平检验台。
A.3试验步骤 A.3.1试样编号
对试样依次编号。 A.3.2尺寸测量
测量试样的长度、直径，并做好记录。 A.3.3试验测试
开动试验机，将试样用热缩管包好后置于试验机中，连接好应变测量装置。待系统稳定后施加轴向载荷直至试样破碎。加载速率选定应使试样在2min～10min能够破碎，同一组试样试验宜采用同一种载荷控制方式。采用载荷的控制通过以下方式实现：
加载应力控制。 -加载应变控制。
A.4计算方法 A.4.1轴向应变的计算
轴向应变可以直接从应变显示设备上获得，或者从变形读数计算获得，应变的读数应记录到小数点后面第六位。
轴向应变按公式（A.1）计算：
A1 1
(A.1)
式中：
一试样的轴向应变，量纲为1； △l一试样的轴向长度的改变量，单位为毫米（mm）：
试样的原始长度，单位为毫米（mm）。
A.4.2弹性模量的计算与确定
A.4.2.1弹性模量的计算
弹性模量为轴向应力应变曲线直线部分的平均倾斜度。弹性段下点宜选取应力应变上升段抗压强度30%的位置，弹性段上点宜选取应力应变曲线上升段抗压强度70%的位置。在应力应变曲线的直线段部分用线性最小二乘法拟合，其直线段部分的斜率即为试样的弹性模量。图A.1为弹性模量计算方法示意图，弹性模量值按公式（A.2）计算：
E= Aa
(A.2)
A
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