自投入市场以来,VAM® 21得到了广泛的应用,迅速成为行业最佳产品。VAM® 21成为全球石油工厂最佳螺纹选择不是没有原因的,除了高性能外,整条VAM® 21生产线也要通过严格的验证,包括API RP 5C5:2017 CAL-IV等这类最严格的测试协议,以此满足客户对产品的严苛要求。
瓦卢瑞克广泛而可靠的认证协议始终受到全球客户的认可和赞赏。随着越来越多的运营商都要求进行技术验证,VAM® 21在为客户提供全面的测试结果和认证方面处于领先地位,包括最严苛的测试,如高温高压、高抗挤、高扭矩。
高压高温海域环境挑战
在最严苛的环境下,复杂的高压高温井需要最可靠的丝扣,以承受高达20,000psi的压力及180°C (356°F)以上的高温。VAM® 21在高达240°C(464°F)的高温环境下进行了测试,证明了即使在最苛刻的环境下(比如在北海,客户需按照最严格的国家法规操作),VAM® 21也能达到标准。 这些测试是根据API RP 5C5:2017 CAL-IV测试协议进行的,并且根据客户的特定要求进行了调整,如实际井底温度和严峻的井下负荷条件下的失效测试。
我们客户道达尔(TotalEnergies)在北海区域的高温高压井((West Franklin 和 Elgin Franklin wells)选择了VAM® 21,应用于井底温度高达215°C(419°F)的井况。对于这种关键应用,客户和当地政府要求入井的每一件设备都要经过验证。这对生产油管和生产套管来说尤其重要,因为油管和生产套管是井身结构最内两层,是确保油井完整性的关键。
针对此井况,瓦卢瑞克对5½” 26.80# VM 25 125 VAM® 21 (CRA)和10 ” 73.90# VM 140CY VAM® 21螺纹进行了专门的确认测试。采用的测试顺序与客户的钻井和完井团队达成了一致,以确保覆盖最大负荷程度 (内压/外压/压缩负荷)和最极端温度(高于180°C/356°F,超过API RP 5C5:2017 CAL-IV要求)。此外,道达尔对瓦卢瑞克提供的样品进行了特定的测试,包括高温下的外加气体压力。
VAM® 21的全面测试确保了道达尔高温高压井的可靠性和完整性。自成功完成测试以来,VAM® 21产品已经应用在10口道达尔高温高压井中。
更多关于类似高压高温项目信息,请阅读《2018年海上技术大会的技术论文》。
承受高抗挤压力
高外挤(HC)(即超出标准的外部压力)是深井、复杂地层载荷或高温关键井的典型特征。瓦卢瑞克提供了一系列高抗挤和高强度的专有钢级,能够承受这些高外压——VAM® 21同时达到了标准。
我们推出了一套完整而先进的测试程序以验证VAM® 21在高抗挤钢管(主要是外径7”到13 5/8”)上的性能。螺纹的抗外压能力比标准API 5CT管体最大抗外压值增加了10%至40%(取决于尺寸),以匹配高抗挤管体的性能,以此达到标准。因此,VAM® 21在外部压力负荷方面与高抗挤钢管一样,允许井的设计基于高抗挤管体的实际性能。
此外,我们还对关键尺寸进行了物理测试,然后结合对标准尺寸(最大到管体的高抗挤值)的有限元分析(FEA)外推,以覆盖整个产品系列。由于这种广泛的测试,通过全面的测试数据库瓦卢瑞克证明了整条VAM® 21产品线的高抗挤性能。
得益于高性能,特别是与高抗挤管结合时,VAM® 21已成为巴西关键客户含盐层套管的设计标准。
有这样一个例子:一位客户需要钻探至2,000米厚盐层以下发现的油气层。巴西盐岩,一种热粘弹性材料,在受到应力时有蠕变的趋势。盐岩的黏度会在一段时间后导致井筒闭合,这给井筒的建造,尤其是套管部分带来了困难。为了解决这一技术难题,使用抗挤能力更强的钢管是至关重要的。同时开发与厚壁管相匹配的特殊扣,以承受厚盐层施加的外挤强度,并保持结构和密封的完整性。
除了这些挑战外,客户还需要优化井筒设计,要求配备减薄外径接箍(特殊间隙)的特定尺寸的油管和套管,以达到井的环空间隙要求。
瓦卢瑞克开发并验证了以下特定的套管和尾管尺寸,以满足特殊的环空要求和钢管在“高抗挤”等级下的螺纹密封性:
•技术套管 13 5/8” 88.20# VM 110 HCSS VAM® 21 NB-SC80
•技术套管14” 114.00# VM 110 HCSS VAM® 21
•生产套管10 ¾” 85.30# VM 110 HCSS VAM® 21 HW NA SC70
•生产套管 in 10 ¾” 65.70# VM 110HCSS VAM® 21
•生产套管10 ¾” 73.20# VM 110 HCSS VAM® 21
•生产套管9 7/8” 66.90# VM 125 HCSS VAM® 21
•尾管7” 32.00# VM 125 HC
更多关于该项目的信息,请阅读《2018里约热内卢石油与天然气技术论文》。
保证高扭矩下的最大密封性能
当在井中下入尾管时,需要旋转具有高扭矩性能螺纹的管柱,以防止泄漏的发生,并确保管柱的完整性。当高扭矩应用在管柱上时,按照API RP 5C5:2017 / ISO 13679:2019 CAL-IV,进行多次测试验证VAM® 21的密封性能。这些测试是在最大密封扭矩值(MTS)下进行的,其抗弯曲性能最高可达42°/100英尺。
此外,VAM® 21 HT在MTS进行了设计和验证,可为最关键应用提供更大的扭矩,如旋转尾管或套管钻井(大位移井、分支井和水平段),并完全兼容标准VAM® 21设计。
最近,VAM® 21 HT供应给中东的一位客户,该客户的大位移井(ERD)的井深(TD)可达8,500米,水平段可达6,500米。在这种情况下,尾管(6,500米长)需要在下井和固井过程中旋转,因此承受了较大的扭矩载荷。客户的钻井团队计算出需要14,500 ft.lb的扭矩。最终选用了7”23.00# L80 VAM® 21 HT,因为其具有密封性能的最大扭矩 (MTS)为14,950 ft.lb,满足操作要求。
满足低碳应用要求
VAM® 21远远超越标准应用,能够满足地热井和氢气地下存储的要求。VAM® 21能够保证关键地热井中的抗压缩能力,热循环温度可达350°C,符合TWCCEP测试标准。此外,VAM® 21已成功通过100%氢气和循环加载的测试,为客户提供了适用于特定行业标准的储氢井鉴定协议。
了解更多关于VAM® 21氢测试资格。
大量经过测试和验证的螺纹
VAM® 21具有各种尺寸和钢级,是最通用和易用的螺纹,适用于从标准井到最复杂的操作等广泛配置需求。VAM® 21通过了严格协议的多项测试,以及不同应用关键尺寸的物理测试,确保在整条产品线的安全性和高性能,为客户提供全面的技术服务,是目前市场上最具有认证且最可靠的螺纹之一。
涉及到特殊扣测试时需要考虑的关键点
对于操作者来说,测试特殊扣的主要目的是测试在井的整个生产周期内,该丝扣在可预期的井底负荷环境中的适用性。
因此,在关键应用中,操作者需要确保螺纹成功通过最严格的行业标准测试(目前的API RP 5C5:2017 CAL-IV),并与预期的井底负荷一致。
要求的丝扣性能曲线,应在每一个极限负荷点上对每个样品进行全面测试,