Трубный стык

Разработка инновационных продуктов для работы в новых регионах добычи и в усложняющихся условиях на действующих месторождениях совместно с Трубной металлургической компанией


Фото: Евгений Клименко, Роман Хасаев

«Газпром нефть» заключила соглашение о научно-техническом сотрудничестве с Трубной металлургической компанией (ТМК). Ожидается, что реализация программы позволит не только поддерживать качество продукции металлургов на стабильновысоком уровне, но и успешно решать задачи, возникающие при выходе в новые регионы добычи и связанные с изменением условий работы на действующих месторождениях.

НОВЫЕ ВЫЗОВЫ

В списках закупок материально-технических ресурсов нефтедобывающих компаний трубы — всегда одна из основных позиций. Спрос на них со стороны отрасли уверено растет на протяжении последних десяти лет. Они применяются на всех этапах добычи и транспортировки нефти.

С появлением новых проектов, расширением географии деятельности, изменением условий добычи меняются и потребности нефтяников, ужесточаются требования к качеству труб, появляется необходимость в разработке новых технологических решений, применении новых конструкционных материалов. «Агрессивные среды с высоким содержанием газов, условия вечной мерзлоты, шельфовые месторождения, освоение нетрадиционных запасов — вот современные реалии, с которыми имеют дело нефтегазодобывающие компании. При строительстве скважин нового типа сегодня необходима труба, которая проходит по вертикальному участку, изгибается, переходит в горизонтальный участок и выдерживает экстремальное воздействие при гидроразрыве пластов. Такая труба должна иметь необходимые прочностные характеристики и антикоррозионные свойства, а также специальные премиальные соединения, которые не допустят потерь — ни экономических, ни экологических. Освоение Арктики потребует более надежных труб, не допускающих аварийных ситуаций. Следовательно, будут использоваться нестандартные материалы, высокопрочные марки стали, премиальные резьбы», — отметил гендиректор Трубной металлургической компании Александр Ширяев. При этом усложнение условий работы предъявляет повышенные требования и к качеству трубной продукции — даже небольшое отклонение от технологий при производстве, раньше в ходе эксплуатации остававшееся незамеченным, сегодня может стать критическим фактором, приводящим к аварии.

Именно устранение существующих проблем в эксплуатации трубной продукции и освоение новых видов с высокими техникоэкономическими характеристиками стали основными целями совместной программы научно-технического сотрудничества «Газпром нефти» и ТМК. Основной акцент в программе сегодня сосредоточен на насосно-компрессорных (НКТ) и нефтепроводных трубах.

НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫЕ ОСЛОЖНЕНИЯ

По оценке специалистов, главная задача при разработке новых видов НКТ сегодня — повышение их коррозионной устойчивости. «Сейчас трубы у нас работают в коррозионно-активных средах с большим содержанием сероводорода и углекислого газа, где обычные, так называемые черные НКТ достаточно быстро разрушаются, — рассказал руководитель направления производственной отчетности департамента добычи нефти и газа «Газпром нефти» Александр Жеребцов. — Сложные объекты есть в «Томскнефти-ВНК» и в «Газпромнефть-Востоке», точечно они присутствуют на Еты-Пуровском и Вынгаяхинском месторождениях «Газпромнефть-Муравленко», на Ярайнерском и Вынгапуровском месторождениях «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаза».

Срок службы обычных насоснокомпрессорных труб в таких условиях может ограничиваться 100 сутками. Корректировка химического состава стали, из которой изготавливаются НКТ, без специальных длительных исследований может привести, как к положительным, так и к отрицательным результатам. «Металлургические компании по нашему запросу микролегируют сталь (хром, молибден и др.) для повышения хладои коррозионной стойкости труб. Например, усиление вязко-пластичных свойств сокращает количество свинчиванийразвинчиваний резьбы», — рассказал Александр Жеребцов.

Также сейчас активно внедряются НКТ с внутренним антикоррозионным покрытием. На месторождениях «Газпромнефть-Востока» в Томской области подвески из труб с внутренним покрытием испытываются уже почти год, пока оправдывая ожидания. По заверениям производителей, срок службы таких труб может достигать пяти лет. Как правило, сегодня антикоррозионное покрытие на стандартные стальные трубы наносят специализированные компании, не имеющие отношения к собственно производителям трубной продукции. Однако в рамках совместной программы предполагается проведение промысловых испытаний труб в коррозионно-стойком исполнении, в том числе с полимерными покрытиями, предложенных торговым домом «ТМК».

В планах и решение еще одной задачи — разработки эффективного способа маркировки НКТ. Сейчас метки наносятся или ударным методом, или с помощью специальной краски. Однако в водогазонефтяной среде краска стирается, а выбитая маркировка становится неразличимой из-за отложений и грязи. Важность задачи, по оценке Александра Жеребцова, очевидна: «Из 200 труб колонны длиной 2,5 км время от времени часть труб отбраковывается, заменяется новыми, и бухгалтерам очень сложно вести учет. Поэтому необходимо, чтобы каждая труба имела индивидуальный номер, причем нанесенный в центре трубы, потому что при проведении ремонтных работ концы труб отрезаются вместе с маркировкой. Казалось бы, простой вопрос, но никто в мире его еще не решил».

ОБМЕН ВИЗИТАМИ

По нефтепроводным трубам конкретную программу сотрудничества планируется разработать осенью — в ходе совместного совещания нефтяников и трубников. «Нас больше всего интересует продление жизненного цикла трубопроводов, — уточнил начальник управления эксплуатации трубопроводных систем „Газпром нефти“ Михаил Захаров. — Необходимо, чтобы производители подбирали и выпускали стали, увеличивающие срок эксплуатации труб с сегодняшних семи до 15–20 лет и, соответственно, обеспечивающие снижение операционных затрат. Условия на месторождениях меняются, меняется физикохимический состав перекачиваемой жидкости, растет обводненность, агрессивность перекачиваемой среды, и под эти меняющиеся условия нам подбирают новые решения».

С появлением активов на Крайнем Севере в ближайшее время компании понадобятся новые типы труб, выдерживающие экстремальные арктические температуры — до —60°C. Подобные разработки уже существуют. Например, трубы из конструкционной легированной стали 13 ХФА отличаются от обычных повышенной хладостойкостью, стойкостью к общей и язвенной коррозии, к сульфидному коррозионному растрескиванию и образованию водородных трещин. Однако опыта их использования в реальных условиях Арктики пока недостаточно, чтобы считать вопрос закрытым.

Все новые разработки будут испытываться на полигонах «Газпром нефти», и уже по итогам этих испытаний планируется принимать решение о вводе в эксплуатацию — сначала на месторождениях «Газпромнефть-Муравленко», где действует Центр компетенций по эксплуатации трубопроводов, — а затем о тиражировании новых технологий на предприятиях компании. Если это необходимо, состав стали будет подбираться для каждого конкретного актива — компания располагает полигонами во всех предприятиях.

Для оценки условий, в которых работают и обслуживаются трубы, оценки результатов испытаний специалисты ТМК будут совершать инспекционные поездки на месторождения «Газпром нефти», наблюдать за проведением капитального ремонта скважин, за спусками труб. В августе представители Синарского трубного завода уже посетили Томскую область. Для анализа причин коррозионного разрушения, оценки качества металла труб и резьбовых соединений будут привлекаться ученые челябинского РосНИТИ и специалисты НТЦ ТМК из Хьюстона (США).

В свою очередь, представители предприятий «Газпром нефти» поездят по заводам Трубной металлургической компании, познакомятся с производственной и научной базой холдинга. Что касается контроля качества, то он на заводах ТМК специалистами «Газпром нефти» уже ведется. «Мы организовали инспекционный контроль по нефтепроводным трубам на всех заводах, которые работают на „Газпром нефть“, включая Украину и Казахстан, — рассказал Михаил Захаров. — Если брак выявляется, то остается на заводах, а не поступает на месторождения». По НКТ входной контроль пока ведется на Ноябрьской трубной базе (НЦТБ), однако с 2014 года и по этой части сортамента проверки должны начаться непосредственно на заводах. Это касается, конечно, не только предприятий Трубной металлургической компании. Как, впрочем, не ограничивается единственной компанией и работа по разработке новых технологий и продуктов.

ПО ЗАКОНАМ РЫНКА

То, что первое комплексное соглашение было заключено именно с ТМК, неудивительно: эта компания — лидер российского трубного рынка. Однако вопрос сохранения равных конкурентных условий при работе с «Газпром нефтью» для всех производителей трубной продукции оговорен уже во вводной части соглашения с ТМК. «Несмотря на существование программы научно-технического сотрудничества, мы не должны забывать о наших принципах материальнотехнического обеспечения, в первую очередь по отбору поставщиков на конкурентной основе, — пояснил начальник отдела материалов дирекции по материально-техническому обеспечению и капитальному строительству „Газпром нефти“ Алексей Ходырев. — К нам может прийти любой производитель, предложить любую продукцию и стать поставщиком, если условия окажутся лучшими. Просто ТМК делает практически весь сортамент, что позволяет сразу решить множество проблем, охватить очень широкий спектр задач. Но это не нарушает принцип конкуренции, так как в ходе совместной работы разрабатываются технические условия, по которым могут работать другие заводы, более того, мы будем искать аналоги наших совместных разработок, расширяя тем самым конкурентную среду, что снижает риск получения монопольного производителя».

Проекты совместных научно-технических программ у «Газпром нефти» есть и с другими компаниями, правда, менее масштабные. По нефтепроводным трубам, например, идет активное взаимодействие с Объединенной металлургической компанией (ОМК). В планах на будущее — организация для нужд «Газпром нефти» изготовления всех комплектующих трубных узлов на одном предприятии и даже целых таких узлов в сборе. Такой подход, по расчетам специалистов компании, позволит повысить качество, в первую очередь за счет сокращения объема строительно-монтажных работ в полевых условиях.

Однако производства, позволяющие реализовать этот проект на необходимом уровне, есть только у ОМК и группы ЧТПЗ. В рамках опытнопромышленных испытаний на месторождениях компании укладываются стеклопластиковые нефтепроводные трубы, отрабатываются варианты использования ингибирования для защиты от коррозии.

В общем, все по законам рынка: нефтяники ведут поиск оптимальных способов решения своих задач, производители труб пытаются получить дополнительные конкурентные преимущества, выходя в новые рыночные сегменты, разрабатывая инновационные продукты. А совместные программы, такие как проект «Газпром нефти» и ТМК, позволяют обеим сторонам двигаться к своим целям с максимальной эффективностью.

Игорь Пышминцев,
Генеральный директор Российского
научно-исследовательского
института трубной промышленности
(РОСНИТИ)
Программа научно-технического сотрудничества ТМК с «Газпром нефтью» включает важные направления исследований по созданию, освоению производства и применению основных видов труб нефтяного сортамента. Успешная разработка новой продукции невозможна без четких представлений об условиях ее эксплуатации. Например, добыча нефти все в большей мере осложняется интенсивной коррозией скважинного оборудования и трубопроводов. При этом сложность решения задачи предотвращения ускоренного коррозионного повреждения состоит в многообразии условий добычи на различных месторождениях и наличии большого числа факторов, имеющих определяющее значение: состав среды, ее температура, давление, скорость потока и др.

Важнейшей научной и практической задачей в этом смысле является возможность создания эффективной системы классификации условий применения продукции, которая позволит выбрать стратегию обеспечения надежности оборудования, определив границы применимости различных решений. К ним следует отнести выбор химического состава низколегированной или микролегированной стали, ее термической обработки, либо применения высоколегированных коррозионностойких сталей. Ясной альтернативой, развиваемой в последнее время, являются антикоррозионные полимерные покрытия внутренней поверхности труб, основные характеристики и защитные свойства которых постоянно повышаются за счет применения новых материалов. Такие исследования предполагается проводить с использованием специализированной лабораторной базы РосНИТИ, позволяющей моделировать условия работы сталей и полимерных материалов в практически любых скважинах путем проведения испытаний в условиях месторождений.

Новым направлением работы является создание технологии бессмазочных резьбовых соединений насосно-компрессорных и обсадных труб, в которых применяемые в настоящее время жидкие резьбовые смазки будут заменены твердым специальным композиционным покрытием с полимерной матрицей, обладающим эквивалентными антифрикционными, противозадирными и антикоррозионными свойствами. За такими покрытиями будущее, поскольку их применение определяет возможности внедрения новых технологий добычи углеводородов.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ