本文在系统分析环空窜流和固井质量影响因素的基础上，提出了影响固井质量的六大关键环节，以及本文研究的重点-水泥浆失重的机理。在分析水泥浆井下静态凝结特点的基础上，研制了可模拟井下水泥浆静态凝结过程、真实连续测量水泥浆在初凝前不同时刻胶凝强度的水泥浆胶凝强度测试仪，改进了水泥浆有效浆柱压力测量装置、提高了装置的测量精度。实验研究了：1) 水泥浆胶凝强度与初凝时间之间的对应关系；2)水泥浆有效浆柱压力随胶凝强度的变化关系；3) 体系稳定性对水泥浆失重的影响。提出了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，以及众多水泥浆实验现象、规律等进行合理解释的“石榴仁”水泥浆微观结构模型和水泥浆网架结构胶凝悬挂失重机理，为减少或避免由于水泥浆失重、压不稳地层流体所引发的环空窜流提供了一定的理论依据及技术参考。