ICS91.100.10 CCSQ11 中华人民共和国国家标准 GB/T47189—2026 油井水泥浆体弹性模量试验方法 Testmethodofelasticmodulusforoilwellcementslurry 2026-02-27发布 2026-09-01实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布前 言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国建筑材料联合会提出。 本文件由全国水泥标准化技术委员会(SAC/TC184)归口。 本文件起草单位:中国建筑材料科学研究总院有限公司,中国石油天然气股份有限公司西南油气田 分公司、厦门艾思欧标准砂有限公司、天津中油渤星工程科技有限公司、中建材中研益科技有限公司、 中国石油集团渤海钻探工程有限公司第一固井公司、中国石油大学(华东)、大庆钻探工程有限公司、 嘉华特种水泥股份有限公司、郑州圣莱特空心微珠新材料有限公司、中铁十九局集团第五工程有限公 司、荆州嘉华科技有限公司、中国国检测试控股集团股份有限公司、淄博中昌特种水泥有限公司、辽宁贝 斯瑞德石油装备制造有限公司。 本文件主要起草人:高显束、郑友志、文寨军、段英南、曾建国、宋志强、闫传梁、许云龙、王敏、张水建、 蔡耀武、赵军、王旭方、柏巍、韩彬、夏元博、冯望生、王行钦、雷宇婷、付志华、许明标、曾雪玲、黄小光、 高飞、古安林、魏凤奇、周井红、张坤悦、黄文、张晔、曾荣平、王学强、冯彬、张作宏、王雅兰、郭旭、郭随华、 王晶、刘云、余杨、唐官保、姚广、沈鑫、韩振宇、孙明明。 ⅠGB/T47189—2026油井水泥浆体弹性模量试验方法 1 范围 本文件给出了油井水泥浆体弹性模量试验方法的试验原理、仪器与材料,规定了试样成型与制备、 弹性模量试验和允许差。 本文件适用于油气井固井用油井水泥浆体弹性模量的测定。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅注日期对应的版本适用于本文件;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。 GB/T6682 分析实验室用水规格和试验方法 GB/T10238 油井水泥 GB/T19139 油井水泥试验方法 GB/T40961 岩石三轴试验仪校验方法 3 术语和定义 本文件没有需要界定的术语和定义。 4 试验原理 通过三轴应力试验机的轴向加载装置施加轴向压力,通过围压加载装置施加围压,测量系统实现参 数的测量和控制,数据采集和处理系统实现测试条件下的力学数据采集和应力应变曲线的处理,根据应 力应变的关系计算得到油井水泥浆体的弹性模量。 5 仪器与材料 5.1 仪器 5.1.1 天平 最大量程应不小于2000g,分度值应不大于0.1g。 5.1.2 拌合装置 符合GB/T19139的规定。 5.1.3 养护装置 符合GB/T19139的规定。养护装置可为能满足将试样全部浸入水中的常压养护箱或高压养 1GB/T47189—2026护釜。 5.1.4 试模 每组试模可成型6个试样,单个试模尺寸为ϕ25.0mm×50.0mm。试模应由不受水泥浆侵蚀的硬 金属材料制成,洛氏硬度应不小于55HRB。试模结构示意图如图1所示。 单位为毫米 a) 盖板示意图 b) 合模示意图 c) 试模示意图 标引序号说明: 1———合模; 2———上盖板; 3———螺栓; 4———合模; 5———下盖板; 6———螺栓。 图1 试模结构示意图 5.1.5 三轴试验仪 符合GB/T40961的规定,应包括压力室、加压系统(包括轴向加载装置和围压加载装置)、测量系 统(包括压力传感器、位移传感器等)及数据采集和处理系统。应变测量精度应不大于2.5×10-5。三轴 试验仪精度应不小于1级。 2GB/T47189—20265.2 材料 5.2.1 水泥 符合GB/T10238的规定。 5.2.2 试验用水 应使用饮用水,如有争议时应使用符合GB/T6682规定的三级水。 5.2.3 外加剂 应符合相关标准的规定。 6 试样成型与制备 6.1 水泥浆制备 按照GB/T10238的规定进行。其中水泥用量为800g,用水量、外加剂及掺量按照试验或工程需 要确定。 6.2 试样养护 将制备好的水泥浆倒入试模中,放入常压养护箱或高压养护釜中在规定温度下养护至规定龄期。 6.3 试样处理 将养护至规定龄期的试样取出,如高温高压养护,待养护至规定龄期后放置于20℃±1℃的恒温 冷却水浴中冷却45min。必要时,应对试样表面进行加工处理,确保上下表面平行;在进行弹性模量试 验前,试样应放置在室温(20℃±1℃),相对湿度不小于90%的恒温恒湿养护箱内。 7 弹性模量试验 7.1 试验步骤 7.1.1 试样放置于三轴试验仪的压力室中,连接应变测量系统。 7.1.2 待测量系统稳定后施加轴向载荷直至试样破坏。采用应力控制时,应以0.05MPa/s~0.20 MPa/s的加载速率施加轴向载荷;采用位移控制时,应以0.05mm/min~0.20mm/min的加载速率施 加轴向载荷。测读轴向载荷及轴向变形,直至试样破坏,并记录破坏载荷。 7.2 计算方法 7.2.1 轴向应变的计算 轴向应变可从数据采集与处理系统获得,或者从变形读数计算而来,轴向应变的读数应记录到小数 点后第6位。 轴向应变按式(1)计算: εa=ΔL L…………………………(1) 3GB/T47189—2026 式中: εa———轴向应变,无量纲; ΔL———轴向长度的改变量,单位为毫米(mm); L———试样的原始长度,单位为毫米(mm)。 7.2.2 应力应变图 根据应力和应变的结果得到应力应变曲线图(见图2),横轴为应变,纵轴为应力。 图2 典型应力应变曲线 7.2.3 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,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弹性模量,见图2。 弹性模量值按式(2)计算: E=Δσ Δεa…………………………(2) 式中: E ———弹性模量,单位为兆帕(MPa); Δσ———轴向应力增量,单位为兆帕(MPa); Δεa———轴向应变增量,无量纲。 以一组6个试样弹性模量的平均值为试验结果。当6个测定值中有一个超出6个平均值的±10% 时,剔除这个结果,再以剩下5个的平均值为结果。当6个测定值中有2个超出平均值时,应重新进行 试验。 单个试样弹性模量结果精确至100MPa,算术平均值精确至100MPa。 4GB/T47189—2026