Qué es la tubería de revestimiento para petróleo?
La
tubería de revestimiento para petróleo es una tubería clave utilizada en proyectos de perforación de petróleo y gas para reforzar el pozo, aislar la formación y proteger su integridad. Constituye el cuerpo principal de la estructura del pozo e influye directamente en la seguridad, la eficiencia de producción y la vida útil de los pozos.
Cada pozo utiliza varias capas de tubería de revestimiento según las diferentes profundidades de perforación y las condiciones geológicas. Tras su introducción, se utiliza cemento para la cementación. A diferencia de las tuberías para petróleo y perforación, no se puede reutilizar y es un material consumible de un solo uso. Por lo tanto, el consumo de tubería de revestimiento representa más del 70 % del total de tuberías para pozos petroleros.
Principales funciones de la tubería de revestimiento para petróleo:
1. Soporte del pozo: previene el colapso del pozo y mantiene su estabilidad;
2. Aislamiento de la formación: separa formaciones con diferentes presiones o propiedades de fluidos (como capas de agua y capas de gas);
3. Canal de fluidos: proporciona canales de producción para petróleo y gas para prevenir la contaminación;
4. Protección anticorrosiva: reduce la erosión de los medios ácidos del fondo del pozo (H₂S, CO₂) en la sarta de tuberías.
5. Cimentación de terminación: proporciona la cimentación para la instalación de las herramientas de terminación posteriores (como empacadores y árboles de Navidad).
Tipos de tubería de revestimiento de perforación:
En el proceso de extracción de petróleo, la tubería de revestimiento se puede dividir en: conductor, tubería de revestimiento de superficie, tubería de revestimiento intermedia y tubería de revestimiento de producción, según su uso.
1. Conductor: se utiliza para el soporte inicial de secciones de pozos someros.
2. Tubería de revestimiento de superficie: protege la perforación para evitar la contaminación por aguas y capas de gas someras, soporta el equipo de cabeza de pozo y mantiene el peso de otras capas de tubería de revestimiento.
3. Tubería de revestimiento técnica: se utiliza para aislar el soporte temporal en condiciones geológicas complejas, como capas de alta presión y capas de yeso y sal. Separa la presión de las diferentes capas para que el fluido de perforación pueda circular normalmente y protege la tubería de revestimiento de producción. Instale dispositivos antiexplosión, dispositivos a prueba de fugas y tubos de escape en el pozo.
4. Revestimiento de producción: Tras la perforación, se retiene en el pozo durante un largo periodo como canal central para la producción de petróleo y gas, protegiéndolo de la erosión causada por los fluidos de formación y proporcionando espacio para la instalación de las herramientas de fondo. El contacto directo con el fluido de la capa de producción requiere alta resistencia a la presión y a la corrosión.
Grado y estándar del acero del revestimiento:
El revestimiento petrolero es fundamental para mantener la operación de los pozos petroleros. Debido a las diferentes condiciones geológicas, el estado de tensión en el fondo del pozo es complejo, y los efectos combinados de tensión, compresión, flexión y torsión actúan sobre el cuerpo de la tubería, lo que impone mayores exigencias a la calidad del revestimiento. Si el revestimiento se daña por alguna razón, puede provocar una reducción en la producción de todo el pozo o incluso su desguace.
Según la resistencia del acero, la tubería de revestimiento OCTG se puede clasificar en diferentes grados: H40, J55, K55, N80, L80, C90, T95, P110, Q125, V150, etc. Las diferentes condiciones y profundidades del pozo requieren diferentes grados de acero. En entornos corrosivos, la tubería de revestimiento también debe ser resistente a la corrosión. En lugares con condiciones geológicas complejas, también debe ser resistente al colapso. El grado de acero de la tubería de revestimiento cumple con normas internacionales como API 5CT, y algunos productos importados cumplen con las normas ASTM.
Calidades especiales de acero:
Steel Grade
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Yield Strength (MPa)
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Features
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Typical Applications
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H40
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276-552
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Low cost, low strength
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Shallow well casing
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J55/K55
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379-552
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Economical, general
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Shallow wells, water wells
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N80
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552-758
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Medium to high strength, balanced cost performance
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Medium to deep well technical casing
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L80
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552-758
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Contains Cr (13%), corrosion resistant
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Wells containing CO₂/H₂S
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C90/T95
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621-862
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Anti-sulfur stress corrosion
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High sulfur gas fields
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P110
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758-965
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Ultra-high strength
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Deep wells, shale gas fracturing sections
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Q125
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862-1034
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Dedicated for ultra-deep wells
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Ultra-deep wells, high temperature and high pressure wells
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Acero especial Grados:
13Cr/Super 13Cr: Resistencia a la corrosión por CO₂ (utilizado en yacimientos de gas ácidos)
Acero dúplex (22Cr/25Cr): Resistencia a la corrosión por Cl⁻ (aguas profundas, ambientes con alta salinidad)
Aleación a base de níquel (Aleación 825): Resistencia a H₂S+CO₂+alta temperatura (condiciones de trabajo extremas)
Características de la tubería de revestimiento para petróleo:
(1) Características estructurales
Tubería de acero sin costura (corriente principal) o
tubería soldada ERW con costura recta (utilizada en algunos pozos poco profundos)
Conexión roscada: Rosca estándar API o rosca especial, como VAM o FOX.
Combinación de carcasa multicapa: conducto → carcasa de superficie → carcasa técnica → carcasa de producción
(2) Características de rendimiento
1. Alta resistencia: Excelente resistencia a la tracción, la extrusión y la presión interna, como los aceros N80 y P110.
2. Resistencia a la corrosión: Algunos aceros contienen aleaciones como Cr y Mo, resistentes a la corrosión por H₂S/CO₂ (como L80-13Cr).
3. Sellado: Roscas especiales que garantizan el sellado de gases a alta presión.
4. Adaptabilidad: Soporta condiciones de trabajo extremas, como altas temperaturas (≤350 °C) y altas presiones (más de 100 MPa).
Especificaciones de la carcasa para aceite:
En la producción de carcasas para aceite, el diámetro exterior suele ser de 114,3 mm a 508 mm. El espesor de la pared se ajusta según la resistencia y las condiciones del pozo, generalmente entre 6,45 mm y 16,1 mm.
API especifica tres longitudes de tubería de revestimiento:
R-1: de 4,88 metros a 7,62 metros;
R-2: de 7,62 metros a 10,36 metros;
R-3: de 10,36 metros o más.
(1) La longitud de la tubería de revestimiento no es fija y oscila entre 8 y 13 m. Sin embargo, se pueden suministrar tuberías de revestimiento de hasta 6 m de longitud, y su cantidad no debe superar el 20 %.
(2) No debe presentar pliegues, líneas finas, delaminación, grietas, ondulaciones ni cicatrices en las superficies internas ni externas de la tubería de revestimiento. Estos defectos deben eliminarse por completo, y la profundidad de remoción no debe superar el 12,5 % del espesor nominal de la pared. (3) La superficie exterior del acoplamiento no debe presentar defectos como pliegues, líneas finas, delaminación, grietas, rodaduras ni cicatrices.
(4) La superficie roscada de la tubería de revestimiento y del acoplamiento debe ser lisa, sin rebabas, desgarros ni otros defectos que puedan interrumpir la rosca y afectar la resistencia y la conexión hermética.
Proceso de fabricación:
Tubería de revestimiento sin costura: sin soldaduras, alta capacidad de soporte de presión, alto costo. Adecuada para pozos de alta presión y pozos profundos.
Tubería de revestimiento con costura recta soldada (ERW): alta eficiencia de producción y bajo costo, pero las soldaduras requieren pruebas rigurosas. Adecuada para pozos someros y de baja presión.
Áreas de aplicación de la tubería de revestimiento para petróleo:
Clasificación por tipo de pozo:
1. Pozo somero (<3000 m): Se puede elegir acero de grado J55/K55; las especificaciones comunes son: 9-5/8", 7".
2. Pozo de profundidad media (3000-5000 m): Puede elegir acero de grado N80/P110. Las especificaciones comunes son: 7", 5-1/2".
3. Pozo profundo/ultraprofundo (>5000 m): Se puede seleccionar acero de grado Q125/V150; las especificaciones comunes son: 5-1/2" y 4-1/2".
4. Pozo horizontal de gas de esquisto: Se puede seleccionar acero de grado P110 con hebilla especial; las especificaciones comunes son: pared gruesa de 5-1/2".
Aplicación en entornos especiales:
Yacimiento de gas con alto contenido de azufre: Acero de grado L80 y C90 resistente al azufre.
Perforación de yacimientos petrolíferos en aguas profundas: Acero dúplex con revestimiento anticorrosivo.
Pozo geotérmico: Revestimiento de 13Cr resistente a altas temperaturas.
Qué es una tubería OCTG?
OCTG (Productos Tubulares para Campos Petroleros, tubería especial para petróleo) es un término general para las tuberías especiales utilizadas para la perforación, terminación y producción de petróleo en la industria del petróleo y el gas, que incluye principalmente:
Tubería de revestimiento: refuerzo de la pared del pozo, aislamiento de la formación.
Tubería API: canal de producción de petróleo y gas.
Tubería de perforación: transmisión de la presión y el torque de perforación.
Funciones principales:
1. Garantizar la integridad estructural del pozo
2. Evitar la canalización del fluido de formación
3. Adaptarse a entornos corrosivos, de alta temperatura y alta presión
Medidas anticorrosivas para la tubería de revestimiento de petróleo:
1. En primer lugar, garantizar que la calidad del agua cumpla con los estándares y realizar pruebas y controles rigurosos de su calidad. Implementar la inyección separada de aguas residuales y agua limpia, reforzar la limpieza de la tubería principal de agua, garantizar que la calidad del agua en la estación y en el fondo del pozo cumpla con los estándares y reducir la introducción de fuentes de corrosión en el espacio anular.
2. En pozos de inyección de agua recién puestos en servicio, utilizar fluido de protección del espacio anular principalmente para la esterilización y establecer un sistema de inyección regular.
3. Debido al efecto acelerado de la abrasión mecánica en la corrosión de la tubería de revestimiento de petróleo, se recomienda agregar un anillo de goma al acoplamiento de la tubería de petróleo o un centralizador en la parte con desviación severa del pozo para evitar la corrosión durante el proceso de operación y la inyección de agua. Durante el proceso, el petróleo... La tubería raya la tubería de revestimiento y un lado entra en contacto con ella.
4. Debido a la grave corrosión bacteriana bajo las incrustaciones y al lento crecimiento y eliminación de las SRB a altas temperaturas, se puede inyectar regularmente agua o vapor de agua a 100 °C en el espacio anular para eliminar las SRB bajo las incrustaciones.
5. Antes de controlar eficazmente la corrosión en la tubería de revestimiento del pozo de inyección de agua, no se recomienda promover el uso de protección catódica ni revestimientos revestidos.
Conclusión:
La tubería de revestimiento de petróleo es el esqueleto de los pozos de petróleo y gas. Su grado de acero, tamaño y material deben seleccionarse cuidadosamente en función de la profundidad del pozo, la presión, el entorno de corrosión, etc. Desde el económico J55 hasta el ultrarresistente Q125, los diferentes grados de acero satisfacen diversas necesidades, mientras que los materiales especiales (como el 13Cr y el acero dúplex) soportan condiciones de trabajo extremas. En el futuro, las tuberías de revestimiento de alto rendimiento, inteligentes y respetuosas con el medio ambiente se convertirán en la dirección del desarrollo tecnológico.
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