Los productos tubulares para la industria petrolera (OCTG: Oil Country Tubular Goods) y los tubos de conducción se conocen colectivamente como tubos especializados en petróleo. El tubo especializado en petróleo es en realidad un producto profundamente procesado de tubos de acero, incluyendo los productos tubulares para la industria petrolera (OCTG) y los tubos para el transporte de petróleo y gas (OGTP). Tubería de perforación, tubería de revestimiento, tubería y collar de perforación, tubería de perforación cuadrada, etc., colectivamente referidos como tubería especial para pozos petroleros.
1. ¿Cuáles son las normas de producción e inspección ampliamente adoptadas para los OCTG?
Las condiciones de servicio de los OCTG son bastante duras, y sus requisitos de calidad son mucho más estrictos que los de los tubos sin soldadura en general, que deben ser producidos e inspeccionados de acuerdo con normas especializadas o condiciones técnicas. En la actualidad, las normas de producción e inspección ampliamente utilizadas en el país y en el extranjero para OCTG se basan principalmente en las normas del Instituto Americano del Petróleo (API). La norma API SPEC5 CT se utiliza para tuberías de revestimiento y de producción, la norma API SPEC5 se utiliza para tuberías de perforación y la norma API SPEC7 se utiliza para juntas de tuberías de perforación.
2. Para responder a las condiciones geológicas especiales de los yacimientos petrolíferos, ¿qué tipos de tubos y tuberías de revestimiento no API se utilizan actualmente en el país y en el extranjero?
Además de la tubería de revestimiento estándar API, la investigación y el desarrollo nacionales y extranjeros para satisfacer las condiciones geológicas especiales de trabajo de los yacimientos petrolíferos de tubería de revestimiento no API, incluyendo: tubería de revestimiento de ultra alta resistencia para pozos profundos; tubería de revestimiento de alta resistencia al aplastamiento; tubería de revestimiento resistente a la corrosión por tensión de sulfuro de hidrógeno para su uso en pozos que contienen sulfuro de hidrógeno; tubería de revestimiento de alta resistencia para su uso en pozos de baja temperatura; y para su uso en ambientes corrosivos donde sólo hay iones de dióxido de carbono y cloro, y prácticamente no hay sulfuro de hidrógeno. Ambiente corrosivo de sulfuro de hidrógeno para el uso de tubería, revestimiento; para sulfuro de hidrógeno, dióxido de carbono e iones de cloro coexisten en un fuerte ambiente corrosivo para el uso de tubería, revestimiento.
3. ¿Cuáles son las funciones de los tubos y las tuberías de revestimiento en los pozos petrolíferos? ¿Qué tuberías de revestimiento se pueden clasificar según las distintas funciones?
En las operaciones de perforación y producción de yacimientos petrolíferos, por "tubería de revestimiento" se entiende el tubo que se utiliza como revestimiento en el pozo para evitar que la pared del pozo fluya o se hunda. Es una parte permanente del pozo y se cementa al fondo de la tubería de revestimiento. A veces, el cemento se devuelve a la superficie. La mayoría de las tuberías de revestimiento tienen un diámetro exterior de 114,3 mm o tamaños superiores. El tubo más interior del pozo se denomina tubing. Los fluidos del fondo del pozo se envían a la superficie a través de la tubería, que puede separarse del revestimiento mediante un separador de producción. La mayoría de los tubos tienen un diámetro exterior de 114,3 mm o menos.
El entorno de perforación suele requerir varias capas de tubería de revestimiento para alcanzar la profundidad total deseada del pozo. Cada capa de tubería de revestimiento se clasifica según su función:
(1)
Conducto: Es la capa más externa del pozo, y su finalidad principal es reforzar las paredes del pozo para evitar que la capa de grava superficial y la roca no cementada caigan dentro del pozo.
(2)
Tubería estructural: Entre el conducto y la tubería de superficie, el propósito de esta capa de revestimiento incluye abordar las fugas recurrentes o el colapso del pozo y minimizar los aumentos bruscos de gas a poca profundidad.
(3)
Entubado de superficie: La finalidad de la tubería de revestimiento de superficie inferior es múltiple e incluye aislar la capa de agua dulce para evitar el colapso y las fugas, aislar las secciones débiles de la capa que no pueden soportar la contrapresión ejercida como resultado del control del oleaje del pozo, prever la instalación de un preventor de reventones y soportar el peso de todas las capas de revestimiento menores que la tubería de revestimiento de superficie.
(4)
Tubería de revestimiento intermedia: El uso principal es porque se encontrarán capas de alta presión en la perforación, y se necesita fluido de perforación de alta densidad para controlar la presión anormalmente alta, y los estratos débiles menos profundos deben ser protegidos contra fugas o atascamiento de la perforación. En algunos casos especiales, la tubería de revestimiento intermedia también se utiliza para aislar formaciones salinas o formaciones de esquisto expansivas y propensas al colapso.
(5)
Tubería de revestimiento: La tubería de revestimiento cumple la misma función que la tubería de revestimiento intermedia. La tubería de revestimiento se extiende hacia arriba desde el fondo del pozo hasta la tubería de revestimiento intermedia, pero no se extiende hasta la superficie. La tubería de revestimiento se utiliza a menudo para ahorrar dinero al no tener que extender la columna de tubería hasta la superficie, pero sigue cumpliendo el propósito de controlar los gradientes de presión y fractura.
(6)
Tubo de producción: También conocida como tubería de formación. La función de esta columna es: separar la capa de producción de otras formaciones, formando un diámetro determinado y pudiendo bajar hasta la capa de producción del pozo de trabajo, para proteger la tubería de producción y los equipos.
(7) Columna de tubería de recuperación: La camisa también se utiliza habitualmente como parte de la tubería de revestimiento de producción en lugar de como una columna de tubería separada desde la superficie hasta la formación de producción. La camisa puede ser devuelta a la superficie con una cantidad adecuada de tubería desde la parte superior de la camisa.
4. ¿Cuáles son los grados de acero de la tubería de revestimiento y de la tubería de producción y qué significan?
En la norma API SPEC5CT, el grado de acero de las tuberías de revestimiento y de producción indica su límite elástico y algunas características especiales. En la mayoría de los casos, cuanto más atrás en el alfabeto esté la letra, mayor será el límite elástico del tubo. Por ejemplo, el acero de grado N80 tiene un límite elástico mayor que el J55.
La notación numérica viene determinada por el límite elástico mínimo del tubo expresado en miles de libras por pulgada cuadrada. Por ejemplo, el límite elástico mínimo del grado de acero N80 es de 550 MPa.
La norma API SPEC5 CT enumera los siguientes grados de acero para tuberías de revestimiento: H40, J55, K55, N80, M65, L80, C90, C95, T59, P110, Q125; los grados de acero para tuberías de revestimiento son: H40, J55, N80, L80, C90, T59, P110.