Разуменне класаў пакера ад V6 да V0 (частка 2): расшыфроўка класіфікацыі свідравінных «герметычных ахоўнікаў» са стандарту API 11D1

У падземнай абарончай лініі здабычы нафты і газу,пакавальнікаўз'яўляюцца асноўным абсталяваннем, якое прадухіляе ператок пластовых вадкасцей і забяспечвае бяспеку свідравіны. Аднак патрабаванні да герметызацыі моцна адрозніваюцца ў залежнасці ад умоў свідравіны: неглыбокія звычайныя свідравіны патрабуюць толькі базавай герметызацыі, у той час як звышглыбокія высокатэмпературныя кіслыя свідравіны патрабуюць абароны ад уцечак.

Стандарт API 11D1 для свідравінных інструментаў — пакеры і маставыя коркі ў нафтавай і газавай прамысловасці выразна паказвае, што класы пакера паступова павялічваюцца ад V6 да V0; чым меншы лік, тым больш строгія патрабаванні да прадукцыйнасці — V6 з'яўляецца базавым пачатковым узроўнем, а V0 — канчатковым класам прадукцыйнасці, прычым кожны клас адпавядае выразна акрэсленым стандартам выпрабаванняў і адпаведным сцэнарыям.

Сёння мы разгледзім тэхнічныя асновы, адпаведныя сцэнарыі і патрабаванні да выпрабаванняў класаў V2, V1 і V0, каб дапамагчы вам выбраць патрэбны «ахоўнік» для свідравіны.

Па-першае, трэба зразумець: чаму пакеры адпавядаюць класу API 11D1? Складанасць нафтавых і газавых свідравін далёка пераўзыходзіць уяўленне: неглыбокія свідравіны могуць вытрымліваць ціск толькі 10 МПа і тэмпературу 50°C, у той час як глыбакаводныя газавыя свідравіны могуць вытрымліваць ціск перавышаючы 100 МПа, некаторыя газавыя свідравіны часта тэмпература перавышае 170°C, а кіслыя свідравіны пастаянна сутыкаюцца з рызыкай карозіі. Несумяшчальнасць пакера нізкага класа са свідравінай высокага ціску (напрыклад, «выкарыстанне маленькага каня для перацягвання цяжкага воза») можа прывесці да пашкоджання ўшчыльнення і рызыкі выкіду; і наадварот, выкарыстанне звышвысокакласных пакераў у звычайных свідравінах прыводзіць да марнавання выдаткаў.

Для газавых здабыўных і нагнетальных свідравін API 11D1 вызначае патрабаванні да праверак выпрабаванняў для трох класаў: V2, V1 і V0.

Клас V2: пачатковы ўзровень для герметызацыі газу

Стандартнае тэхнічнае вызначэнне: V2 упершыню ўключае выпрабаванні на герметычнасць газу; гэта мінімальны пачатковы ўзровень для пакавальнікаў газавых свідравін, прычым асноўная ацэнка сканцэнтравана на надзейнасці герметызацыі ў асяроддзях шматфазнага патоку.

Дзеючыя ўмовы свідравіны

• Глыбокія свідравіны (4000–5000 м)
• Працоўны ціск ≤ 138 МПа (≈ 1400 кгс/см²)
• Працоўная тэмпература ≤ 177°C
• Асяроддзе: шматфазны паток з суадносінамі газу і нафты (GOR) > 500, які змяшчае невялікую колькасць H₂S (парцыяльны ціск ≤ 0,07 МПа)
• Значныя ваганні ціску (напрыклад, у здабыўных свідравінах пасля традыцыйных аперацый па разрыве пласта)

Тыповыя сцэнарыі

Наземныя традыцыйныя газавыя свідравіны, распрацоўчыя свідравіны ў нізкасерністых радовішчах.

Патрабаванні да тэсціравання

• Спачатку трэба прайсці поўны набор тэстаў V3
• Выпрабаванне на герметычнасць газу: выкарыстоўваючы азот у якасці асяроддзя, утрымлівайце ціск на ўзроўні 80% ад намінальнага ціску на працягу 15 хвілін; хуткасць уцечкі ≤ 10 стандартных кубічных сантыметраў у хвіліну (sccm).
• Пашыранае выпрабаванне на восевую нагрузку: прымяненне восевай сілы ±100 кН у спалучэнні з цыклічным выпрабаваннем на ціск
• Неабходна прадаставіць справаздачу аб колькасных выпрабаваннях на герметычнасць газу

Клас V1: Адаптаваны да экстрэмальных дынамічных умоў

Тэхнічнае вызначэнне: Заснаваная на V2, V1 паляпшае выпрабаванні тэмпературных цыклаў і дынамічнай счаплення нагрузак; яна адаптуецца да суровых ваганняў эксплуатацыйных умоў пры высокім ціску/высокай тэмпературы і з'яўляецца асноўным выбарам для глыбакаводных/звышглыбокіх свідравін.

Дзеючыя ўмовы свідравіны

• Звышглыбокія свідравіны (5000–6000 м)
• Працоўны ціск ≤ 172 МПа (≈ 1750 кгс/см²)
• Працоўная тэмпература ≤ 204°C (дыяпазон ваганняў тэмпературы ≤ 100°C)
• Асяроддзе: Утрымлівае H₂S (парцыяльны ціск ≤ 0,5 МПа) і CO₂ (парцыяльны ціск ≤ 8 МПа)
• Моцныя дынамічныя нагрузкі (напрыклад, гідраўлічны разрыў пласта гарызантальных свідравін сланцавага газу, вібрацыя глыбакаводных трубчастых калон)

Тыповыя сцэнарыі

Гарызантальныя свідравіны для здабычы сланцавага газу, глыбакаводныя нафтавыя свідравіны, этап распрацоўкі свідравін з высокім утрыманнем серы.

Патрабаванні да тэсціравання

• Спачатку трэба прайсці поўны набор тэстаў V2
• Тэмпературнае цыклічнае выпрабаванне: 10 цыклаў паміж -29°C і 204°C, вытрымліваючы ціск на працягу 2 гадзін кожны раз без уцечкі.
• Дынамічны цыкл ціску: цыклічнае змяненне ціску 500 разоў паміж 0 і 100% ад намінальнага ціску, уключаючы імпульсныя ўдары ціску
• Патрабаваная хуткасць уцечкі газу: ≤ 0,1 куб.см³ Мадэлюйце пашырэнне/сцісканне трубчастай калоны (±50,8 мм) і радыяльную дэфармацыю; характарыстыкі герметызацыі застаюцца нязменнымі

Клас V0: Канчатковы «Ахоўнік», базавы ўзровень бяспекі з нулявой уцечкай

Тэхнічнае вызначэнне: V0 — гэта найвышэйшы клас у API 11D1; ён ахоплівае ўсе выпрабавальныя элементы ніжэйшага класа, з дадатковымі «герметызацыяй з нулявым утрыманнем газу» і «выпрабаваннямі на рэверс ціску» — гэта «апошняя лінія абароны» для экстрэмальных умоў.

Дзеючыя ўмовы свідравіны

• Звышглыбокія звышвысокатэмпературныя свідравіны (> 6000 м)
• Рабочы ціск > 103 МПа, тэмпература > 177°C (асяроддзе высокага ціску і высокай тэмпературы (HPHT))
• Асяроддзе: Утрымлівае высокую канцэнтрацыю H₂S (парцыяльны ціск ≥ 1 МПа) і CO₂ (парцыяльны ціск ≥ 10 МПа)
• Патрабуе пастаяннай герметызацыі (напрыклад, аперацыі па закаркаванні свідравін і ліквідацыі) або надзвычайных патрабаванняў бяспекі (напрыклад, свідравіны для ўтылізацыі ядзерных адходаў)

Тыповыя сцэнарыі

Высокасерністыя газавыя свідравіны ў басейне Сычуані, глыбакаводныя газавыя радовішчы звышвысокага ціску, геатэрмальныя свідравіны.

Патрабаванні да тэсціравання (найбольш строгія стандарты)

• Спачатку трэба прайсці поўны набор тэстаў V1
• Герметызацыя без утварэння газавых бурбалак: выкарыстанне гелія ў якасці асяроддзя, утрыманне ціску пры намінальным ціску на працягу 15 хвілін; без назапашвання бурбалак у мерным цыліндры (хуткасць уцечкі набліжаецца да нуля)
• Выпрабаванне на змену кірунку ціску: выканайце 2 змены кірунку ціску пры максімальным намінальным ціску без пашкоджання ўшчыльнення
• Палепшаны тэмпературны цыкл: хуткае астуджэнне з 204°C да -29°C, утрыманне ціску, а затым паўторны нагрэў; герметызацыя застаецца эфектыўнай на працягу ўсяго тэрміну.
• Для дасягнення якаснага і колькаснага выяўлення ўцечак неабходна выкарыстоўваць тэхналогію вакуумнага выяўлення ўцечак

3 асноўныя прынцыпы, каб пазбегнуць памылак пры выбары

(1) Выберыце не менш за клас V2 для газавых свідравін, не менш за клас V1 для кіслых свідравін і абавязкова выберыце клас V0 для свідравін з высокім утрыманнем паліва;

(2) Павышэнне класа ў залежнасці ад дынамічных нагрузак: для свідравін з гідраўлічным разрывам пласта/кіслотнай апрацоўкай павышаецца базавы клас на 1 узровень (напрыклад, V2 → V1);

(3) Праверце ахоп сертыфікацыі: клас V0 можа ахопліваць усе сцэнарыі ніжэйшага класа, але пераканайцеся, што справаздача аб выпрабаваннях уключае параметры стану свідравіны (напрыклад, тэмпературу, ціск, асяроддзе).

Ключавы напамін: адзнака «Адносіны ўключэння»

У стандарты API 11D1 выразна ўказана, што пакеры больш высокага класа аўтаматычна пакрываюць характарыстыкі ніжэйшага класа. Напрыклад: прадукт, сертыфікаваны па класе V0, можа быць непасрэдна выкарыстаны ў сцэнарыях класаў V1–V6; аднак прадукт класа V5 ніколі нельга выкарыстоўваць у газавых свідравінах, якія патрабуюць герметызацыі газу класа V2.

• Выбар правільнага класа ўшчыльняльніка мае вырашальнае значэнне для балансу бяспекі, эфектыўнасці і кошту.

Спадзяемся, што гэтая перагледжаная інтэрпрэтацыя дапаможа вам пазбегнуць непаразуменняў з класам свідравіны, гарантуючы, што на кожнай свідравіне будзе выкарыстоўвацца абсталяванне для герметызацыі свідравін, якое адпавядае яе магутнасці.

Кантакт:Джэсі Чжоу

Мабільны/Whatsapp:+0086-18109206861
Электронная пошта:energy@landrilltools.com