Бесшовные обсадные трубы для нефтяных месторождений

Нефтепромысловые бесшовные обсадные трубы устанавливаются в пробуренную скважину и затем цементируются на месте. В отличие от НКТ, которые обычно размещаются внутри обсадной колонны для транспортировки добываемых жидкостей, обсадная колонна остается частью конструкции скважины и должна выдерживать нагрузки от пластового давления, операций цементирования, бурения и добычи.

Для заказов на нефтепромыслы марка, наружный диаметр, толщина стенки, соединение, длина и требования к проверке должны быть указаны вместе. О характеристиках корпуса нельзя судить только по марке стали.

Стандарты и спецификации

API 5CT — это основная международная спецификация для обсадных и насосно-компрессорных труб, используемых в нефтяных и газовых скважинах. Последняя редакция API 5CT — 11-я, с дополнением, опубликованным в 2025 году.

Для китайских проектов действующим национальным стандартом для стальных труб, используемых в качестве обсадных труб для нефтяных и газовых скважин, является GB/T 19830-2023. Он вступил в силу 1 марта 2024 г. и заменил GB/T 19830-2017.

Фактический размер обсадной колонны и ее эксплуатационные характеристики следует выбирать на основе программы скважины, конструкции обсадной колонны и применимого стандарта, а не только на основе глубины скважины.

Выбор марки стали

J55 и K55 обычно используются для обычных обсадных труб, где условия скважин не требуют более прочных марок. K55 обеспечивает более высокий заданный уровень предела текучести, чем J55, и может быть выбран, если этого требует конструкция.

N80 используется там, где требуется более высокая прочность для обычных скважин малосернистого обслуживания. N80 не следует рассматривать как автоматически подходящий для эксплуатации в кислых условиях.

L80 широко используется там, где предъявляются требования к контролируемой твердости и эксплуатации в кислой среде. Точный класс L80 и квалификационные требования должны быть подтверждены в спецификации покупки.

P110 обеспечивает более высокую прочность для требовательных конструкций обсадных колонн, включая более глубокие скважины или скважины с более высокими нагрузками, где конструкция требует более высокой прочности.

Q125 используется для изготовления высокопрочных обсадных труб. Это не просто замена P110 в каждой скважине; разрушение, разрыв, осевая нагрузка, температура и работоспособность соединения все еще требуют проверки.

Выбор бесшовных обсадных труб для нефтяных месторождений начинается с проектирования скважины

Практическая последовательность выбора обсадной колонны такова:

Глубина и нагрузка скважины → пластовое давление → условия коррозии → размер обсадной колонны → толщина стенки → марка стали → тип соединения → длина и требования к проверке.

Более глубокая скважина не требует автоматически самой высокой марки стали. Обсадную колонну необходимо проверить на предмет разрушения, разрыва и осевых нагрузок в реальных условиях бурения, цементирования и добычи.

Выбор коррозионностойких и кислых услуг

Для скважин, содержащих H₂S, выбор материала требует особого внимания к стойкости к сульфидному растрескиванию под напряжением и контролю твердости. Стандартную высокопрочную марку не следует модернизировать или заменять без проверки ее пригодности для определенных условий эксплуатации.

Для CO₂, хлоридов и других агрессивных условий выбор может потребовать использования коррозионностойких сплавов или других мер в дополнение к традиционным маркам обсадных труб. Фактическая температура, давление, состав жидкости и химический состав воды должны быть включены в техническую спецификацию.

Резьбовые соединения

Соединение является частью системы бесшовных обсадных труб нефтепромысла, а не просто вариантом отделки концов.

STC обычно используется в приложениях с короткой резьбой и муфтами, где условия и конструкция скважины позволяют использовать обычное соединение.

LTC обеспечивает более длинное резьбовое зацепление и используется в более широком диапазоне обычных обсадных труб.

BTC использует профиль опорной резьбы и широко используется там, где требуется более высокая нагрузочная способность соединения.

Для горизонтальных скважин, газовых скважин высокого давления, скважин большого дебита и других сложных условий эксплуатации могут быть выбраны соединения премиум-класса для улучшения герметизации и механических характеристик. Разъемы VAM, FOX и другие патентованные разъемы должны поставляться только в соответствии с указанной заказчиком конструкцией соединений или лицензионными требованиями.

Выбор длины

Корпуса обычно поставляются с длинами в диапазоне API:

Точные требования к диапазону и длине должны соответствовать применимым таблицам API 5CT и спецификациям покупки. Длинные соединения могут уменьшить количество соединений в обсадной колонне, но также необходимо учитывать требования к транспортировке и погрузочно-разгрузочным работам.

Типичные применения на нефтяных месторождениях

Надводная и промежуточная обсадная колонна

Используется для крепления верхнего ствола скважины, изоляции пластов и обеспечения фундамента для последующих участков бурения.

Производственный корпус

Устанавливается через продуктивный интервал и используется как часть окончательной конструкции ствола скважины.

Глубокие скважины и скважины высокого давления

Марки более высокой прочности и подходящая толщина стенок могут быть выбраны там, где более требовательны к разрушению, разрыву и осевым нагрузкам.

Горизонтальные и сланцевые скважины

При выборе обсадной колонны в дополнение к традиционной конструкции обсадной колонны необходимо учитывать изгиб, крутящий момент, сопротивление, характеристики соединения и нагрузки гидроразрыва.

Производство и контроль

Бесшовный корпус изготавливается из стальной заготовки посредством процессов горячей прокатки или прошивки с последующей отделкой, контролем размеров и обработкой резьбы в соответствии с указанным стандартом.

Проверка может включать химический состав, свойства на растяжение, твердость, где это применимо, проверку размеров, проверку дрейфа, гидростатические испытания и неразрушающий контроль, как того требуют применимые спецификации и заказ на поставку.

Размеры и калибр резьбы также важны, поскольку качество соединения зависит от точности обработки, размеров и посадки муфты.

Поставка и обработка

Мы можем поставить обсадную трубу необходимой марки стали, наружного диаметра, толщины стенки, типа и длины резьбы. Резьбовые и спаренные изделия могут быть изготовлены по заданному соединению.

При экспортных заказах оболочка может быть связана и упакована для транспортировки в контейнерах или навалом, при необходимости с использованием протекторов резьбы и защиты концов.

Заказы на проект могут также включать в себя документы о проверке и соглашения о проверке третьих сторон, таких как SGS, BV или TÜV, в соответствии с требованиями заказчика.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1: Все ли обсадные трубы нефтяных месторождений бесшовные?

Нет. API 5CT включает как бесшовные, так и электросварные обсадные трубы. Если проект конкретно требует бесшовной оболочки, в спецификации покупки должен быть четко указан тип производства.

В2: Какой стандарт следует использовать для бесшовных обсадных труб для нефтяных месторождений?

API 5CT широко используется в международных нефтегазовых проектах. Для китайских проектов национального стандарта действующим стандартом является GB/T 19830-2023, охватывающий стальные трубы для обсадных и насосно-компрессорных труб.

В3: Как мне выбрать J55, N80, L80, P110 или Q125?

Выбор зависит от расчетных нагрузок на корпус и условий эксплуатации. J55 и K55 являются общими для обычных приложений; N80 и P110 обеспечивают более высокую прочность; L80 обычно указывается там, где применяются требования к кислому обслуживанию; Q125 используется для приложений с более высокой прочностью. Окончательный выбор должен основываться на конструкции скважины и применимых технических характеристиках.

В4: Можно ли использовать N80 или P110 в кислых скважинах?

Не выбирайте оболочку для работы с H₂S, основываясь только на ее прочности. Пригодность для кислой эксплуатации зависит от марки, твердости, состояния материала и требований окружающей среды. Оболочка должна выбираться в соответствии с применимыми требованиями к эксплуатации в кислой среде.

В5: В чем разница между обсадными трубами, НКТ и бурильными трубами?

Обсадная колонна устанавливается и цементируется для поддержки и изоляции ствола скважины. Внутри обсадной колонны размещаются НКТ для транспортировки добываемых жидкостей. Бурильная труба используется во время бурения и удаляется после операции бурения.

В6: Можете ли вы поставить корпус с резьбой и муфтами?

Да. Корпус может поставляться с указанными типами резьбы API или соединениями премиум-класса, указанными в проекте, вместе с муфтами, протекторами резьбы и необходимой инспекционной документацией.