ISO 10426-1:2000
(Main)Petroleum and natural gas industries — Cements and materials for well cementing — Part 1: Specification
Petroleum and natural gas industries — Cements and materials for well cementing — Part 1: Specification
Industries du pétrole et du gaz naturel — Ciments et matériaux pour la cimentation des puits — Partie 1: Spécifications
La présente partie de l'ISO 10426 traite des exigences et des recommandations relatives aux huit classes de ciments pour puits. Elle comprend les exigences chimiques et physiques, ainsi que les modes opératoires d'essais physiques. La présente partie de l'ISO 10426 s'applique aux classes de ciments pour puits A, B, C, D, E et F qui sont des produits obtenus par broyage d'un clinker de ciment Portland, additionnés, si nécessaire, de sulfate de calcium. Des additions de traitement peuvent être utilisées dans la fabrication de ciment de ces classes. Les additifs adaptés peuvent être soit broyés, soit mélangés pour la fabrication des ciments de classe D, E et F. La présente partie de l'ISO 10426 s'applique également aux classes G et H qui sont des produits obtenus en broyant un clinker de ciment Portland sans aucune addition autre que du sulfate de calcium ou de l'eau.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10426-1
First edition
2000-03-15
Petroleum and natural gas industries —
Cements and materials for well
cementing —
Part 1:
Specification
Industrie du pétrole et du gaz naturel — Ciments et matériaux de
cimentation des puits —
Partie 1: Spécifications
Reference number
ISO 10426-1:2000(E)
©
ISO 2000
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ISO 10426-1:2000(E)
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ISO 10426-1:2000(E)
Contents Page
Foreword.iv
Introduction.v
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Terms and definitions .2
4 Requirements.3
4.1 Specification, chemical and physical requirements .3
4.2 Sampling frequency, timing of tests and equipment.8
5 Sampling procedure .9
6 Fineness tests.9
6.1 Procedure .9
6.2 Requirements.9
7 Preparation of slurry for free fluid, compressive strength and thickening time tests .10
7.1 Apparatus .10
7.2 Procedure .11
8 Free-fluid test (free water).11
8.1 Apparatus .11
8.2 Calibration .16
8.3 Procedure .17
8.4 Calculation of percent free fluid.17
8.5 Acceptance requirements.18
9 Compressive strength tests .18
9.1 Apparatus .18
9.2 Procedure .19
9.3 Test procedure (derived from ASTM C 109).20
9.4 Compressive strength acceptance criteria .21
10 Thickening-time tests.22
10.1 Apparatus .22
10.2 Calibration .27
10.3 Procedure .30
10.4 Thickening time and consistency .36
10.5 Specification acceptance requirements.36
11 Marking .36
12 Packing .37
13 Bentonite .37
Annex A (informative) Calibration procedures for thermocouples, temperature-measuring systems and
controllers .38
Bibliography.40
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ISO 10426-1:2000(E)
Foreword
ISO (the International Organisation for Standardisation) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organisations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardisation.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this part of ISO 10426 may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 10426-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 67, Materials, equipment and
offshore structures for petroleum and natural gas industries, Subcommittee SC 3, Drilling and completion fluids,
and well cements.
ISO 10426 consists of the following parts, under the general title Petroleum and natural gas industries — Cements
and materials for well cementing:
� Part 1: Specification
� Part 2: Recommended practice for testing of well cement
Annex A of this part of ISO 10426 is for information only.
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ISO 10426-1:2000(E)
Introduction
This part of ISO 10426 is based on API Specification 10A, 22nd edition, January 1995.
Users of this part of ISO 10426 should be aware that further or differing requirements may be needed for individual
applications. This part of ISO 10426 is not intended to inhibit a vendor from offering, or the purchaser from
accepting, alternative equipment or engineering solutions for the individual application. This may be particularly
applicable where there is innovative or developing technology. Where an alternative is offered, the vendor should
identify any variations from this part of ISO 10426 and provide details.
In this part of ISO 10426, where practical, U.S. Customary units are included in brackets for information.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 10426-1:2000(E)
Petroleum and natural gas industries — Cements and materials for
well cementing —
Part 1:
Specification
1 Scope
This part of ISO 10426 specifies requirements and gives recommendations for eight classes of well cements,
including their chemical and physical requirements and procedures for physical testing.
This part of ISO 10426 is applicable to well cement Classes A, B, C, D, E and F, which are the products obtained
by grinding Portland cement clinker and, if needed, calcium sulfate as an interground additive. Processing additives
may be used in the manufacture of cement of these classes. Suitable set-modifying agents may be interground or
blended during manufacture of Classes D, E and F.
This part of ISO 10426 is also applicable to well cement Classes G and H, which are the products obtained by
grinding Portland cement clinker with no additives other than calcium sulfate or water.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this part of ISO 10426. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications
do not apply. However, parties to agreements based on this part of ISO 10426 are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated
references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain
registers of currently valid International Standards.
ISO 3310-1, Test sieves — Technical requirements and testing — Part 1: Test sieves of metal wire cloth.
ISO 13500, Petroleum and natural gas industries — Drilling fluid materials — Specifications and tests.
ASTM C 109/C 109M, Standard test method for compressive strength of hydraulic cement mortars (using 2-in or
[50-mm] cube specimens).
ASTM C 114, Standard test methods for chemical analysis of hydraulic cement.
ASTM C 115, Standard test methods for fineness of Portland cement by the turbidimeter .
ASTM C 183, Standard practice for sampling and the amount of testing of hydraulic cement.
ASTM C 204, Standard test method for fineness of Portland cement by air permeability apparatus.
ASTM C 465, Standard specification for processing additions for use in the manufacture of hydraulic cements.
ASTM E 220, Standard test method for calibration of thermocouples by comparison techniques.
ASTM E 1404, Standard specification for laboratory class conical flasks.
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ISO 10426-1:2000(E)
DIN 12385, Laboratory glassware, conical flasks, wide neck.
EN 196-2, Methods of testing cement — Part 2: Chemical analysis of cement.
EN 196-6, Methods of testing cement — Part 6: Determination of fineness.
EN 196-7, Methods of testing cement — Part 7: Methods of taking and preparing samples of cement.
EN 196-21, Methods of testing cement — Part 21: Determination of the chloride, carbon dioxide and alkali content
of cement.
3 Terms and definitions
For the purposes of this part of ISO 10426, the following terms and definitions apply.
3.1
additive
material added to a cement slurry to modify or enhance some desired property
NOTE Properties that are commonly modified include: setting time (by use of retarders or accelerators), fluid loss, viscosity,
etc.
3.2
Bearden unit of consistency
B
c
measure of the consistency of a cement slurry when determined on a pressurized consistometer
3.3
bulk density
mass per unit volume of a dry material containing entrained air
3.4
cement
Portland cement
ground clinker generally consisting of hydraulic calcium silicates and aluminates and usually containing one or
more forms of calcium sulfate as an interground additive
3.5
cement class
designation achieved using the ISO system of classification of well cement according to its intended use
3.6
cement grade
designation achieved using the ISO system for denoting the sulfate resistance of a particular cement
3.7
cement blend
mixture of dry cement and other dry materials
3.8
clinker
fused materials from the kiln in cement manufacturing that are interground with calcium sulfate to make cement
3.9
compressive strength
force per unit area required to crush a set cement sample
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ISO 10426-1:2000(E)
3.10
consistometer
device used to measure the thickening time of a cement slurry under temperature and pressure
3.11
filtrate
liquid that is forced out of a cement slurry during a fluid loss test
3.12
free fluid
coloured or colourless liquid which has separated from a cement slurry
3.13
neat cement slurry
cement slurry consisting of only cement and water
3.14
pressure vessel
vessel in a consistometer into which the slurry container is placed for the thickening time test
3.15
slurry container
slurry cup
container in a pressurized consistometer used to hold the slurry for conditioning purposes or for the thickening time
test
3.16
thickening time
time for a cement slurry to develop a selected B
c
NOTE The results of a thickening time test provide an indication of the length of time a cement slurry will remain pumpable
under the test conditions.
4 Requirements
4.1 Specification, chemical and physical requirements
4.1.1 Classes and grades
Well cement shall be specified using the following Classes (A, B, C, D, E, F, G and H) and Grades (O, MSR and
HSR).
A processing additive or set-modifying agent shall not prevent a well cement from performing its intended functions.
a) Class A
The product obtained by grinding Portland cement clinker, consisting essentially of hydraulic calcium silicates,
usually containing one or more forms of calcium sulfate as an interground additive. At the option of the
manufacturer, processing additives may be used in the manufacture of Class A cement, provided such
materials in the amounts used have been shown to meet the requirements of ASTM C 465.
This product is intended for use when special properties are not required. Available only in ordinary (O) Grade
(similar to ASTM C 150, Type I).
b) Class B
The product obtained by grinding Portland cement clinker, consisting essentially of hydraulic calcium silicates,
usually containing one or more forms of calcium sulfate as an interground additive. At the option of the
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manufacturer, processing additives may be used in the manufacture of Class B cement, provided such
materials in the amounts used have been shown to meet the requirements of ASTM C 465.
This product is intended for use when conditions require moderate or high sulfate-resistance. Available in both
moderate sulfate-resistant (MSR) and high sulfate-resistant (HSR) Grades (similar to ASTM C 150, Type II).
c) Class C
The product obtained by grinding Portland cement clinker, consisting essentially of hydraulic calcium silicates,
usually containing one or more forms of calcium sulfate as an interground additive. At the option of the
manufacturer, processing additives may be used in the manufacture of Class C cement, provided such
materials in the amounts used have been shown to meet the requirements of ASTM C 465.
This product is intended for use when conditions require high early strength. Available in ordinary (O),
moderate sulfate-resistant (MSR) and high sulfate-resistant (HSR) Grades (similar to ASTM C 150, Type III).
d) Class D
The product obtained by grinding Portland cement clinker, consisting essentially of hydraulic calcium silicates,
usually containing one or more forms of calcium sulfate as an interground additive. At the option of the
manufacturer, processing additives may be used in the manufacture of Class D cement, provided such
materials in the amounts used have been shown to meet the requirements of ASTM C 465. Further, at the
option of the manufacturer, suitable set-modifying agents may be interground or blended during manufacture.
This product is intended for use under conditions of moderately high temperatures and pressures. Available in
moderate sulfate-resistant (MSR) and high sulfate-resistant (HSR) Grades.
e) Class E
The product obtained by grinding Portland cement clinker, consisting essentially of hydraulic calcium silicates,
usually containing one or more forms of calcium sulfate as an interground additive. At the option of the
manufacturer, processing additives may be used in the manufacture of Class E cement, provided such
materials in the amounts used have been shown to meet the requirements of ASTM C 465. Further, at the
option of the manufacturer, suitable set-modifying agents may be interground or blended during manufacture.
This product is intended for use under conditions of high temperatures and pressures. Available in moderate
sulfate-resistant (MSR) and high sulfate-resistant (HSR) Grades.
f) Class F
The product obtained by grinding Portland cement clinker, consisting essentially of hydraulic calcium silicates,
usually containing one or more forms of calcium sulfate as an interground additive. At the option of the
manufacturer, processing additives may be used in the manufacture of Class F cement, provided such
materials in the amounts used have been shown to meet the requirements of ASTM C 465. Further, at the
option of the manufacturer, suitable set-modifying agents may be interground or blended during manufacture.
This product is intended for use under conditions of extremely high temperatures and pressures. Available in
moderate sulfate-resistant (MSR) and high sulfate-resistant (HSR) Grades.
g) Class G
The product obtained by grinding Portland cement clinker, consisting essentially of hydraulic calcium silicates,
usually containing one or more forms of calcium sulfate as an interground additive. No additives other than
calcium sulfate or water, or both, shall be interground or blended with the clinker during manufacture of
Class G well cement.
This product is intended for use as a basic well cement. Available in moderate sulfate-resistant (MSR) and
high sulfate-resistant (HSR) Grades.
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h) Class H
The product obtained by grinding Portland cement clinker, consisting essentially of hydraulic calcium silicates,
usually containing one or more forms of calcium sulfate as an interground additive. No additives other than
calcium sulfate or water, or both, shall be interground or blended with the clinker during manufacture of
Class H well cement.
This product is intended for use as a basic well cement. Available in moderate sulfate-resistant (MSR) and
high sulfate-resistant (HSR) Grades.
A well cement which has been manufactured and supplied in accordance with this part of ISO 10426 may be mixed
and placed in the field using water ratios or additives at the user’s discretion. It is not intended that manufacturing
compliance with this part of ISO 10426 be based on such field conditions.
4.1.2 Chemical requirements
Well cements shall conform to the respective chemical requirements of classes and grades referenced in Table 1.
Chemical analyses of hydraulic cements shall be carried out as specified in ASTM C 114 (or EN 196-2,
EN 196-21).
4.1.3 Physical and performance requirements
Well cement shall conform to the respective physical and performance requirements referenced in Table 2 and
specified in clauses 6, 7, 8, 9 and 10.
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ISO 10426-1:2000(E)
Table 1 — Chemical requirements
Cement Class
A B C D,E,F G H
ORDINARY GRADE (O)
Magnesium oxide (MgO), maximum, % 6,0 NA 6,0 NA NA NA
a
Sulfur trioxide (SO ), maximum, %
3,5 NA 4,5 NA NA NA
3
Loss on ignition, maximum, % 3,0 NA 3,0 NA NA NA
Insoluble residue, maximum, % 0,75 NA 0,75 NA NA NA
Tricalcium aluminate (C A), maximum, %
NR NA 15 NA NA NA
3
MODERATE SULFATE-RESISTANT GRADE (MSR)
Magnesium oxide (MgO), maximum, % NA 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0
Sulfur trioxide (SO ), maximum, %
NA 3,0 3,5 3,0 3,0 3,0
3
Loss on ignition, maximum, % NA 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0
Insoluble residue, maximum, % NA 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75
b b
Tricalcium silicate (C S) maximum, %
NA NR NR NR
58 58
3
b b
minimum, % NA NR NR NR
48 48
(3)
NA 8 8 8 8 8
Tricalcium aluminate (C A), maximum %
3
Total alkali content, expressed as sodium oxide (Na O)
c c
2
NA NR NR NR
0,75 0,75
equivalent, maximum, %
HIGH SULFATE-RESISTANT GRADE (HSR)
Magnesium oxide (MgO), maximum, % NA 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0
Sulfur trioxide (SO ), maximum, %
NA 3,0 3,5 3,0 3,0 3,0
3
Loss on ignition, maximum, % NA 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0
Insoluble residue, maximum, % NA 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75
b b
Tricalcium silicate (C S) maximum, %
NA NR NR NR
65 65
3
b b
minimum, % NA NR NR NR
48 48
Tricalcium aluminate (C A), maximum, % b b b b b
NA
3 3 3 3 3 3
Tetracalcium aluminoferrite (C AF)plus twice the
b b b b b
4
NA
24 24 24 24 24
tricalcium aluminate (C A), maximum, %
3
Total alkali content expressed as sodium oxide (Na O)
c c
2
NA NR NR NR
0,75 0,75
equivalent, maximum, %
NR = No Requirement; NA = Not Applicable
a
When the tricalcium aluminate content (expressed as C A) of the cement is 8 % or less, the maximum SO content shall be 3 %.
3 3
b
The expressing of chemical limitations by means of calculated assumed compounds does not necessarily mean that the oxides are
actually or entirely present as such compounds. When the ratio of the percentages of Al O to Fe O is 0,64 or less, the C A content is
2 3 2 3 3
zero. When the Al O to Fe O ratio is greater than 0,64, the compounds shall be calculated as follows:
2 3 2 3
C A=(2,65×%Al O )–(1,69×%Fe O )
3 2 3 2 3
C AF = 3,04 × % Fe O
4 2 3
C S = (4,07 × % CaO) – (7,60 × % SiO )–(6,72×%Al O )–(1,43×%Fe O )–(2,85×%SO )
3 2 2 3 2 3 3
When the ratio of Al O to Fe O is less than 0,64, the C S shall be calculated as follows:
2 3 2 3 3
C S = (4,07 × % CaO) – (7,60 × % SiO )–(4,48×%Al O )–(2,86×%Fe O )–(2,85×%SO )
3 2 2 3 2 3 3
c
The sodium oxide equivalent (expressed as Na O equivalent) shall be calculated by the formula:
2
Na O equivalent = (0,658 × % K O) + (% Na O)
2 2 2
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ISO 10426-1:2000(E)
Table 2 — Summary of physical and performance requirements
Well cement Class A B C D E F G H
Mix water, % mass fraction of cement (Table 5) 46 46 56 38 38 38 44 38
Fineness tests (alternative methods) (clause 6)
2
Turbidimeter (specified surface, minimum m /kg) 150 160 220 NR NR NR NR NR
2
Air permeability (specified surface, minimum m /kg) 280 280 400 NR NR NR NR NR
Free fluid content, maximum % (clause 8) NR NR NR NR NR NR 5,5 5,5
Compressive Schedule Final curing Final curing Minimum compressive strength
strength test number, temp. pressure
MPa (psi)
(8-h curing time) Table 6 °C (°F) MPa (psi)
(clause 9)
NA 38 (100) atm. 1,7 1,4 2,1 NR NR NR 2,1 2,1
(250) (200) (300) (300) (300)
NA 60 (140) atm. NR NR NR NR NR NR 10,3 10,3
(1 500) (1 500)
6S 110 (230) 20,7 (3 000) NR NR NR 3,4 NR NR NR NR
(500)
8S 143 (290) 20,7 (3 000) NR NR NR NR 3,4 NR NR NR
(500)
9S 160 (320) 20,7 (3 000) NR NR NR NR NR 3,4 NR NR
(500)
Compressive Schedule Final curing Final curing Minimum compressive strength
strength test number, temp. pressure
MPa (psi)
(24-h curing Table 6
°C (°F) MPa (psi)
time) (clause 9)
NA 38 (100) Atm. 12,4 10,3 13,8 NR NR NR NR NR
(1 800) (1 500) (2 000)
4S 77 (170) 20,7 (3 000) NR NR NR 6,9 6,9 NR NR NR
(1 000) (1 000)
6S 110 (230) 20,7 (3 000) NR NR NR 13,8 NR 6,9 NR NR
(2 000) (1 000)
8S 143 (290) 20,7 (3 000) NR NR NR NR 13,8 NR NR NR
(2 000)
9S 160 (320) 20,7 (3 000) NR NR NR NR NR 6,9 NR NR
(1 000)
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ISO 10426-1:2000(E)
Table 2 — Summary of physical and performance requirements (continued)
Well cement Class A B C D E F G H
Pressure Specifi- Maximum Thickening time (min./max.)
temperature cation test consistency
min
thickening Schedule
(15 min
time test number
to 30 min
(clause 10) Tables 9
stirring
through 13
a
period) B
c
4 30 90min. 90min. 90min. 90min. NR NR NR NR
5 30 NRNR NRNR NRNR 90min.90min.
5 30 NRNR NRNR NRNR 120max.120max.
6 30 NR NR NR 100 min. 100 min. 100 min. NR NR
8 30 NR NR NR NR 154 min. NR NR NR
9 30 NR NR NR NR NR 190 min. NR NR
a
Bearden units of consistency (B ) obtained on a pressurized consistometer as defined in clause 10 and calibrated as per the same clause.
c
NR = No Requirement
4.2 Sampling frequency, timing of tests and equipment
4.2.1 Sampling frequency
For well cement Classes C, D, E, F, G and H, a sample for testing shall be taken by either method (1): over a 24-h
interval or method (2): on a 1 000 ton (maximum) production run.
For well cement Classes A and B, a sample for testing shall be taken by either method (1): over a 14-day interval or
method (2): on a 25 000 ton (maximum) production run.
These samples shall represent the product as produced. At the choice of the manufacturer, either method (1) or
method (2) may be used.
4.2.2 Time from sampling to testing
Each sample shall be tested for conformance to this part of ISO 10426. All tests shall be completed within seven
working days after sampling.
4.2.3 Specified equipment
Equipment used for testing well cements shall comply with Table 3. Dimensions shown in Figures 5, 6, 10 and 11
are for cement specification test equipment manufacturing purposes. Dimensional recertification shall not be
required.
8 © ISO 2000 – All rights reserved
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ISO 10426-1:2000(E)
Table 3 — Specification test equipment for well-cement manufacturers
Test or preparation Well cement Clause Required equipment
classes reference
Sampling All clause 5 Apparatus specified in ASTM C 183 (or EN 196-7).
Fineness A, B, C clause 6 Turbidimeter and auxiliary equipment as specified in ASTM C 115 or air
permeability apparatus and auxiliary equipment as specified in ASTM
C 204 (or EN 196-6)
Slurry preparation All clause 7 Apparatus specified in 7.1
Free fluid
G, H clause 8 Apparatus specified in 8.1
Atmospheric pressure
A, B, C, G, H clause 9 Apparatus specified in 9.1, except pressure vessel of 9.1.3.2
compressive strength
D, E, F
Pressure cured clause 9 Apparatus specified in 9.1
compressive strength
Thickening time All clause 10 Pressurized consistometer specified in 10.1
4.2.4 Calibration
Equipment calibrated to the requirements of this part of ISO 10426 is considered to be accurate if calibration is
within the specified limits.
5 Sampling procedure
One or more of the procedures outlined in ASTM C 183 (or EN 196-7) shall be used to secure a sample of well
cement for specification testing purposes.
6 Fineness tests
6.1 Procedure
Tests for fineness of well cement shall be carried out in accordance with either the procedure in ASTM C 115 for
the turbidimeter test or the procedure in ASTM C 204 (or EN 196-6) by air permeability apparatus for the air
permeability test.
6.2 Requirements
Acceptance requirements for the fineness test are a minimum specific surface area (expressed in square metres
per kilogram) and are as given in Table 2. Cement Classes D, E, F, G an
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10426-1
Première édition
2000-03-15
Industries du pétrole et du gaz naturel —
Ciments et matériaux pour la cimentation
des puits —
Partie 1:
Spécifications
Petroleum and natural gas industries — Cements and materials for well
cementing
Part 1: Specification
Numéro de référence
ISO 10426-1:2000(F)
©
ISO 2000
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ISO 10426-1:2000(F)
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ISO 10426-1:2000(F)
Sommaire Page
Avant-propos.v
Introduction.vi
1 Domaine d’application .1
2Références normatives .1
3Termesetdéfinitions.2
4 Exigences .3
4.1 Spécifications, exigences chimiques et physiques.3
4.1.1 Classes et qualités.3
4.1.2 Exigences chimiques .5
4.1.3 Exigences physiques et relatives aux performances .5
4.2 Fréquence d’échantillonnage, programmation des essais et équipement .8
4.2.1 Fréquence d’échantillonnage.8
4.2.2 Période entre l’échantillonnage et l’essai .8
4.2.3 Équipement prescrit .8
4.2.4 Étalonnage.9
5 Échantillonnage .9
6 Essais de finesse.9
6.1 Méthode .9
6.2 Exigences .9
7Préparation du laitier pour les essais de fluide libre, de résistance à la compression et du
temps de pompabilité.10
7.1 Appareillage .10
7.1.1 Balance .10
7.1.2 Masses.10
7.1.3 Tamis.10
7.1.4 Mélangeurs.10
7.2 Mode opératoire.11
7.2.1 Tamisage .11
7.2.2 Température de l’eau et du ciment .11
7.2.3 Eau de gâchage.11
7.2.4 Quantitésdu mélange .11
7.2.5 Mélange de l’eau et du ciment.11
8 Test du fluide libre (eau libre).11
8.1 Appareillage .11
8.1.1 Consistomètre.11
8.1.2 Balances .16
8.1.3 Récipient d’essai.16
8.2 Étalonnage.16
8.2.1 Système de mesurage de la température.16
8.2.2 Vitesse de rotation du bol de laitier.16
8.2.3 Chronomètre .16
8.3 Mode opératoire.17
8.4 Calcul du pourcentage de fluide libre.17
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ISO 10426-1:2000(F)
8.5 Exigences d’acceptation.18
9 Essais de résistance à la compression.18
9.1 Appareillage.18
9.1.1 Moules cubiques et appareillage d’essai pour la résistance à la compression.18
9.1.2 Socle du moule cubique et couvercles .18
9.1.3 Bain-marie de vieillissement.18
9.1.4 Bain réfrigérant .18
9.1.5 Système de mesurage de la température.18
9.1.6 Barreau de gâchage.19
9.1.7 Agent d’étanchéité.19
9.2 Mode opératoire .19
9.2.1 Préparation des moules .19
9.2.2 Préparation et mise en place du laitier.19
9.2.3 Vieillissement .20
9.3 Mode opératoire d'essai (à partir de l’ASTM C 109).21
9.4 Critères d’acceptation de la résistance à la compression .21
10 Test du temps de pompabilité .21
10.1 Appareillage.21
10.2 Étalonnage.27
10.2.1 Généralités.27
10.2.2 Consistance.27
10.2.3 Système de mesurage de la température.30
10.2.4 Vitesse du moteur.30
10.2.5 Chronomètre.30
10.2.6 Dispositif de mesurage de la pression.30
10.3 Mode opératoire .30
10.3.1 Instructions de fonctionnement .30
10.3.2 Remplissage du récipient .30
10.3.3 Début de l’essai.30
10.3.4 Contrôle de la température et de la pression.31
10.4 Temps de pompabilité et consistance.36
10.5 Exigences d’acceptation relatives aux spécifications.36
11 Marquage .36
12 Conditionnement .37
13 Bentonite.37
Annexe A (informative) Procédure d'étalonnage des thermocouples, des systèmesdemesuragedela
température et des régulateurs .38
A.1 Méthodes d’étalonnage.38
A.2 Étalonnage des thermocouples.38
A.2.1 Équipement.38
A.2.2 Mode opératoire .38
A.3 Étalonnage des systèmes de mesurage de la température et des régulateurs .39
A.3.1 Équipement.39
A.3.2 Mode opératoire .39
Bibliographie .40
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ISO 10426-1:2000(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiéeaux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude aledroit de fairepartie ducomité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments delaprésente partie de l'ISO 10426 peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
La Norme internationale ISO 10426-1 a étéélaborée par le comité technique ISO/TC 67, Matériel, équipement,
structure en mer, pour les industries du pétrole et du gaz naturel, sous-comité SC 3, Fluides de forage et de
complétion, et ciments à puits.
L'ISO 10426 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Industries du pétrole et du gaz
naturel — Ciments et matériaux pour la cimentation des puits:
— Partie 1: Spécifications
— Partie 2: Pratique recommandée pour les essais du ciment pour les puits
L'annexe A de la présente partie de l'ISO 10426 est donnée uniquement à titre d'information.
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ISO 10426-1:2000(F)
Introduction
La présente partie de l’ISO 10426 est baséesur laspécification API 10A, 22ème édition, janvier 1995.
Il est recommandé que les utilisateurs de la présente partie de l’ISO 10426 soient informés que des exigences
différentes ou complémentaires peuvent être nécessaires pour des applications particulières. La présente partie de
l’ISO 10426 n’a pas pour intention d’empêcher un vendeur d’offrir,ouunacheteur d’accepter, des équipements ou
des solutions d’ingénierie alternatifs dans le cas de cette application particulière. Ceci pourra particulièrement
s’appliquer lorsqu’on se trouve en présence d’une technologie innovante ou en cours de développement.
Lorsqu’une autre solution est offerte, il est recommandé que le vendeur identifie toutes les différences avec la
présente partie de l’ISO 10426 et fournisse des détails.
Dans la présente partie de l’ISO 10426, pour plus de commodité, les unités couramment utilisées aux États-Unis
sont données entre parenthèses, pour information.
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NORME INTERNATIONALE ISO 10426-1:2000(F)
Industries du pétrole et du gaz naturel — Ciments et matériaux
pour la cimentation des puits —
Partie 1:
Spécifications
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 10426 traite des exigences et des recommandations relatives aux huit classes de
ciments pour puits. Elle comprend les exigences chimiques et physiques, ainsi que les modes opératoires d’essais
physiques.
La présente partie de l’ISO 10426 s’applique aux classes de ciments pour puits A, B, C, D, E et F qui sont des
produits obtenus par broyage d’un clinker de ciment Portland, additionnés, si nécessaire, de sulfate de calcium.
Des additions de traitement peuvent être utilisées dans la fabrication de ciment de ces classes. Les additifs
adaptés peuvent être soit broyés, soit mélangés pour la fabrication des ciments de classe D, E et F.
La présente partie de l’ISO 10426 s’applique également aux classes G et H qui sont des produits obtenus en
broyant un clinker de ciment Portland sans aucune addition autre que du sulfate de calcium ou de l’eau.
2Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente partie de l'ISO 10426. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s'appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente partie de l'ISO 10426 sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s'applique. Les membres de l’ISOet delaCEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 3310-1, Tamis de contrôle — Exigences techniques et vérifications — Partie 1: Tamis de contrôle en tissus
métalliques.
ISO 13500, Industries du pétrole et du gaz naturel — Fluides de forage — Spécifications et essais.
ASTM C 109/C 109M, Standard test method for compressive strength of hydraulic cement mortars (using 2-in or
[50-mm] cube specimens).
ASTM C 114, Standard test methods for chemical analysis of hydraulic cement.
ASTM C 115, Standard test method for fineness of Portland cement by the turbidimeter.
ASTM C 183, Standard practice for sampling and the amount of testing of hydraulic cement.
ASTM C 204, Standard test method for fineness of hydraulic cement by air permeability apparatus.
ASTM C 465, Standard specification for processing additions for use in the manufacture of hydraulic cements.
ASTM E 220, Standard test method for calibration of thermocouples by comparison techniques.
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ISO 10426-1:2000(F)
ASTM E 1404, Standard specification for laboratory glass conical flasks.
DIN 12385, Laboratory glassware, conical flasks, wide neck.
EN 196-2, Méthodes d’essais des ciments — Partie 2: Analyse chimique des ciments.
EN 196-6, Méthodes d’essais des ciments — Partie 6: Déterminationdelafinesse.
EN 196-7, Méthodes d’essais des ciments — Partie 7: Méthodes de prélèvement et d’échantillonnage du ciment.
EN 196-21, Méthodes d’essais des ciments — Partie 21: Détermination de la teneur en chlorures, en dioxyde de
carbone et en alcalis dans les ciments.
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente partie de l’ISO 10426, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
additif
matériau ajouté au laitier de ciment pour en modifier ou en améliorer certaines propriétés souhaitables
NOTE Les propriétés communes qui sont modifiées comprennent: modification du temps de vieillissement (grâce à
l’utilisation de retardateurs ou d’accélérateurs), contrôle du filtrat, modification de la viscosité,etc.
3.2
unité de consistance Bearden
B
c
mesure de la consistance du laitier de ciment lorsqu’elle est déterminée sur un consistomètre pressurisé
3.3
masse volumique apparente
masse par unité de volume d’un matériau sec contenant de l’air entraîné
3.4
ciment
ciment Portland
clinker broyé, composé généralement de silicates de calcium hydrauliques et d’aluminates, contenant
généralement une ou plusieurs formes de sulfate de calcium en addition aux produits broyés
3.5
classe de ciment
désignation ISO destinée à définir les différentes classifications des ciments conformément à leur utilisation prévue
3.6
qualité de ciment
désignation ISO destinée à définir la résistance aux sulfates d’un ciment particulier
3.7
mélange de ciment
mélange de ciment sec et d’autres matériaux secs
3.8
clinker
dans la fabrication du ciment, matériaux fondus au four et broyés avec du sulfate de calcium pour fabriquer du
ciment
3.9
résistance à la compression
force par unité de surface nécessaire pour écraser un échantillon de ciment donné
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ISO 10426-1:2000(F)
3.10
consistomètre
appareillage utilisé pour mesurer le temps de pompabilité d’un laitier de ciment soumis à une pression et à une
température
3.11
filtrat
liquide provenant d’un laitier de ciment pendant un essai de filtration
3.12
fluide libre
liquide coloré ou non, séparé du laitier de ciment
3.13
laitier de ciment pur
laitier de ciment composé uniquement de ciment et d’eau
3.14
récipient sous pression
partie du consistomètre dans lequel est placé le bol contenant le laitier à tester
3.15
cellule
bol
dans un consistomètre pressurisé, cellule qui contient le laitier à conditionner ou pour la mesure du temps de
pompabilité
3.16
temps de pompabilité
duréenécessaire à un laitier de ciment pour atteindre la B sélectionnée.
c
NOTE Les résultats de l’essai du temps de pompabilité donnent une indication sur la durée de pompabilité d’un laitier de
ciment dans les conditions d’essai.
4 Exigences
4.1 Spécifications, exigences chimiques et physiques
4.1.1 Classes et qualités
Le ciment pour puits doit être spécifié dans les classes (A, B, C, D, E, F, G et H) et dans les qualités(O, MSR et
HSR) suivantes.
L’addition de traitement adapté ou l’utilisation d’additifs ne doit pas empêcher un ciment pour puits de remplir les
fonctions auxquelles il est destiné.
a) Classe A
Produit obtenu par broyage d’un clinker de ciment Portland, composé essentiellement de silicates de calcium
hydrauliques, contenant généralement une ou plusieurs formes de sulfate de calcium en adjuvants de
fabrication. Au choix du fabricant, des additions de traitement peuvent être utilisées dans la fabrication du
ciment de classe A, à condition qu’il ait été prouvé que la quantité utiliséedecetypede matériaux a satisfait
aux exigences de l’ASTM C 465.
Ce produit est destinéà être utilisé lorsque des propriétésspécifiques ne sont pas requises. Il est disponible
uniquement en qualité«ordinaire» (O) (semblable au type I de l’ASTM C 150).
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ISO 10426-1:2000(F)
b) Classe B
Produit obtenu par broyage d’un clinker de ciment Portland, composé essentiellement de silicates de calcium
hydrauliques, contenant généralement une ou plusieurs formes de sulfate de calcium en adjuvants de
fabrication. Au choix du fabricant, des additions de traitement peuvent être utilisées dans la fabrication du
ciment de classe B, à condition qu’il ait été prouvé que la quantité utiliséedecetypede matériaux satisfait aux
exigences de l’ASTM C 465.
Ce produit est destinéà être utilisé lorsque les conditions nécessitent une résistance forte ou moyenne aux
sulfates. Il est disponible en qualité«résistance moyenne aux sulfates» (MSR) et en qualité«résistance forte
aux sulfates» (HSR) (semblables au type II de l’ASTM C 150).
c) Classe C
Produit obtenu par broyage d’un clinker de ciment Portland, composé essentiellement de silicates de calcium
hydrauliques, contenant généralement une ou plusieurs formes de sulfate de calcium en adjuvants de
fabrication. Au choix du fabricant, des additions de traitement peuvent être utilisées dans la fabrication du
ciment de classe C, à condition qu’il ait été prouvé que la quantité utiliséedecetypedematériaux satisfait aux
exigences de l’ASTM C 465.
Ce produit est destinéà être utilisé lorsque les conditions nécessitent une résistance initiale élevée. Il est
disponible en qualité«ordinaire» (O), en qualité«résistance moyenne aux sulfates» (MSR) et en qualité
«résistance forte aux sulfates»(HSR) (semblableautype IIIdel’ASTM C 150).
d) Classe D
Produit obtenu par broyage d’un clinker de ciment Portland, composé essentiellement de silicates de calcium
hydrauliques, contenant généralement une ou plusieurs formes de sulfate de calcium en adjuvants de
fabrication. Au choix du fabricant, des additions de traitement peuvent être utilisées dans la fabrication du
ciment de classe D, à condition qu’il ait été prouvé que la quantité utiliséedecetypedematériaux satisfait aux
exigences de l’ASTM C 465.
De plus, au choix du fabricant, des additifs adaptés peuvent être broyésoumélangés durant la fabrication. Ce
produit est destinéàêtre utilisé dans des conditions de températures et de pression modérées. Il est
disponible en qualité«résistance moyenne aux sulfates» (MSR) et «résistance forte aux sulfates» (HSR).
e) Classe E
Produit obtenu par broyage d’un clinker de ciment Portland, composé essentiellement de silicates de calcium
hydrauliques, contenant généralement une ou plusieurs formes de sulfate de calcium en adjuvants de
fabrication. Au choix du fabricant, des additions de traitement peuvent être utilisées dans la fabrication du
ciment de classe E, à condition qu’il ait été prouvé que la quantité utiliséedecetypede matériaux satisfait aux
exigences de l’ASTM C 465.
De plus, au choix du fabricant, des additifs adaptés peuvent être broyésou mélangés durant la fabrication. Ce
produit est destinéà être utilisé dans des conditions de températures et de pression élevées. Il est disponible
en qualité«résistance moyenne aux sulfates» (MSR) et «résistance forte aux sulfates» (HSR).
f) Classe F
Produit obtenu par broyage d’un clinker de ciment Portland, composé essentiellement de silicates de calcium
hydrauliques, contenant généralement une ou plusieurs formes de sulfate de calcium en adjuvants de
fabrication. Au choix du fabricant, des additions de traitement peuvent être utilisées dans la fabrication du
ciment, à condition qu’il ait été prouvé que la quantité utiliséedecetypedematériaux satisfait aux exigences
de l’ASTM C 465.
De plus, au choix du fabricant, des additifs adaptés peuvent être broyésou mélangés durant la fabrication. Ce
produit est destinéà être utilisé dans des conditions de températures et de pression
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.