02.12.2015 Инженерная практика №12/2015

Группа компаний ЧТПЗ – это крупный промышленный холдинг, включающий в себя трубные и нефтесервисные предприятия, заводы по изготовлению нефтегазового насосного оборудования и геофизические институты. В трубный дивизион Группы компаний ЧТПЗ входят два прокатных завода: Челябинский трубопрокатный завод (ЧТПЗ) и Первоуральский новотрубный завод (ПНТЗ). В составе ПНТЗ действует собственный сталеплавильный комплекс, который обеспечивает до 90% потребностей заводов в трубной заготовке, из которой впоследствии катается труба. Также в состав ГК ЧТПЗ входит компания «Мета», занимающаяся поставками сырья (ломозаготовительный дивизион), и инжиниринговая компания «ЧТПЗ-Инжиниринг».

Трубные предприятия ГК ЧТПЗ разработали и, освоив производство, вывели на рынок большое количество наименований трубной продукции нефтегазового сортамента, востребованной практическими всеми представленными в РФ нефтегазодобывающими компаниями. Около 90% выпускаемых труб разрабатываются в соответствии с требованиями заказчиков, и в то же время небольшая часть разработок направлена на создание задела на далекую перспективу.

Применительно к нефтегазовой отрасли холдинг ведет работы по четырем основным направлениям (по сортаменту/назначению). Первое направление включает производство НКТ: коррозионно-стойких, с резьбовыми соединениями класса Premium, НКТ для технологических работ и ремонта скважин. Особое внимание уделяется выпуску труб для предприятий ПАО «Газпром», поскольку в данной компании действуют собственные требования не только к трубной продукции, но и к процедуре их аттестации.

Второе направление – это производство обсадных труб: коррозионно-стойких, с резьбовыми соединениями класса Premium, специального исполнения и труб для ПАО «Газпром».

К третьему направлению относятся нефтегазопроводные трубы в коррозионно-стойком исполнении, предназначенные для обустройства месторождений (для выкидных линий, систем нефтесбора, водоводов и газопроводов). И, наконец, четвертое направление представлено индустриальными трубами для изготовления корпусов насосов, применяемых в установках ЭЦН и ШГН.

Из всех предлагаемых нефтяным компаниям видов услуг наиболее востребованной остается подбор марок стали для НКТ и обсадных труб в зависимости от условий эксплуатации. Для этого была разработана специальная методика – «Система выбора труб». На основе предоставляемой нефтяными компаниями информации (процент содержания газов, минеральный состав и кислотность подтоварной воды, величина давления и температуры на устье и приеме насоса/забое) мы можем провести анализ и составить заключение о протекающих в конкретной скважине коррозионных процессах. По итогам анализа заказчику направляются рекомендации по выбору марок стали, применение которых позволит повысить наработку погружного оборудования на отказ и сократить число отказов по причине сквозной коррозии или уменьшения толщины стенки до критического значения.

КОРРОЗИОННО-ХЛАДОСТОЙКИЕ НКТ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Специально для эксплуатации скважин, осложненных повышенным содержанием углекислого газа и сероводорода в добываемой жидкости, а также высокой температурой и давлением, были разработаны несколько новых видов НКТ из хромсодержащих марок стали серий 18ХМФБ (1%Cr), 18Х3МФБ (3%Cr) и 15Х5МФБ (5%Cr).

Проведенные исследования состава НКТ показали, что он обладает высокими антикоррозионными свойствами как по сульфидному коррозионному растрескиванию под напряжением (СКРН), так и по скорости общей коррозии в модельных средах, независимо от группы прочности металла НКТ: от К до Л (по ГОСТ 633-80) или от К55 до С90 (по API 5CT) (табл. 1, 2).

Мы начали отгружать НКТ и обсадные трубы из стали с массовой долей хрома от 1 до 5% еще в 2010 году для ООО «ЛУКОЙЛ – Западная Сибирь» (ТПП «Когалымнефтегаз») и ООО «РН-Юганскнефтегаз». На сегодняшний день ежегодный объем отгрузок составляет порядка 5-7 тыс. т НКТ и обсадных труб. Основные потребители продукции ГК ЧТПЗ – это ЗАО «Газпромнефть-Оренбург» (сероводородостойкие обсадные трубы с резьбовым соединением класса Premium – ChT-VC), ООО «ЛУКОЙЛ-Севернефтегаз», а также многочисленные компании, заказывающие трубы в сравнительно небольших объемах (100-300 т/г).

Применение труб из сталей новых марок позволяет увеличить наработку оборудования на отказ в 5 – 25 раз. Данные результаты были получены в ходе проведения опытно-промысловых испытаний на месторождениях, расположенных в различных регионах РФ, в том числе на объектах ТПП «Усинскнефтегаз» (НКТ 3 и 5%Cr), ЗАО «Газпромнефть-Оренбург» (НКТ и ОТ 1%Cr, L80SS), ООО «РН-Ставропольнефтегаз» (НКТ 5%Cr), ОАО «Томскнефть» ВНК (НКТ 1, 3 и 5%Cr) и ООО «ЛУКОЙЛ – Западная Сибирь» (НКТ 1 и 3%Cr).

По предложению специалистов ОАО «Томскнефть» ВНК была проведена оценка влияния солянокислотных обработок (СКО) на эксплуатацию труб из марок стали 1-5%Cr (рис. 1). Испытания проводились в термостате при температуре (60±2)°С в течение 15 часов. По итогам исследований было установлено, что скорость общей коррозии коррозионно-стойких сталей марок 18ХМФБ, 18Х3МФБ, 15Х5МФБЧ в солянокислом растворе в отсутствие ингибитора в три и более раз ниже, чем скорость коррозии стали 32Г2 (~36-73 вместо ~211 г/м²·ч).

Применение ингибиторов кислотной коррозии позволяет снизить скорость коррозии коррозионно-стойких сталей марок 18ХМФБ, 18Х3МФБ, 15Х5МФБЧ в зависимости от природы и концентрации используемого ингибитора в диапазоне от 7-8 до 100-300 раз (до 0,129,14 г/м²·ч).

Таким образом, проведение солянокислотных обработок в скважине с коррозионно-стойкими НКТ из сталей марок 18ХМФБ, 18Х3МФБ, 15Х5МФБЧ не рекомендуется. При необходимости проведения обработок с целью освобождения прихваченного оборудования или удаления отложений на поверхности НКТ СКО должна выполняться с обязательным добавлением ингибиторов кислотной коррозии в течение непродолжительного времени (не более пяти часов). При этом все защитные свойства внутренней поверхности трубы будут потеряны. На их восстановление потребуется примерно 2-3 месяца. Это обусловлено принципом работы всех коррозионно-стойких сталей: из-за наличия в составе сплава хрома при эксплуатации на поверхности металла происходит «вымывание» железа, в результате чего происходит обогащение поверхности трубы хромом, переходящим в защитную пленку продуктов коррозии. При солянокислотных обработках защитная пленка растворяется, и для ее повторного образования необходимо определенное время.

ПРЕМИАЛЬНЫЕ ГАЗОГЕРМЕТИЧНЫЕ РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ОБСАДНЫХ ТРУБ CHT-VС®

Помимо выпуска трубной продукции в коррозионно-стойком исполнении, наша компания поставляет НКТ и обсадные трубы с резьбовыми соединениями класса Premium серий ChT-VT (для НКТ) и ChT-VC (для обсадных труб) (рис. 2, 3). Данные резьбовые соединения могут рассматриваться в качестве альтернативы соединениям типа NEW VAM и VAM производства компании Vallourec S.A., а также ТМК FMC (ПАО «ТМК»), поскольку не уступают им по своим эксплуатационным характеристикам. Сегодня резьбовые соединения ChT-VT и ChT-VС применяют такие компании, как ПАО «Газпром» (ООО «Газпром добыча Надым»), ООО «Газпромнефть-Хантос», ОАО «Сургутнефтегаз», ЗАО «Газпромнефть-Оренбург», ОАО «НК «Роснефть» и др. При этом в ЗАО «Газпромнефть-Оренбург» поставляются НКТ и ОТ из стали 1%Cr в сероводородостойком исполнении (L80SS).

Все разработанные резьбовые соединения прошли необходимые испытания и исследования, включая стендовые испытания в ОАО «ВНИИнефть» и ООО «Газпром ВНИИГАЗ», по итогам которых были разработаны технические условия и инструкции по эксплуатации труб.

В настоящее время ГК ЧТПЗ завершает разработку и в ближайшее время выведет на рынок новые типы резьбовых соединений, включая газогерметичное резьбовое соединение обсадных труб ChT-2C (аналог соединений типа VAM TOP), предназначенное для эксплуатации вертикальных, горизонтальных и сильноискривленных (свыше 12° на 10 м) нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин, в том числе морских. Помимо способности выдерживать повышенные сжимающие нагрузки (не менее 80% от предела текучести по отношению к телу трубы), данное резьбовое соединение также отличается высоким значением предельного момента свинчивания (рис. 4).

В заключение хотелось бы отметить, что наряду с промышленным производством, сегодня в компании проводится масштабная работа по лицензированию нефтесервисных организаций на право нарезки резьбы ChTVT/ChT-VC. За счет этого нефтегазодобывающие предприятия получат возможность комплектовать свои скважины не только трубой с резьбовым соединением класса Premium производства ГК ЧТПЗ, но и всей необходимой оснасткой, изготавливаемой компаниями-лицензиатами, перечень которых постоянно расширяется.