Аннотация

               В данной работе рассмотрены вопросы преждевременного выхода из строя подвески насосно-компрессорных труб. Представлены результаты исследований механических и химических свойств металла НКТ. Даны рекомендации по дальнейшей эксплуатации.

Ключевые слова: насосно-компрессорные трубы, нефть, осложнения при эксплуатации.

Abstract

This paper discusses the issues of premature failure of the tubing suspension. The results of studies of mechanical and chemical properties of tubing metal are presented. Recommendations for further operation are given. Keywords: tubing, oil, operational complications.

Увеличение межремонтного периода работы скважины является одной из основных задач, возникающих перед специалистами, осуществляющими эксплуатацию нефтяных и газовых месторождений. Настоящая статья посвящена проблеме преждевременного выбытия скважин из эксплуатации в связи с потерей герметичности лифтового пространства насосно-компрессорных труб. Данное осложнение возникло при эксплуатации скважин оборудованных НКТ диаметром 73 мм., с толщиной стенки 5,5 мм. в АО «ТУРГАЙ ПЕТРОЛЕУМ», где эксплуатируются трубы, произведенные в соответствии со стандартом американского нефтяного института API 5СТ группа прочности N80, компанией Shengli Jilfield Highiand Petroleum Equipment Co, Ltd Китай. В результате эксплуатации появились сильная неравномерная по площади коррозия, и как результат свищи и потеря герметичности колонн. Примером являются представленные на рисунках 1 и 2 образцы НКТ со скважин №№ 2341, 2515.

а)

б)
Рис.1. Фото внутренней поверхности образцов НКТ
а) – скважина №2341, б) – скважина №2515

а)

б)

Рис. 2. Фото наружной поверхности образцов НКТ
а) — со скважины №2341, б) – со скважины №2515

На представленных фотографиях образцов НКТ видно, что на внутренней поверхности труб имеются большие очаги коррозии и на обоих из них произошла сквозная коррозия трубы с образованием свища.
С целью выяснения причин образования сквозных свищей на колоннах НКТ по ряду скважин, проведены исследования химического состава и механических свойств стали образцов труб. По полученным данным представлены сравнительные характеристики в соответствии со стандартом американского нефтяного института API 5СТ.
В соответствии со стандартом, для образцов НКТ группы прочности N80, исследуются следующие химические элементы: Р не более 0,03, S не более 0,03, остальные элементы контролируются в соответствии с паспортом труб, представленных производителем. Сводные требования и результаты исследований по представленным образцам НКТ группы прочности N80 указаны в таблице 1.

Таблица 1
Результаты химического анализа металла образцов НКТ

Примечание содержание Mo, Ti, V, Al не регламентируется.
Проведенные исследования химического состава образцов НКТ показали соответствии заявленным требованиям в соответствии со стандартом API 5CT НКТ группа прочности N80 и сертификатом качества труб завода изготовителя. В соответствии с ГОСТ 4543-71 марка стали соответствует 35 Г2.
Определение механических свойств образцов проводилось на универсальной гидравлической машине ЦМДУ-30 с усилием 30 т. Точность определения усилия составляет ± 1%. Осредненные показатели проведенных механических исследований представлены в таблице 2

Таблица 2
Результаты оценки механических свойств металла образцов НКТ

                           Проведение исследований показателей механических свойств образцов на соответствие стандарту API 5CT НКТ группа прочности N80, показала соответствие показателей полученных в результате исследований и регламентирующих документов.
Проведенные микроструктурные исследования, показали инородные включения в изломе, представленные на рисунке 3.

20 мкм
Рис.3. Электронное изображение включений в образец металла.
Оценка спектра данного включения, представленного на рисунке 4 показала, что это сульфиды.

Рис.4. Спектр включения в образец металла

Эти включения могли послужить катализатором в образовании питинговой корозии.
В заключении можно сделать следующие выводы:
— проведенная оценка химических и механических свойств образцов труб НКТ, преждевременно вышедших из эксплуатации показала соответствие стандарту API 5CT НКТ и сертификату качества завода изготовителя;
— причиной преждевременного разрушения стали послужили посторонние примеси, которые для данной группы прочности N80 стандартом не регламентируются; — оценка марки стали с ГОСТ 4543-71 показала низкий сорт — 35 Г2, к примеру, трубы российского производства имею более высокое содержание углерода, а вмести с этим высокие эксплуатационные характеристики.
Список используемых источников информации:
1. Обсадные и насосно-компрессорные трубы. Технические условия стандарт API 5CT издание 9, 09. 2011, дата введение 1.01.2012.
2. Трубы стальные, применяемые в качестве обсадных или насосно-компрессорных в нефтяной и газовой промышленности. ГОСТ Р 53366-2009 (ИСО 11960:2004).