论文首先从系统工程的角度出发，对环空窜流和固井质量影响因素进行了系统的分析，指出了影响固井质量的六大关键环节，并根据国内外在各类环空窜流及其影响因素上的研究现状，提出了本文的研究重点：水泥浆失重的机理。 根据实验研究需要，论文在分析水泥浆井下静态凝结特点的基础上，提出了新的水泥浆胶凝强度测量方法：在模拟井下水泥浆静态凝结过程的条件下，用未曾破坏的水泥浆结构连续测量水泥浆在凝结过程中的胶凝强度；并在此基础上，研制了可在极低的剪切速率下，真实、连续测量水泥浆在初凝前不同时刻胶凝强度应的水泥浆胶凝强度测试仪。此外，重新设计、组装了水泥浆有效浆柱压力测量装置，使装置在加热、恒温、测量精度上得到大幅度的改进。 为加深对水泥浆失重的理解和认识，论文进行了大量的水泥浆失重实验。实验结果表明： 1)水泥浆胶凝强度与水泥浆初凝之间具有良好的对应关系，可通过水泥浆的胶凝强度发展曲线来确定水泥浆的初凝时间。 2)在水泥浆凝结过程中(初凝前)，水泥浆有效浆柱压力随胶凝强度的变化关系，不是简单的均匀线性关系，而是由两段斜率不同线性关系组成的分段函数关系。 3)水泥浆体系稳定性对水泥浆失重有重要影响。水泥浆体系失水、析水越小，越有利于在候凝过程中维持高的有效浆柱压力，从而更有利于在候凝过程中压稳地层流体防窜。 4)水泥浆有效浆柱压力降至水柱压力的时间受体系稳定性、组分性能的影响，可在初凝前，也可在初凝后。笼统认为水泥浆有效浆柱压力会在初凝前、初凝后或初凝时降至水柱压力的观点有违客观实际。 5)提高水泥浆体系的沉降稳定能力和滤失控制能力，均可改善水泥浆在凝结过程中的失重，说明二者共性，能在一定程度上得到统一。 水泥将桥堵、沉降、体积收缩、整体胶凝悬挂失重机理均无法对上述实验研究结果进行合理的解释，说明机理本身存在不足。为给论文提供参考、借鉴作用，论文详细分析了上述机理存在不足的原因，并在此基础上，形成了论文研究水泥浆失重机理的思路：根据大量的水泥浆失重现象、规律，结合水泥浆本身的内部微观结构特点，研究水泥浆失重的物理过程、建立水泥浆失重的物理模型，进而研究水泥浆失重的机理。 由于水泥颗粒、外掺料颗粒对水分子、处理剂分子的强烈吸附控制作用，水泥颗粒、外掺料颗粒将与其外层水膜共同作用，形成一种类似石榴仁的新粒子。该新粒于成为水泥浆体系的基本结构组成单元，并通过控制其外层水膜的厚度和变形能力，控制体系的沉降稳定性、流变性和滤失控制能力。这就是论文提出的“石榴仁”水泥浆微观结构模型。该模型能对水泥浆体系的沉降稳定能力、滤失控制能力、流变性及其间相互关系进行合理的解释，能对众多的水泥浆配方设计实验现象、规律进行合理的解释，能对水泥浆在凝结过程中的宏观性能变化进行合理的解释，从而证实了模型本身的正确性、合理性，为从水泥浆微观结构入手研究水泥浆失重的机理奠定了坚实的理论基础。 新粒子外层水膜的重量可通过其自身良好的滑动变形能力有效传至井底，因此，在水泥将凝结的初期，尽管存在胶凝悬挂失重效应，但被悬挂的仅仅是出体系固相颗粒构成的空间网架结构；当网架结构能在等效液体中通过悬挂力而自我支撑时，网架结构胶凝悬挂失重效应结束；之后，水泥浆柱与井壁、套管表面共同作用，形成单向封闭的弹性液压体系，水泥浆进人体积收缩失重阶段，直至水泥浆初凝。这就是论文提出的水泥浆网架结构胶凝悬挂失重机理。该机理充分考虑了水泥浆体系组分、性能、环空间隙尺寸、井斜等相关因素对水泥浆失重的影响，可对众多的水泥浆失重现象、规律进行合理的解释，从而证实了机理本身的正确性和合理性，为从根本上入手彻底解决水泥浆失重的问题提供了充分的理论依据和理论技术支持。 水泥浆失重离不开水泥浆体系内部的体积收缩，那么干扰、破坏、弥补水泥浆在凝结过程中的体积收缩，即可延缓或消除水泥浆在凝结过程中的失重，从而从根本上解决水泥浆失重的问题。