Обшивка за дълбоки кладенци: Окончателното ръководство за OCTG с висока-якост за ултра{1}}дълбоки нефтени и газови кладенци

Обшивката на дълбоки кладенци се отнася до високоякостни OCTG обсадни системи, специално избрани за дълбоки и ултра{1}}дълбоки нефтени и газови кладенци, където обсадните колони трябва да издържат на екстремно налягане на срутване, налягане на разрушаване, аксиални натоварвания и тежки среди в сондажа. За разлика от стандартния плитък -корпус на кладенец или PVC тръба за кладенец за вода, тръбопроводите за дълбоки кладенци трябва да издържат на екстремни комбинирани натоварвания - високо външно налягане на срутване на пласта, високо вътрешно налягане на разрушаване, масивни аксиални сили на опън, повишени температури в сондажа и в много случаи корозивни кисели среди, съдържащи сероводород (H₂S).

Тъй като глобалното проучване на въглеводороди навлиза в все по-дълбоки басейни, правилно определената обвивка на дълбоките кладенци се превърна в една от най-критичните постоянни бариери за целостта на кладенеца, осигуряваща целостта на кладенеца през 20-до-30-годишен производствен цикъл. Това ръководство консолидира стандартите на API 5CT 11-то издание (2023 г.), най-добрите инженерни практики за SPE и проверени данни за ефективността на полето от внедряването на серия дълбоки корпуси на TPCO TP-V.

1. Основни функции на обшивката на дълбоки кладенци

Корпусът на дълбок кладенец изпълнява четири не-подлежащи на преговори структурни и екологични функции, които никой друг компонент в дупката не може да замени:

• Структурна цялост на сондажа- Издържа на геостатичен и тектоничен натиск върху хиляди метри скални слоеве, за да предотврати срутването на сондажния кладенец.
• Зонална изолация- Когато е циментиран на място, изолира необичайно високи-образувания под налягане и предотвратява неконтролиран кръстосан-поток между въглеводородни полезни зони и сладководни водоносни хоризонти.
• Бариера за ограничаване на налягането- Служи като основна бариера за-контрол на кладенеца по време на сондиране, циментиране, завършване и дългосрочни-производствени операции.
• Постоянно носаче на товари- Поддържа пълното окачено тегло на обсадните колони, производствените тръби, пакери и оборудването за завършване на сондажа през целия експлоатационен живот на кладенеца.

Корпусът на PVC кладенци за вода, произведен съгласно ASTM F480, не е проектиран за дълбоки нефтени и газови приложения, тъй като не може да осигури устойчивостта на срутване, якостта на спукване, механичната надеждност и дългосрочното задържане на налягането, изисквано в кладенците за въглеводороди с високо-налягане.

2. TP-V Series High{2}}Strength Deep Coreing: Спецификации на механичните характеристики

Стандартните класове API 5CT като J55, K55, N80 и конвенционален P110 са предназначени за умерено-дълбоки конвенционални кладенци. Продукти от серия TP{7}}V на TPCO - TP110V, TP125V, TP140V, TP150V и TP155V - са подобрени патентовани високо{15}}качествени стоманени класове, въведени за първи път през 2003 г., предназначени-създадени за сложни ултра{18}}дълбоки геоложки условия открити в петролните полета Tarim, Northwest, Sinopec Southwest, Xinjiang и Zhongyuan в Китай.

Определящото предимство на класовете TP-V пред стандартния P110 е задължителното изискване за устойчивост на удар с V-прорез на Шарпи от 0 градуса, което значително намалява риска от крехко счупване при ниски-температурни условия на високо-напрежение.

2.1 TP-V серия Deep Well Coreing Таблица с механични свойства

Забележка: Изискванията за удължение за всички класове TP-V се изчисляват в съответствие с официалната формула API 5CT.

2.2 Премиум типове връзки за обшивка на дълбок кладенец

Дълбоките и свръх{0}}дълбоките кладенци изискват резбови връзки, проектирани да издържат едновременно на срутване, вътрешно налягане на провлачане и аксиално напрежение. В продуктовата линия TP-V са внедрени три основни дизайна на свързване:

1. пр.н.е. (контрастна връзка)- Използва се върху голяма-върхност с OD и междинен корпус (346,08 mm, 365,13 mm, 374,65 mm). Осигурява висока ефективност на опън и надеждни механични характеристики за приложения с корпус с голям-диаметър.
2. TP-FJ Premium връзка- Оптимизиран за средно{1}}OD свръх-дълбоко производство и междинна обвивка (182,08 mm – 206,38 mm). Балансира съпротивлението на срутване с компактна геометрия на фугата за програми за кладенци с тесен просвет.
3. TP-CQ High-Compound-Load Connection- Водещата специална нишка на TPCO за рекордно-поставяне на ултра-междинни обсадни колони, находище-доказано в кладенец KS-7 на петролното находище Tarim. Отлично се справя при едновременно напрежение, свиване и натоварване от вътрешно налягане.
4. 

3. Потвърден полеви казус: Tarim Oilfield KS-7 Ultra-Deep Well

Завършен на 12 март 2010 г., кладенецът KS-7 представлява значително ултра-приложение за обшивка на дълбоки кладенци в Китай за проектиране на обшивки на дълбоки кладенци и установи, че производителността на обшивката на дълбоки кладенци TP140V достига водещите световни OCTG стандарти.

• Спецификация на корпуса:TP140V дълбок междинен корпус, OD 273,05 mm × WT 13,84 mm, снабден с TP-CQ премиум връзки
• Обща дълбочина на настройка:7087 метра (ултра-дълбока класификация)
• Запис за внедряване:656 отделни съединения на корпуса, общо 630 метрични тона тръбно тегло, работещи в една непрекъсната операция
• Инженерно значение:Установява нов световен рекорд за едно-разгръщане на тежки високоякостни дълбоки обсадни-корпуси и решава критични предизвикателства при сондиране и циментиране в сложните геоложки формации с високо{2}}налягане на Тарим.

От 2003 г. насам TP-V серията дълбоки корпуси на кладенци е разгърната в мащаб във всички големи китайски нефтени находища, разрешавайки десетки сложни дълбоки{2}}точки при изграждането на кладенци чрез персонализирани не-стандартни високо-степени на якост и патентовани конструкции на свързване.

4. Архитектура на низове за дълбоки обсадни колони и програма за стандартен размер

Програмите за обграждане на дълбоки кладенци са проектирани в съответствие с програмите за сондиране, профилите на пластовото налягане, целите на кладенците и регулаторните изисквания.

4.1 Четири основни типа обсадни колони за дълбоки кладенци

1. Корпус на проводник- 18" – 30" OD, настроен на 40 – 100 фута. Стабилизира неконсолидирана повърхностна почва и задържа връщане на сондажна течност.
2. Повърхностна обвивка- 13⅜" – 20" OD, зададен на 300 – 2000 фута. Изисква се от екологичните разпоредби за пълно изолиране на плитки сладководни водоносни хоризонти от въглеводородно замърсяване.
3. Междинна обвивка (първично TP{0}}V приложение)- 9⅝" – 13⅜" OD, зададен на 4 000 – 12 000 фута. Критичната бариера за дълбок-кладенец срещу образувания с необичайно високо-налягане; Класовете TP140V и TP155V са основните избрани материали за екстремни натоварвания при срутване.
4. Производствен корпус/лайнер- 4½" – 9⅝" OD, настроен на обща дълбочина. Тръбопроводите и уплътненията за производство на къщи са насочени към зони за извличане на въглеводороди за дългосрочен-добив.

4.2 Спецификации на размерите на стандартна обвивка на дълбоки кладенци

5. Избор на материал за корпус на дълбок кладенец въз основа на изискванията на API 5CT

5.1 Правила за изключване на материали за обслужване на дълбоки кладенци

PVC (ASTM F480) и подсилена с фибростъкло-пластмаса (FRP) обвивка са изключени от обслужването на дълбоки кладенци поради недостатъчна температурна устойчивост и механична якост. OCTG от въглеродна стомана е най-широко използваният материал за дълбоки кладенци, докато CRA материалите могат да бъдат избрани за силно корозивни среди.

5.2 Логика за избор на степен по геоложка среда

• Средно{0}}дълбоки не-кисели кладенци (4000 – 6000 m)- Стандартна дълбока обшивка API P110 или TP110V за умерени натоварвания на срутване и опън.
• Ултра-Дълбоки Високи-Колапс Не-Sour Wells (6000 m+)- TP125V, TP140V, TP150V или TP155V с висока-якост TP-серия V с подобрена устойчивост на удар от 0 градуса.
• Кисели дълбоки кладенци (H₂S присъства)- Класове L80 обикновено се избират за работа в кисело състояние, когато са квалифицирани съгласно изискванията на NACE MR0175/ISO 15156; TPCO доставя съответните TP-SS кисели-експлоатационни варианти с висока-здравословна дълбока обвивка за предотвратяване на катастрофално сулфидно напукване под напрежение (SSC).
• Геотермални дълбоки кладенци (BHST > 140 градуса F)- Необходима е изцяло-стоманена обшивка TP-V; PVC материалите са забранени поради постоянна термична деформация и влошаване на якостта.

Критично инженерно предупреждение:Използването на класове с ниска-якост като J55 или N80 в среда с висока киселинност може значително да увеличи риска от напукване на сулфидни напрежения и преждевременна повреда на корпуса, ако е неправилно избрана за среда с кисела среда.

6. Стандартен работен процес за инсталиране на обшивка на дълбоки кладенци (Типичен работен процес за инсталиране на обшивка на дълбоки кладенци)

Правилните практики за работа и циментиране директно определят 30+ години експлоатационен живот на дълбоката обвивка. Стандартизираният процес от шест-стъпки се прилага за всички инсталации с дълбоки корпуси на кладенци TP-V:

1. Прецизно пробиване- Пробийте сондажа с 2 – 4 инча по-голям от външния диаметър на корпуса, за да създадете равномерна пръстеновидна хлабина за пълна циркулация на циментова суспензия.
2. Работещ корпус- Съединение-по-съвместно тръбно разгръщане, като всяка първокласна TP{3}}FJ / TP-CQ / BC връзка е направена до стойностите на въртящия момент,-посочени от производителя.
3. Поставяне на центратор- Равномерно разположени твърди центратори по цялата дължина на корпуса предотвратяват контакт със стената. Лошата централизация създава микро-канали за миграция на флуид в пръстена, водещата първопричина за продължително налягане в обсадната колона (SCP).
4. Циркулация на цимент- Циментовата суспензия се изпомпва надолу по вътрешния диаметър на корпуса, тече нагоре през обувката на корпуса и напълно запълва пръстеновидното пространство зад тръбата.
5. Wait on Cement (WOC)- Необходим е минимум 12 – 24 часа период на втвърдяване без операции в сондажа, за да се гарантира пълното свързване на-с-корпуса.
6. Тестване на целостта на налягането- Отворът на корпуса е под налягане, за да се изчисли номиналното налягане на пласта, за да се открият микро-течове на цимент или повреди на уплътнението на фугите, преди сондирането да бъде възобновено.

Сертификат за обсадна тръба

Свържете се с нашите OCTG експерти за цени, техническа поддръжка и бърза доставка.

7. ЧЗВ

Q1: На каква дълбочина кладенецът се класифицира като "дълбок" за целите на проектирането на обсадната колона?

В общата индустриална практика кладенци, по-дълбоки от 4000 метра, се класифицират като дълбоки кладенци, а кладенци, надвишаващи 7000 метра, се класифицират като ултра-дълбоки. Стандартната обвивка J55 и K55 не е проектирана за надеждна работа под 4000 метра, а вместо това изисква TP-V високо{11}}качество на обвивката на дълбоки кладенци.

Въпрос 2: Защо TP-V дълбоката обвивка изисква задължително изпитване на удар на Шарпи при 0 градуса, когато стандарт P110 не изисква?

Свръх{0}}дълбоките сондажи подлагат корпуса на комбинирано високо напрежение на опън и ниски подповърхностни температури. Стандартният P110 PSL1 не изисква същата допълнителна проверка на якост на удар като някои подобрени дълбоки-степени на кладенци. Наложените изисквания за минимална енергия на удара с V-прорез на Шарпи за 0 градуса за серия TP-V гарантират достатъчна пластичност и издръжливост на счупване, за да се предотврати внезапно разкъсване на тръбите в тежки условия на дълбоки-кладенци.

Q3: Може ли PVC обвивка да се използва за плитките участъци на дълбок нефтен или газов кладенец?

Не. Дори повърхностните участъци на дълбоки въглеводородни кладенци се сблъскват с геотермални температури, надвишаващи топлинната граница от 140 градуса F на PVC, заедно със следи от въглеводородни химикали, които разграждат полимерната структура. Стоманените OCTG остават основният избор за конвенционални дълбоки нефтени и газови кладенци.

Q4: Коя премиум връзка се препоръчва за 7000 m+ ултра-дълбока междинна обшивка?

Патентованата високо-съединителна-премиум връзка на TP{0}}CQ е оптималният избор, валидиран на ултра-дълбокия сондаж KS-7 Tarim от 7087 m. Неговата геометрия на резбата едновременно издържа на екстремно налягане на свиване, аксиално напрежение и вътрешно налягане на разрушаване осигурява подобрена производителност при комбинирано-натоварване в сравнение с конвенционалните API връзки при взискателни свръхдълбоки приложения.

Q5: Какъв режим на повреда възниква, ако корпусът на дълбок кладенец е инсталиран без центратори?

Корпусът се опира в едната страна на стената на сондажа, оставяйки непълно циментово покритие и тесни микро-канали за пръстени по протежение на тръбната външна част. Тези пътища за постоянна миграция на флуиди причиняват постоянно налягане в корпуса (SCP), позволяват кръстосано-замърсяване между геоложките зони и могат да доведат до пълно изоставяне на кладенец с разходи за възстановяване, надвишаващи бюджета за пробиване на нов кладенец.

Въпрос 6: Степента на обвивка на дълбоки кладенци TP-V съответства ли на международните стандарти API 5CT?

Класовете TP-V са патентовани подобрени класове, разработени извън конвенционалните класификации на API 5CT, като същевременно поддържат съвместимост с изискванията за размери и производство на API.

В7: Каква е разликата между обшивката на дълбоки кладенци и производствените тръби?

Корпусът на дълбокия кладенец е трайно циментиран към формацията на сондажа и не може да бъде изваден или заменен. Производствените тръби са сменяеми тръбопроводи с по-малък-диаметър, окачени във вътрешния диаметър на корпуса за транспортиране на нефт и газ към повърхността. Тръбите могат да бъдат изтеглени и сменени по време на ремонтни операции, без да се нарушава постоянната дълбока бариерна структура на корпуса.

Въпрос 8: Каква степен на обвивка на дълбоки кладенци се изисква за образувания, съдържащи сероводород (кисела услуга)?

Стомана клас L80, съвместима с NACE MR0175 / ISO 15156, е минималният стандарт за дълбоки кладенци с киселини, за да устои на сулфидно напукване под напрежение (SSC). За ултра-дълбоки киселинни кладенци, изискващи по-висока якост от стандарта L80, TPCO произвежда съответните TP-SS кисел-експлоатационни варианти с висока-якост на дълбоки корпуси, проектирани за комбинирано високо механично натоварване и излагане на H₂S.