Achèvement des puits : séquences d'application et d'installation des OCTG dans les puits de pétrole et de gaz

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Introduction

L'exploration et la production de pétrole et de gaz impliquent des équipements et des processus complexes. Parmi ceux-ci, la sélection et l'utilisation appropriées des éléments tubulaires (tiges de forage, masses-tiges, trépans, tubages, tubes, tiges de pompage et tubes de canalisation) sont essentielles pour l'efficacité et la sécurité des opérations de forage. Ce blog vise à fournir un aperçu détaillé de ces composants, de leurs tailles et de leur utilisation séquentielle dans les puits de pétrole et de gaz.

1. Tailles des tiges de forage, des colliers de forage et des forets

Tiges de forage sont l'épine dorsale de l'opération de forage, transmettant la puissance de la surface au trépan tout en faisant circuler le fluide de forage. Les tailles courantes incluent :

  • 3 1/2 pouces (88,9 mm)
  • 4 pouces (101,6 mm)
  • 4 1/2 pouces (114,3 mm)
  • 5 pouces (127 mm)
  • 5 1/2 pouces (139,7 mm)

Colliers de forage ajoutez du poids au foret pour vous assurer qu'il pénètre efficacement dans la roche. Les tailles typiques sont :

  • 3 1/8 pouces (79,4 mm)
  • 4 3/4 pouces (120,7 mm)
  • 6 1/4 pouces (158,8 mm)
  • 8 pouces (203,2 mm)

Forets sont conçus pour écraser et couper les formations rocheuses. Leurs tailles varient considérablement en fonction du diamètre de forage requis :

  • 3 7/8 pouces (98,4 mm) à 26 pouces (660,4 mm)

2. Tailles des boîtiers et des tubes

Tuyau de tubage stabilise le forage, prévient les effondrements et isole les différentes formations géologiques. Il est installé par étapes, chaque colonne ayant un diamètre plus grand que celui de la colonne intérieure :

  • Boîtier de surface : 13 3/8 pouces (339,7 mm) ou 16 pouces (406,4 mm)
  • Boîtier intermédiaire : 9 5/8 pouces (244,5 mm) ou 10 3/4 pouces (273,1 mm)
  • Boîtier de production : 7 pouces (177,8 mm) ou 5 1/2 pouces (139,7 mm)

Tube d'huile est inséré à l’intérieur du boîtier pour transporter le pétrole et le gaz vers la surface. Les tailles de tubes typiques comprennent :

  • 1,050 pouces (26,7 mm)
  • 1,315 pouces (33,4 mm)
  • 1,660 pouces (42,2 mm)
  • 1.900 pouces (48,3 mm)
  • 2 3/8 pouces (60,3 mm)
  • 2 7/8 pouces (73,0 mm)
  • 3 1/2 pouces (88,9 mm)
  • 4 pouces (101,6 mm)

3. Tailles des tiges de pompage et des tubes

Tiges de ventouse connecter l'unité de pompage de surface à la pompe de fond, permettant le levage des fluides du puits. Ils sont sélectionnés en fonction de la taille du tube :

  • Pour tube de 2 3/8 pouces : 5/8 pouces (15,9 mm), 3/4 pouces (19,1 mm) ou 7/8 pouces (22,2 mm)
  • Pour un tube de 2 7/8 pouces : 3/4 pouces (19,1 mm), 7/8 pouces (22,2 mm) ou 1 pouce (25,4 mm)

4. Tailles des tuyaux de canalisation

Tuyaux de canalisation transporter les hydrocarbures produits de la tête de puits vers les installations de traitement ou les pipelines. Ils sont choisis en fonction du volume de production :

  • Petits champs : 2 pouces (60,3 mm), 4 pouces (114,3 mm)
  • Champs moyens : 6 pouces (168,3 mm), 8 pouces (219,1 mm)
  • Grands champs : 10 pouces (273,1 mm), 12 pouces (323,9 mm), 16 pouces (406,4 mm)

Utilisation séquentielle de tubes dans les puits de pétrole et de gaz

1. Étape de forage

  • L'opération de forage commence par le foret percer les formations géologiques.
  • Tubes de forage transmettre la puissance de rotation et le fluide de forage au trépan.
  • Colliers de forage ajoutez du poids au foret pour vous assurer qu'il pénètre efficacement.

2. Étape du boîtier

  • Une fois qu'une certaine profondeur est atteinte, un enveloppe est installé pour protéger le forage et isoler les différentes formations.
  • Les colonnes de tubage de surface, intermédiaires et de production sont exploitées séquentiellement au fur et à mesure de la progression du forage.

3. Étape d'achèvement et de production

  • Tubes est installé à l’intérieur du tubage de production pour faciliter l’écoulement des hydrocarbures vers la surface.
  • Tiges de pompage sont utilisés dans les puits équipés de systèmes de levage artificiel, reliant la pompe de fond à l'unité de surface.

4. Étape du transport de surface

  • Les conduites transportent le pétrole et gaz produits depuis la tête de puits jusqu'aux installations de traitement ou aux pipelines principaux.

Conclusion

Il est essentiel de comprendre le rôle, la taille et l'utilisation séquentielle de ces tubes pour des opérations pétrolières et gazières efficaces et sûres. La sélection et la manipulation appropriées des tiges de forage, des masses-tiges, des trépans, du tubage, des tubes, des tiges de pompage et des tubes de canalisation garantissent l'intégrité structurelle du puits et optimisent les performances de production.

En intégrant efficacement ces composants, l’industrie pétrolière et gazière peut continuer à répondre aux besoins énergétiques mondiaux tout en maintenant des normes élevées de sécurité et d’efficacité opérationnelle.

13Cr vs Super 13Cr : une analyse comparative

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Dans le contexte difficile de l’industrie pétrolière et gazière, la sélection des matériaux est essentielle pour garantir la longévité et l’efficacité des opérations. Parmi la myriade de matériaux disponibles, les aciers inoxydables 13Cr et Super 13Cr se distinguent par leurs propriétés remarquables et leur adéquation aux environnements exigeants. Ces matériaux ont révolutionné l'industrie, offrant une résistance exceptionnelle à la corrosion et des performances mécaniques robustes. Examinons les attributs et applications uniques des aciers inoxydables 13Cr et Super 13Cr.

Comprendre l'acier inoxydable 13Cr

L'acier inoxydable 13Cr, un alliage martensitique contenant environ 13% de chrome, est devenu un incontournable dans le secteur pétrolier et gazier. Sa composition comprend généralement de petites quantités de carbone, de manganèse, de silicium, de phosphore, de soufre et de molybdène, établissant ainsi un équilibre entre performances et coût.

Propriétés critiques du 13Cr :

  • Résistance à la corrosion: Le 13Cr offre une résistance remarquable à la corrosion, notamment dans les environnements contenant du CO2. Il est donc idéal pour une utilisation dans les tubes et les tubages de fond de trou, où l'exposition à des éléments corrosifs est attendue.
  • Force mécanique: Avec une résistance mécanique modérée, le 13Cr offre la durabilité nécessaire pour diverses applications.
  • Robustesse et dureté:Le matériau présente une bonne ténacité et dureté, essentielles pour résister aux contraintes mécaniques rencontrées dans les processus de forage et d'extraction.
  • Soudabilité:Le 13Cr est connu pour sa soudabilité raisonnablement bonne, facilitant son utilisation dans diverses applications sans complications significatives lors de la fabrication.

Applications dans le pétrole et le gaz : L'acier inoxydable 13Cr est largement utilisé dans la construction de tubes, de boîtiers et d'autres composants exposés à des environnements légèrement corrosifs. Ses propriétés équilibrées en font un choix fiable pour garantir l'intégrité et l'efficacité des opérations pétrolières et gazières.

Présentation Super 13Cr: L'alliage amélioré

Le Super 13Cr va encore plus loin dans les avantages du 13Cr en incorporant des éléments d'alliage supplémentaires tels que le nickel et le molybdène. Cela améliore les propriétés, le rendant adapté aux environnements corrosifs plus agressifs.

Propriétés critiques du Super 13Cr :

  • Résistance supérieure à la corrosion:Le Super 13Cr offre une meilleure résistance à la corrosion que le 13Cr standard, notamment dans les environnements contenant des niveaux plus élevés de CO2 et la présence de H2S. Cela en fait un excellent choix pour les conditions plus difficiles.
  • Résistance mécanique supérieure:L'alliage présente une résistance mécanique plus élevée, ce qui lui permet de supporter des contraintes et des pressions plus importantes.
  • Résistance et dureté améliorées: Avec une meilleure ténacité et dureté, le Super 13Cr offre une durabilité et une longévité améliorées dans les applications exigeantes.
  • Soudabilité améliorée:La composition améliorée du Super 13Cr permet une meilleure soudabilité, facilitant son utilisation dans des processus de fabrication complexes.

Applications dans le pétrole et le gaz : Le Super 13Cr est conçu pour être utilisé dans des environnements corrosifs plus agressifs, tels que ceux présentant des niveaux plus élevés de CO2 et la présence de H2S. Ses propriétés supérieures sont idéales pour les tubes de fond de puits, les tubages et autres composants critiques dans les champs de pétrole et de gaz difficiles.

Choisir l'alliage adapté à vos besoins

Le choix entre les aciers inoxydables 13Cr et Super 13Cr dépend en fin de compte des conditions environnementales et des exigences de performance spécifiques à vos opérations pétrolières et gazières. Alors que le 13Cr offre une solution économique avec une bonne résistance à la corrosion et de bonnes propriétés mécaniques, le Super 13Cr offre des performances améliorées pour les environnements plus exigeants.

Considérations clés:

  • Conditions environnementales:Évaluer le CO2, le H2S et d’autres éléments corrosifs dans l’environnement d’exploitation.
  • Exigences de performances: Déterminer la résistance mécanique, la ténacité et la dureté nécessaires pour l'application spécifique.
  • Coût par rapport aux avantages: Mettez en balance le coût du matériau avec les avantages de propriétés améliorées et d’une durée de vie plus longue.

Conclusion

Dans l'industrie pétrolière et gazière en constante évolution, le choix de matériaux tels que les aciers inoxydables 13Cr et Super 13Cr est essentiel pour garantir la fiabilité, l'efficacité et la sécurité des opérations. La compréhension des propriétés et des applications uniques de ces alliages permet aux professionnels du secteur de prendre des décisions éclairées, contribuant ainsi au succès et à la durabilité de leurs projets. Qu'il s'agisse des performances équilibrées du 13Cr ou des attributs supérieurs du Super 13Cr, ces matériaux continuent de jouer un rôle essentiel dans l'amélioration des capacités du secteur pétrolier et gazier.

Produits tubulaires pour champs pétrolifères (OCTG)

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Produits tubulaires pour puits de pétrole (OCTG) est une famille de produits laminés sans soudure constitués de tiges de forage, de tubages et de tubes soumis à des conditions de charge en fonction de leur application spécifique. (voir la figure 1 pour un schéma d'un puits profond) :

Le Garniture de forage est un tube lourd sans soudure qui fait tourner le trépan et fait circuler le fluide de forage. Des segments de tube de 30 pieds (9 m) de long sont couplés à des joints d'outils. Le tube de forage est simultanément soumis à un couple élevé par le forage, à une tension axiale par son poids mort et à une pression interne par la purge du fluide de forage. De plus, des charges de flexion alternées dues à un forage non vertical ou dévié peuvent se superposer à ces schémas de chargement de base.
Tuyau de tubage Le tubage est soumis à une tension axiale due à son poids mort, à une pression interne due à la purge du fluide et à une pression externe due aux formations rocheuses environnantes. L'émulsion de pétrole ou de gaz pompée expose particulièrement le tubage à une tension axiale et à une pression interne.
Un tubage est un tuyau par lequel le pétrole ou le gaz est transporté depuis le puits de forage. Les segments de tubage mesurent généralement environ 9 m de long et sont dotés d'un raccord fileté à chaque extrémité.

La résistance à la corrosion dans des conditions de service acides est une caractéristique cruciale des OCTG, en particulier pour les tubages et les tubes.

Les processus de fabrication typiques des OCTG comprennent (toutes les plages dimensionnelles sont approximatives)

Procédés de laminage continu sur mandrin et sur banc de poussée pour des dimensions comprises entre 21 et 178 mm de diamètre extérieur.
Laminage de bouchons pour des tailles comprises entre 140 et 406 mm de diamètre extérieur.
Perçage à rouleaux croisés et laminage de pèlerins pour des tailles comprises entre 250 et 660 mm de diamètre extérieur.
Ces procédés ne permettent généralement pas le traitement thermomécanique habituel des bandes et des plaques utilisées pour les tubes soudés. Par conséquent, les tubes sans soudure à haute résistance doivent être fabriqués en augmentant la teneur en alliage en combinaison avec un traitement thermique approprié, tel que la trempe et le revenu.

Figure 1. Schéma d'une réalisation en profondeur

Pour satisfaire à l'exigence fondamentale d'une microstructure entièrement martensitique, même avec une paroi de tube de grande épaisseur, une bonne trempabilité est nécessaire. Le Cr et le Mn sont les principaux éléments d'alliage qui produisent une bonne trempabilité dans l'acier conventionnel pouvant être traité thermiquement. Cependant, l'exigence d'une bonne résistance à la fissuration sous contrainte par sulfure (SSC) limite leur utilisation. Le Mn a tendance à se séparer pendant la coulée continue et peut former de grandes inclusions de MnS qui réduisent la résistance à la fissuration induite par l'hydrogène (HIC). Des niveaux plus élevés de Cr peuvent conduire à la formation de précipités Cr7C3 avec une morphologie grossière en forme de plaque, qui agissent comme des collecteurs d'hydrogène et des initiateurs de fissures. L'alliage avec du molybdène peut surmonter les limites de l'alliage Mn et Cr. Le Mo est un durcisseur beaucoup plus puissant que le Mn et le Cr, il peut donc récupérer rapidement l'effet d'une quantité réduite de ces éléments.

Traditionnellement, les nuances OCTG étaient des aciers au carbone-manganèse (jusqu'au niveau de résistance de 55 ksi) ou des nuances contenant du Mo jusqu'à 0,4% Mo. Ces dernières années, le forage de puits profonds et les réservoirs contenant des contaminants qui provoquent des attaques corrosives ont créé une forte demande de matériaux plus résistants à la fragilisation par l'hydrogène et au SSC. La martensite hautement revenue est la structure la plus résistante au SSC à des niveaux de résistance plus élevés, et une concentration de 0,75% Mo produit la combinaison optimale de limite d'élasticité et de résistance au SSC.

Quelque chose que vous devez savoir : finition de la face de la bride

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Le Code ASME B16.5 impose que la face de la bride (face surélevée et face plane) présente une rugosité spécifique pour garantir que cette surface soit compatible avec le joint et assure une étanchéité de qualité.

Une finition dentelée, concentrique ou en spirale, est requise avec 30 à 55 rainures par pouce et une rugosité résultante comprise entre 125 et 500 micro pouces. Cela permet aux fabricants de brides de proposer différents niveaux de finition de surface pour la surface de contact du joint des brides métalliques.

Finition de la face de la bride

Finition dentelée

Finition de la crosse
La finition de surface de bride la plus largement utilisée, car elle convient pratiquement à toutes les conditions de service ordinaires. Sous compression, la face souple d'un joint s'incruste dans cette finition, ce qui contribue à créer un joint et un niveau élevé de friction est généré entre les surfaces de contact.

La finition de ces brides est générée par un outil à nez rond de rayon de 1,6 mm à une vitesse d'avance de 0,8 mm par tour jusqu'à 12 pouces. Pour les tailles de 14 pouces et plus, la finition est réalisée avec un outil à nez rond de 3,2 mm avec une avance de 1,2 mm par tour.

Finition de la face de la bride - Finition d'origineFinition de la face de la bride - Finition d'origine

Spirale dentelée
Il s'agit également d'une rainure en spirale continue ou phonographique, mais elle diffère de la finition d'origine en ce sens que la rainure est généralement générée à l'aide d'un outil à 90° qui crée une géométrie en « V » avec une dentelure inclinée à 45°.

Finition de la face de la bride - Spirale dentelée

Concentrique Dentelé
Comme son nom l’indique, cette finition est composée de rainures concentriques. Un outil à 90° est utilisé et les dentelures sont espacées uniformément sur le visage.

Finition de la face de la bride - Dentelée concentrique

Finition lisse
Cette finition ne présente aucun marquage d'outil visuellement apparent. Ces finitions sont généralement utilisées pour les joints avec des revêtements métalliques tels que l'acier plat à double enveloppe et le métal ondulé. Les surfaces lisses s'accouplent pour créer un joint et dépendent de la planéité des faces opposées pour réaliser un joint. Ceci est généralement réalisé en ayant la surface de contact du joint formée par une rainure en spirale continue (parfois appelée phonographique) générée par un outil à nez rond de rayon de 0,8 mm à une vitesse d'avance de 0,3 mm par tour avec une profondeur de 0,05 mm. Cela se traduira par une rugosité comprise entre Ra 3,2 et 6,3 micromètres (125 à 250 micro pouces).

Finition de la face de la bride - Finition lisse

FINITION LISSE

Est-il adapté aux joints spiralés et aux joints non métalliques ? Pour quel type d'application ce type est-il ?

Les brides à finition lisse sont plus courantes pour les canalisations basse pression et/ou de grand diamètre et sont principalement destinées à être utilisées avec des joints métalliques solides ou enroulés en spirale.

Les finitions lisses se trouvent généralement sur les machines ou les joints à brides autres que les brides de tuyaux. Lorsque vous travaillez avec une finition lisse, il est important d’envisager l’utilisation d’un joint plus fin pour atténuer les effets du fluage et de l’écoulement à froid. Il convient toutefois de noter qu'un joint plus fin et une finition lisse nécessitent en eux-mêmes une force de compression plus élevée (c'est-à-dire un couple de serrage des boulons) pour obtenir l'étanchéité.

Usinage des faces des joints des brides pour obtenir une finition lisse de Ra = 3,2 – 6,3 micromètres (= 125 – 250 micropouces AARH)

AARH signifie Hauteur de rugosité moyenne arithmétique. Il est utilisé pour mesurer la rugosité (plutôt la douceur) des surfaces. 125 AARH signifie que 125 micro pouces sera la hauteur moyenne des hauts et des bas de la surface.

63 AARH est spécifié pour les joints de type anneau.

125-250 AARH (c'est ce qu'on appelle une finition lisse) est spécifié pour les joints enroulés en spirale.

250-500 AARH (c'est ce qu'on appelle la finition d'origine) est spécifié pour les joints souples tels que les joints sans amiante, les feuilles de graphite, les élastomères, etc. Si nous utilisons une finition lisse pour les joints souples, un « effet mordant » suffisant ne se produira pas et donc le joint peut développer une fuite.

Parfois, AARH est également appelé Ra, qui signifie Roughness Average et signifie la même chose.

Tube de canalisation sans soudure API 5L Gr.B avec revêtement 3LPE conformément à la norme CAN CSA Z245.21

Livraison réussie de la commande de tubes de canalisation revêtus de 3LPE CAN/CSA-Z245.21

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Un client que nous suivons depuis 8 ans a finalement passé commande. La commande porte sur un lot de diamètres NPS 3“, NPS 4“, NPS 6“ et NPS 8“, épaisseur SCH40, longueur unique 11,8M, avec revêtement polyéthylène 3 couches de 2,5mm d'épaisseur pour la protection contre la corrosion, qui sera enterré dans le sol pour le transport du gaz naturel.

Les tuyaux sont fabriqués conformément aux Tube sans soudure API 5L PSL 1 Gr. B la norme et le revêtement de protection contre la corrosion sont fabriqués conformément à CAN/CSA-Z245.21 standard.

Tube de canalisation sans soudure API 5L Gr.B avec revêtement 3LPE conformément à la norme CAN CSA Z245.21

Tube de canalisation sans soudure API 5L Gr.B avec revêtement 3LPE conformément à la norme CAN CSA Z245.21

Diagramme du processus de fabrication de tubes sans soudure

Diagramme du processus de fabrication de tubes sans soudure

Diagramme du processus de fabrication du revêtement 3LPE

Diagramme du processus de fabrication du revêtement 3LPE

Nos tubes sans soudure sont laminés dans l'usine PQF la plus avancée au monde, fabriquée par SMS Group en Allemagne. Nos revêtements 3LPE sont produits dans notre ligne de revêtement la plus avancée en Chine, ce qui garantit que les spécifications des tubes et des revêtements répondent pleinement aux exigences de nos clients.

Si vous avez des besoins en tubes de canalisation revêtus 3LPE/3LPP/FBE/LE, n'hésitez pas à nous contacter pour un devis par e-mail à [email protected]. Nous contrôlerons strictement la qualité pour vous et vous assisterons mieux en termes de prix et de service !

PTT Thaïlande – Projet de jetée pétrolière au Cambodge

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PTT Thaïlande – Projet de jetée pétrolière au Cambodge

Projet: Jetée pétrolière
Emplacement: Cambodge
Durée: Février 2021 – juillet 2021

Produit requis : Tuyaux en acier, raccords de tuyauterie, brides de tuyaux
Caractéristiques: API 5L Gr.B, ASME B16.9, ASME B16.5
Quantité: Tuyaux en acier de 75 tonnes, raccords de tuyauterie et brides de 130 pièces
Utiliser: Système de pipeline sous-marin de jetée pétrolière
Spécifications des revêtements : DIN 30670-2012 Revêtement 3LPE
Utiliser: Prévention de la corrosion par l’eau de mer et le sel marin et prolongation de la durée de vie