ปลอกบ่อลึก: คู่มือฉบับสมบูรณ์สำหรับ-OCTG ความแข็งแกร่งสูงสำหรับบ่อน้ำมันและก๊าซลึกพิเศษ-

ท่อบ่อลึกหมายถึงระบบท่อ OCTG ที่มีความแข็งแรงสูง-ซึ่งเลือกมาโดยเฉพาะสำหรับบ่อน้ำมันและก๊าซที่ลึกและลึกพิเศษ- โดยที่สายท่อจะต้องทนทานต่อแรงกดทับที่รุนแรง แรงดันระเบิด โหลดตามแนวแกน และสภาพแวดล้อมในหลุมลึกที่รุนแรง ต่างจากท่อบ่อน้ำตื้น-มาตรฐานหรือท่อบ่อน้ำ PVC ท่อบ่อน้ำลึกจะต้องทนทานต่อแรงกดที่เกิดจากการยุบตัวของชั้นหินภายนอกที่สูง - ความดันการระเบิดภายในสูง แรงดึงตามแนวแกนขนาดใหญ่ อุณหภูมิใต้หลุมเจาะที่สูงขึ้น และในหลายกรณี สภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนที่มีกรดไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S)

ในขณะที่การสำรวจไฮโดรคาร์บอนทั่วโลกรุกเข้าสู่แอ่งที่ลึกมากขึ้นเรื่อยๆ บ่อบาดาลที่มีการระบุอย่างเหมาะสมได้กลายเป็นหนึ่งในอุปสรรคถาวรในความสมบูรณ์ของบ่อถาวรที่สำคัญที่สุด ซึ่งรับประกันความสมบูรณ์ของบ่อตลอดวงจรชีวิตการผลิต 20- ถึง 30 ปี คู่มือนี้รวมมาตรฐาน API 5CT 11th Edition (2023) แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดด้านวิศวกรรม SPE และตรวจสอบข้อมูลประสิทธิภาพภาคสนามจากการปรับใช้เคสหลุมลึกซีรีส์ TPCO TP-V

1. ฟังก์ชั่นหลักของ Deep Well Casing

เคสหลุมลึกตอบสนองการทำงานด้านโครงสร้างและสิ่งแวดล้อมที่ไม่สามารถต่อรองได้-สี่ประการ ซึ่งไม่มีส่วนประกอบในหลุมลึกอื่นใดสามารถทดแทนได้:

• ความสมบูรณ์ของโครงสร้างหลุมเจาะ- ต้านทานแรงกดดันจากธรณีสถิตและเปลือกโลกเหนือชั้นหินหลายพันเมตร เพื่อป้องกันการพังทลายของหลุมเจาะ
• การแยกโซน- เมื่อประสานเข้าที่ จะปิดผนึกการก่อตัวของความดันสูง-ที่ผิดปกติ และป้องกันการไหลข้าม-ที่ไม่สามารถควบคุมได้ระหว่างเขตจ่ายไฮโดรคาร์บอนและชั้นหินอุ้มน้ำน้ำจืด
• แผงกั้นบรรจุแรงดัน- ทำหน้าที่เป็นอุปสรรคในการควบคุมหลุมหลัก-ระหว่างการขุดเจาะ การประสาน การทำให้เสร็จสมบูรณ์ และ-การดำเนินการผลิตในระยะยาว
• ผู้ให้บริการโหลดถาวร- รองรับน้ำหนักแบบแขวนทั้งหมดของสายท่อ ท่อการผลิต เครื่องบรรจุ และอุปกรณ์การทำให้เสร็จในหลุมเจาะตลอดอายุการใช้งานทั้งหมดของบ่อ

ปลอกบ่อน้ำ PVC ที่ผลิตภายใต้ ASTM F480 ไม่ได้ออกแบบมาสำหรับการใช้งานน้ำมันและก๊าซในระดับลึก เนื่องจากไม่สามารถต้านทานการยุบตัว ความแข็งแรงในการระเบิด ความน่าเชื่อถือทางกล และ-การกักเก็บแรงดันในระยะยาวซึ่งจำเป็นใน-บ่อไฮโดรคาร์บอนแรงดันสูง

2. TP-V ซีรี่ส์ High-ปลอกบ่อน้ำลึกที่มีความแข็งแรงสูง: ข้อมูลจำเพาะด้านประสิทธิภาพทางกล

เกรด API 5CT มาตรฐาน เช่น J55, K55, N80 และ P110 ทั่วไป ได้รับการออกแบบมาสำหรับหลุมทั่วไปที่มีความลึกปานกลาง- ผลิตภัณฑ์ซีรีส์ TPCO TP-V - TP110V, TP125V, TP140V, TP150V และ TP155V - ได้รับการปรับปรุงเกรดเหล็กกล้าความแข็งแรงสูง-ที่เป็นเอกสิทธิ์เฉพาะที่เปิดตัวครั้งแรกในปี 2003 โดยมีวัตถุประสงค์-สร้างขึ้นสำหรับสภาพทางธรณีวิทยาที่ลึกเป็นพิเศษ-ที่ซับซ้อนซึ่งพบใน Tarim ของจีน แหล่งน้ำมันทางตะวันตกเฉียงเหนือ, ซิโนเปคตะวันตกเฉียงใต้, ซินเจียงและจงหยวน

ข้อได้เปรียบที่กำหนดของเกรด TP-V ที่เหนือกว่า P110 มาตรฐานคือข้อกำหนดด้านความทนทานต่อแรงกระแทกแบบชาร์ปี V- รอยบาก 0 องศา ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการแตกหักเปราะได้อย่างมากภายใต้สภาวะความเค้น-ที่อุณหภูมิต่ำ-

2.1 TP-ตารางคุณสมบัติทางกลของปลอกบ่อน้ำลึก ซีรีส์ V

หมายเหตุ: ข้อกำหนดการยืดตัวสำหรับเกรด TP-V ทั้งหมดคำนวณตามสูตร API 5CT อย่างเป็นทางการ

2.2 ประเภทการเชื่อมต่อระดับพรีเมียมสำหรับปลอกบ่อลึก

บ่อน้ำลึกและลึกพิเศษ-จำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อแบบเกลียวที่ออกแบบมาให้ต้านทานการยุบตัว แรงดันครากภายใน และความตึงในแนวแกนไปพร้อมๆ กัน การออกแบบการเชื่อมต่อหลักสามแบบถูกปรับใช้ทั่วทั้งสายผลิตภัณฑ์ TP-V:

1. BC (การเชื่อมต่อยัน)- ใช้กับพื้นผิว OD ขนาดใหญ่-และปลอกกลาง (346.08 มม., 365.13 มม., 374.65 มม.) ให้ประสิทธิภาพแรงดึงสูงและประสิทธิภาพทางกลที่เชื่อถือได้สำหรับการใช้งานท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่-
2. TP-การเชื่อมต่อ FJ พรีเมียม- ปรับให้เหมาะสมสำหรับสื่อ-OD พิเศษ-การผลิตเชิงลึกและปลอกกลาง (182.08 มม. – 206.38 มม.) ปรับสมดุลความต้านทานการยุบตัวด้วยรูปทรงข้อต่อที่กะทัดรัดสำหรับโปรแกรมหลุมเจาะที่แคบ
3. การเชื่อมต่อโหลด TP-CQ สูง-แบบผสม-- เกลียวพิเศษที่โดดเด่นของ TPCO สำหรับการบันทึก-การวางท่อระดับกลางที่ลึกเป็นพิเศษ- ได้รับการพิสูจน์แล้วในภาคสนาม-ในบ่อน้ำมัน Tarim KS-7 ทำได้ดีเยี่ยมภายใต้แรงตึง การพังทลาย และการรับแรงดันภายในพร้อมกัน
4. 

3. กรณีศึกษาภาคสนามที่ได้รับการตรวจสอบแล้ว: Tarim Oilfield KS-7 บ่อน้ำลึกพิเศษ

เสร็จสมบูรณ์เมื่อวันที่ 12 มีนาคม 2010 หลุม KS-7 แสดงถึงการใช้งานท่อบ่อลึกพิเศษ-ที่สำคัญในประเทศจีนสำหรับวิศวกรรมท่อหลุมลึก และเป็นที่ยอมรับว่าประสิทธิภาพของท่อหลุมลึก TP140V บรรลุมาตรฐาน OCTG ชั้นนำของโลก

• ข้อกำหนดปลอก:เคสกลางลึก TP140V, OD 273.05 มม. × WT 13.84 มม. ติดตั้งด้วยการเชื่อมต่อ TP- CQ ระดับพรีเมียม
• ความลึกการตั้งค่าทั้งหมด:7,087 เมตร (การจำแนกประเภทที่ลึกมาก-)
• บันทึกการปรับใช้:ข้อต่อปลอกแต่ละส่วน 656 ชิ้น น้ำหนักท่อรวม 630 เมตริกตัน ทำงานต่อเนื่องเพียงครั้งเดียว
• ความสำคัญทางวิศวกรรม:สร้างสถิติโลกใหม่สำหรับ-การใช้งานท่อลึกที่มีความแข็งแรงสูง-หนักและหนัก และแก้ไขปัญหาการขุดเจาะและการประสานที่สำคัญในการก่อตัวทางธรณีวิทยาแรงดันสูง-ที่ซับซ้อนของ Tarim

ตั้งแต่ปี 2003 เป็นต้นมา ท่อบ่อน้ำลึกซีรีส์ TP- ได้ถูกนำไปใช้ในขนาดต่างๆ ในแอ่งบ่อน้ำมันหลักๆ ของจีนทั้งหมด ซึ่งช่วยแก้ปัญหา-จุดยุ่งยากในการก่อสร้างบ่อน้ำลึกที่ซับซ้อนหลายสิบจุดผ่านเกรดความแข็งแกร่ง-ระดับสูงที่ไม่ได้มาตรฐานที่กำหนดเองและการออกแบบการเชื่อมต่อที่เป็นกรรมสิทธิ์

4. สถาปัตยกรรมสตริงปลอกบ่อลึกและโปรแกรมขนาดมาตรฐาน

โปรแกรมการวางท่อบ่อน้ำลึกได้รับการออกแบบตามโปรแกรมการขุดเจาะ โปรไฟล์แรงดันของชั้นหิน วัตถุประสงค์ของหลุม และข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ

4.1 ประเภทสตริงปลอกบ่อน้ำลึกหลักสี่ประเภท

1. ปลอกตัวนำ- 18" – 30" OD ตั้งค่าที่ 40 – 100 ฟุต รักษาเสถียรภาพของดินบนพื้นผิวที่ไม่มีการรวมตัวกันและมีของเหลวจากการขุดเจาะไหลกลับ
2. ปลอกพื้นผิว- 13⅜" – 20" OD ตั้งค่าที่ 300 – 2,000 ฟุต ตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมเพื่อแยกชั้นหินอุ้มน้ำน้ำจืดตื้นจากการปนเปื้อนของไฮโดรคาร์บอนอย่างสมบูรณ์
3. ปลอกระดับกลาง (แอปพลิเคชัน TP{0}}V หลัก)- 9⅝" – 13⅜" OD ตั้งไว้ที่ 4,000 – 12,000 ฟุต เป็นแนวกั้นบ่อน้ำลึกวิกฤต-ที่ป้องกันการเกิดแรงดันน้ำสูงผิดปกติ- เกรด TP140V และ TP155V คือการเลือกวัสดุหลักสำหรับการรับน้ำหนักที่ยุบตัวมาก
4. ผลิตปลอก/ไลเนอร์- 4½" – 9⅝" OD ตั้งค่าเป็นความลึกทั้งหมด โรงผลิตท่อและซีลมีเป้าหมายไปที่เขตจ่ายไฮโดรคาร์บอนเพื่อการสกัดระยะยาว-

4.2 ข้อกำหนดมิติขนาดท่อบ่อลึกมาตรฐาน

5. การเลือกวัสดุปลอกบ่อลึกตามข้อกำหนด API 5CT

5.1 กฎการยกเว้นวัสดุสำหรับการบริการบ่อลึก

เคส PVC (ASTM F480) และไฟเบอร์กลาส-เสริมพลาสติก (FRP) ไม่รวมอยู่ในการบริการบ่อลึกเนื่องจากความต้านทานต่ออุณหภูมิและความแข็งแรงเชิงกลไม่เพียงพอ เหล็กกล้าคาร์บอน OCTG เป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับบ่อลึก ในขณะที่วัสดุ CRA อาจเลือกใช้สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนสูง

5.2 ตรรกะการเลือกเกรดตามสภาพแวดล้อมทางธรณีวิทยา

• บ่อน้ำเปรี้ยว-ความลึกปานกลาง- (4,000 – 6,000 ม.)- โครงสร้างแบบลึก API P110 หรือ TP110V มาตรฐานสำหรับการยุบตัวและแรงดึงปานกลาง
• อัลตร้า-ลึกสูง-ไม่ยุบ-บ่อน้ำเปรี้ยว (6,000 m+)เกรด - TP125V, TP140V, TP150V หรือ TP155V -TP ความแข็งแรงสูง- ซีรีส์ V พร้อมความทนทานต่อแรงกระแทก 0 องศาที่ได้รับการปรับปรุง
• บ่อน้ำลึกเปรี้ยว (ปัจจุบัน H₂S)- โดยทั่วไปเกรด L80 จะถูกเลือกสำหรับบริการที่มีรสเปรี้ยวเมื่อผ่านการรับรองตามข้อกำหนดของ NACE MR0175/ISO 15156 TPCO จัดหา TP-SS sour-บริการสูง-รูปแบบปลอกลึกที่มีความแข็งแรงสูงเพื่อป้องกันการแตกร้าวจากความเครียดซัลไฟด์จากภัยพิบัติ (SSC)
• บ่อน้ำลึกความร้อนใต้พิภพ (BHST > 140 องศา F)ต้องใช้ปลอกเหล็ก - TP- V ทั้งหมด ห้ามใช้วัสดุพีวีซีเนื่องจากการเสียรูปเนื่องจากความร้อนอย่างถาวรและการเสื่อมสภาพของความแข็งแรง

คำเตือนทางวิศวกรรมที่สำคัญ:การใช้เกรดที่มีความเข้มข้นต่ำ- เช่น J55 หรือ N80 ในสภาพแวดล้อมที่มีรสเปรี้ยวจัดอาจเพิ่มความเสี่ยงของการแตกร้าวจากความเค้นซัลไฟด์และความล้มเหลวของปลอกโลหะก่อนกำหนดอย่างมาก หากเลือกไม่เหมาะสมสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีรสเปรี้ยว

6. ขั้นตอนการติดตั้งท่อบ่อลึกมาตรฐาน (ขั้นตอนการติดตั้งท่อบ่อลึกทั่วไป)

แนวทางปฏิบัติในการวิ่งและการประสานอย่างเหมาะสมจะกำหนดอายุการใช้งานของปลอกลึกโดยตรง 30+ ปี กระบวนการหกขั้นตอนมาตรฐาน-นำไปใช้กับการติดตั้งท่อบ่อลึก TP-V ทั้งหมด:

1. การเจาะที่แม่นยำ- เจาะหลุมเจาะให้ใหญ่กว่า OD ของปลอก 2 – 4 นิ้ว เพื่อสร้างระยะห่างวงแหวนที่สม่ำเสมอเพื่อการหมุนเวียนของสารละลายซีเมนต์ได้เต็มที่
2. การทำงานของปลอก- ข้อต่อ-โดย-การติดตั้งท่อร่วม โดยมีการเชื่อมต่อ TP-FJ / TP-CQ / BC ระดับพรีเมียมแต่ละรายการที่สร้างขึ้นตามค่าแรงบิดที่ผู้ผลิตระบุ-
3. ตำแหน่งเซ็นทรัลไลเซอร์- ตัวรวมศูนย์ที่แข็งแรงซึ่งมีระยะห่างเท่ากันตลอดความยาวเคสป้องกันการสัมผัสกับผนัง การรวมศูนย์ที่ไม่ดีจะสร้างช่องทางการเคลื่อนตัวของของเหลววงแหวนขนาดเล็ก- ซึ่งเป็นสาเหตุหลักของแรงดันเคสซิ่งที่ยั่งยืน (SCP)
4. การไหลเวียนของปูนซีเมนต์- สารละลายซีเมนต์ถูกสูบลงไปตาม ID ของท่อ ไหลขึ้นด้านบนผ่านรองเท้าของท่อ และเติมวงแหวนที่อยู่ด้านหลังท่อจนเต็ม
5. รอออนซีเมนต์ (WOC)- จำเป็นต้องมีระยะเวลาการบ่มขั้นต่ำ 12 – 24 ชั่วโมงโดยไม่มีการดำเนินการในหลุมเจาะเพื่อรับประกันการก่อตัวเต็มรูปแบบ-เพื่อ-ความสมบูรณ์ของพันธะของปลอกหุ้ม
6. การทดสอบความสมบูรณ์ของแรงดัน- รูของปลอกหุ้มได้รับแรงดันเพื่อออกแบบพิกัดแรงดันของชั้นหินเพื่อตรวจจับรอยรั่วระดับไมโคร-ของซีเมนต์หรือความล้มเหลวของซีลข้อต่อก่อนที่จะทำการเจาะต่อ

ใบรับรองท่อปลอก

ติดต่อผู้เชี่ยวชาญ OCTG ของเราเพื่อขอราคา การสนับสนุนทางเทคนิค และการจัดส่งที่รวดเร็ว

7. คำถามที่พบบ่อย

คำถามที่ 1: ความลึกใดที่จัดว่าเป็น "ลึก" เพื่อวัตถุประสงค์ในการออกแบบเคส

ในทางปฏิบัติทางอุตสาหกรรมทั่วไป บ่อที่ลึกกว่า 4,000 เมตรจัดเป็นบ่อลึก และบ่อที่ลึกเกิน 7,000 เมตรจัดเป็นบ่อลึกพิเศษ- ท่อมาตรฐาน J55 และ K55 ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อการบริการที่เชื่อถือได้ที่ระดับความสูงต่ำกว่า 4,000 เมตร โดยต้องใช้เกรดท่อบ่อลึกที่มีความแข็งแรงสูง TP-V - แทน

คำถามที่ 2: เหตุใด TP-เคสลึก V จึงจำเป็นต้องมีการทดสอบแรงกระแทกแบบชาร์ปี 0 องศา ในเมื่อ P110 มาตรฐานไม่บังคับ

หลุมเจาะลึกพิเศษ-จะถูกหุ้มด้วยแรงดึงสูงและอุณหภูมิใต้ผิวดินต่ำ มาตรฐาน P110 PSL1 ไม่ต้องการการตรวจสอบความทนทานต่อแรงกระแทกเพิ่มเติมเหมือนกับเกรดหลุมลึก-ที่ได้รับการปรับปรุงบางรายการ ข้อกำหนดด้านพลังงานกระแทกขั้นต่ำ Charpy V- ที่บังคับใช้ 0 องศาสำหรับซีรีส์ TP-V รับประกันความเหนียวและความเหนียวแตกหักที่เพียงพอ เพื่อป้องกันการแตกของท่ออย่างกะทันหันในสภาพแวดล้อมที่มีหลุมลึก-ที่รุนแรง

คำถามที่ 3: ท่อ PVC สามารถใช้กับส่วนตื้นของบ่อน้ำมันหรือบ่อก๊าซลึกได้หรือไม่

ไม่ แม้แต่ส่วนพื้นผิวของบ่อไฮโดรคาร์บอนลึกก็ยังมีอุณหภูมิความร้อนใต้พิภพเกินขีดจำกัดความร้อนของ PVC ที่ 140 องศา F ควบคู่ไปกับสารเคมีไฮโดรคาร์บอนปริมาณเล็กน้อยที่ทำให้โครงสร้างของโพลีเมอร์เสื่อมโทรม Steel OCTG ยังคงเป็นตัวเลือกหลักสำหรับบ่อน้ำมันและก๊าซธรรมชาติแบบลึก

คำถามที่ 4: การเชื่อมต่อระดับพรีเมียมใดที่แนะนำสำหรับเคสกลางระดับลึกพิเศษ 7,000 ม.+-

การเชื่อมต่อพรีเมียมโหลดผสมสูง-CQ ที่เป็นกรรมสิทธิ์ของ TP-คือตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งตรวจสอบได้บนหลุมลึก 7,087 m KS-7 Tarim ultra- รูปทรงของเกลียวต้านทานแรงกดยุบตัวสุดขีด ความตึงของแกน และแรงดันระเบิดภายในไปพร้อมๆ กัน ให้ประสิทธิภาพการโหลดรวมที่เพิ่มขึ้น- เมื่อเปรียบเทียบกับการเชื่อมต่อ API ทั่วไปในการใช้งานที่มีความลึกเป็นพิเศษ

คำถามที่ 5: โหมดความล้มเหลวใดจะเกิดขึ้นหากติดตั้งท่อบ่อลึกโดยไม่มีเครื่องรวมศูนย์

โครงสร้างวางพิงด้านหนึ่งของผนังหลุมเจาะ ทำให้ซีเมนต์ปกคลุมไม่สมบูรณ์ และช่องวงแหวนขนาดเล็ก{0}}แคบตลอดด้านนอกของท่อ เส้นทางการอพยพของของไหลถาวรเหล่านี้ทำให้เกิดแรงดันเคสซิ่ง (SCP) อย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดการปนเปื้อนข้าม-ระหว่างโซนทางธรณีวิทยา และอาจนำไปสู่การละทิ้งบ่อทั้งหมดโดยมีค่าใช้จ่ายในการแก้ไขเกินงบประมาณสำหรับการขุดหลุมใหม่

คำถามที่ 6: เกรดท่อบ่อลึก TP-V เป็นไปตามมาตรฐาน API 5CT สากลหรือไม่

เกรด TP-V เป็นเกรดที่ได้รับการปรับปรุงกรรมสิทธิ์ซึ่งพัฒนาขึ้นนอกเหนือจากการจำแนกประเภท API 5CT ทั่วไป ในขณะที่ยังคงรักษาความเข้ากันได้กับมิติ API และข้อกำหนดด้านการผลิต

คำถามที่ 7: อะไรคือความแตกต่างระหว่างท่อบ่อลึกและท่อการผลิต?

ท่อบ่อน้ำลึกจะถูกยึดเข้ากับแนวหลุมเจาะอย่างถาวร และไม่สามารถดึงหรือเปลี่ยนใหม่ได้ ท่อการผลิตคือสายท่อที่ถอดออกได้ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า-ซึ่งแขวนอยู่ภายในเส้นผ่านศูนย์กลางด้านในของท่อเพื่อขนส่งน้ำมันและก๊าซขึ้นสู่พื้นผิว สามารถดึงและเปลี่ยนท่อได้ในระหว่างการปฏิบัติงาน โดยไม่กระทบต่อโครงสร้างกั้นท่อลึกแบบถาวร

คำถามที่ 8: ต้องใช้ปลอกบ่อน้ำลึกเกรดใดสำหรับชั้นหินที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์ (สารเปรี้ยว)

เหล็กเกรด L80 เป็นไปตาม NACE MR0175 / ISO 15156 เป็นมาตรฐานขั้นต่ำสำหรับบ่อลึกที่มีกรดเปรี้ยวเพื่อต้านทานการแตกร้าวจากความเครียดซัลไฟด์ (SSC) สำหรับบ่อที่มีกรดเปรี้ยวพิเศษ-ซึ่งต้องการความแข็งแรงสูงกว่า L80 มาตรฐาน TPCO จะผลิต TP-SS เปรี้ยว-บริการที่มีความแข็งแรงสูง-ที่มีความสอดคล้องกัน เคสแบบลึกที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อรับภาระเชิงกลสูงและการสัมผัส H₂S