種類特殊油井管的應用

發布時間:2011.04.04 新聞來源:直縫胜博发_大口徑直縫胜博发_厚壁胜博发_砼泵管- 滄州超躍胜博发網 瀏覽次數:

我國內陸原油產量僅占世界總產量的5%左右,而且單口井產量低,井數多,耗管量高。隨著我國石油鑽采由東部向西部及沿海大陸架的戰略轉移,油層的深度也由淺入深,井內油氣壓力和溫度亦不
斷提高。有些油井壓力達到或超過100MPa,井底溫度超過200℃;有些油田是硫化氫、二氧化碳、負離子等共存的重腐蝕油氣。這樣的鑽采條件對油井管的要求很苛刻,一旦油井管選擇不當,造成脫扣、
壓潰和漏氣,將會使油井報廢(南疆、川西等地區的油氣井,一口井投資約3000萬-4000萬元,個別的高達1億元)。因此,對油井管質量要求越來越高,特殊油井管的用量也越來越大。目前國內特殊油井
管生產基本上是空白。因此,在我國大力開發高鋼級、特殊油井管勢在必行。
以下介紹幾種特殊油井管的特點。
1.超高強度油井管

為滿足深井和超深井的鑽采需要,API標準的鋼級通常為P110。國外已開發出比API5CT標準更嚴格、強度級別更高的油井管。超高強度套管都是特殊螺紋管。日本住友金屬工業公司的SM係列及G組、日本胜博发(NKK)公司的NK係列等均為超高強特殊螺紋套管。5000m以上的超深井,已使用NK-V150鋼級。這是由於我國有些油田的工況條件相當惡劣,使用P110鋼級時可能會出現失效事故。
2.高壓潰套管

這種套管的下井深度超過同鋼級、同壁厚的普通套管,且管柱重量相對減輕、套管內徑較大。用在3000m以上的油氣井、海洋油氣井中,其經濟效果尤為顯著。目前,在我國的四川、新疆、長慶、勝利以及東海、渤海等油田,已使用日本住友金屬工業公司的Sm-95T,Sm-110T等高壓潰套管以及日本胜博发(NKK)公司的NK-T95,NK-T110等高壓潰套管。
3.防腐蝕套管

我國一些含硫油氣田,過去在使用API標準中的L80,C90鋼級的套管時,易發生問題。近年已普遍使用日本住友金屬工業公司及日本胜博发(NKK)公司的係列防腐蝕套管,效果很好。防腐蝕套管也是特殊螺紋套管。
4.特殊螺紋油井管

國內油套管螺紋普遍為V型、圓頂錐螺紋。這種螺紋對精度要求不高,易於加工,但連接強度低,密封性差。如國內N80,P110套管,即使采用長螺紋連接,其連接率(即螺紋連接強度與套管管體強度之比)僅為65%-85%,並隨著套管鋼級的提高而降低,同時,其連接的密封性能亦差。這種螺紋主要借助於API螺紋脂來實現密封。它僅使用在100℃以下的油井中,不能滿足深井的要求。

近年來,從國外進口的特殊螺紋油套管在深井、超深井、高壓氣井以及稠油熱采井、定向井、重腐蝕井中廣泛使用。有人估計全球生產的特殊螺紋接頭油管和套管已占全部油、套管產量的21%。共同特點是接頭連接強度高,可以與管體等強度匹配,甚至有的高於管體,適用於深井、超深井。密封性能好,適用於高壓氣井、油井和熱采井。抗彎能力強,適用於斜井、大位移井、水平井。上扣容易,可快速上扣且不易錯扣,適用於沙漠、海洋等惡劣環境下的鑽井作業。
5.連續管

連續管過去主要用於修井和完井作業。連續管鑽井技術是近年來的一個研究熱點。連續管是一種強度和韌性良好的胜博发,卷在滾筒上。主要采用ERW焊管,已成功試製無縫胜博发連續管。其材料也由碳鋼發展到低合金鋼(包括淬火回火鋼)及鈦合金。目前正在研製複合材料連續管。連續管的屈服強度一般為492MPa或562MPa,現已發展到703MPa。連續管用鋼必須有良好的強韌性匹配,以保證較高的低周疲勞壽命。安東石油公司與BJ公司合作,正在開展連續油管修井作業,連續油管打撈,連續油管拖動酸化壓裂,連續油管鑽井、側鑽井等業務。
6.膨脹管

人們越來越體會到膨脹管帶來的好處。無論是鑽井還是采油,膨脹管都有廣闊的應用。通過一種機械膨脹裝置,靠液體壓力推進,推進過程中使井下管件經過塑性變形達到擴大管徑的目的。膨脹管分實體膨脹管和割縫膨脹管兩類。實體膨脹管主要用於老井的套管修補、側鑽以及多種類型的油井建井,實現單一井徑油井的建井。割縫膨脹管主要用於封隔複雜層段,代替常規割縫襯管和防砂。實體可膨脹套管的原理是利用坐放裝置將膨脹套管下入井內後,根據金屬的彈塑性變形原理,在擴管錐的作用下,於井下通過冷加工將石油管材擴到所需要的尺寸。由於直徑膨脹,膨脹管的壁厚要減小2%-5%。其直徑可以膨脹約20%,其長度縮短約8%,塑性變形極限不超過30%。實體膨脹管膨脹後,其力學性能、尺寸精度等應符合API有關標準的規定。
7.抗CO2腐蝕油井管

主要用於CO2腐蝕嚴重井,有時還用於CO2、H2S、Cl-共存包括H2O的腐蝕介質中。國外有比較成熟的產品。除APISpec5CT列有1個13Cr鋼級(L80-13Cr),各生產廠均建立了自己的非API鋼級。以川崎製鐵為例,其非API的13Cr有8個級,其中,後4個鋼級稱為超級13Cr。在CO2和H2S共存或H2S分壓未達臨界值但Cl-很高的使用環境中,13Cr鋼(包括超級13Cr)是不能滿足要求的,需要采用22Cr雙相不鏽鋼(ASF2205)或超級雙相不鏽鋼25Cr,甚至要采含Cr20%以上、含Ni30%以上的高Ni、Cr不鏽鋼和Ni基合金。上述鋼級的管材價格昂貴,低產氣田一般無力承受。因此,近年來國內外都在研究開發含Cr2-5%的經濟型抗CO2腐蝕油井管。 

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