——访中国石油管材研究所总工程师冯耀荣
冯耀荣博士 中国石油集团公司高级技术专家,应用基础研究重点领域首席专家,管材研究所总工程师,石油管工程重点实验室负责人。长期从事石油管工程应用基础研究、技术开发与重大工程技术支持工作,有22项成果获得国家级和省部级科技奖励。先后获陕西省有突出贡献专家、享受政府特殊津贴科技专家、中国石油集团跨世纪学术和技术带头人等称号,第三届孙越崎“优秀青年科技奖”、第十五届孙越崎“能源大奖”获得者。
随着油气田勘探开发向纵深发展,钻井进尺和深度大幅度增加,深井、超深井、特殊结构井和特殊工艺井越来越多,工况条件越来越复杂。据不完全统计,近几年我国油井管进口量一直保持在总需求的20%左右,进口油井管基本上是高技术含量、高附加值的高端产品,如高韧性超高强度油井管、不锈钢及镍基合金油套管、特殊螺纹接头油套管、膨胀套管等。这些进口的油井管大多属于非API标准管材,记者就我国非API标准油井管产业的有关问题,采访了中国石油管材研究所总工程师冯耀荣。
记者:目前,我国对非API油井管有哪些技术要求?
冯耀荣:近年来,我国特殊品种的油井管需求量越来越大,进口比例也较大。例如西部某油田近年来进口油套管中,绝大多数是非API管材。
我国油田应用非API油井管油气藏大多分布于4000~6000米深处,井深平均在5200米以上,甚至深达7000米;压力最高达到120兆帕,温度达到150℃;存在二氧化碳、硫化氢等的腐蚀。如西南油气田对耐腐蚀和特殊螺纹油套管的需求量较大,质量要求十分严格。苏里格气田埋深大约在3200~3500米,属于低渗、低压、低丰度气田,需要满足低成本开发要求兼顾经济性和安全可靠性的管材及附属产品,如较低钢级管材、简易特殊螺纹、ERW管材、特殊螺纹密封脂等。
我国西部油气田勘探开发中遇到的高温、高压、高腐蚀、盐膏层等复杂工况,对油井管的质量和性能提出了更严格的要求,需要大量技术先进、经济适用、质量可靠的特殊螺纹油井管、高抗挤套管、耐蚀合金管材。
记者:国内非API油井管在使用中发现哪些问题?
冯耀荣:近年来,非API标准系列油井管发展非常迅速,一些大型的生产厂都有自己的系列产品,对高难度油气田的开发起到了一定的支持作用。但油田在应用这些产品时也出现了很多问题,如高压气井泄漏、套管挤毁、管材腐蚀、破裂等等。这些问题的出现既影响油田的正常生产,也影响到了油田对非API产品的信任度。
管材所的调查发现,国内的非API油井管产品缺乏用户和生产厂公认的产品标准,同时产品性能不能满足超高压气井对管柱密封性能的要求。生产商对超高压气井工况条件认识不足,使用前没有进行针对性的设计验证评价试验。如很多生产厂开发出了高抗挤毁套管产品,包括耐高温的高抗挤毁套管,通过提高改变材料设计、钢级、壁厚、改善钢管尺寸精度、改变工艺等来提高套管的抗挤强度。但是仍然出现了大量套管变形和挤毁失效,说明目前的套管的性能还不能满足复杂工况的需要。
2007年底全国探明天然气地质储量5.9万亿立方米,其中酸性气田储量约1.2万亿立方米,占20%。目前国内非API油井管产品很难满足这些特殊油气藏开发的需要。
记者:非API油井管国产化需要开展哪些具体工作?
冯耀荣:我认为,只要国内用户和生产厂商紧密联合,完全可以实现非API油井管的国产化。
国内的油田、研究机构和油井管生产企业要联合攻关。比如,以塔里木、西南和长庆等油气田为工程依托,以特殊螺纹油井管和耐蚀合金管材应用技术开发为重点,开发出性能优良的特殊螺纹油井管、高抗挤套管和耐蚀合金管材,推动非API油井管国产化,实现非API油井管的产品、技术和标准的集成配套,为西部高温、高压、高酸性油气田的勘探开发提供技术保障。
建立非API油井管标准体系,形成特殊螺纹油井管、高抗挤套管和耐蚀合金管材产品标准、检测评价标准、现场验收和使用标准。形成技术先进、经济适用、质量可靠的特殊螺纹油井管和耐蚀合金管材等系列产品。
通过产研合作,形成非API油井管成套技术。建立非API油井管标准体系,形成特殊螺纹油井管、高抗挤套管和耐蚀合金管材产品标准、检测评价标准、现场验收和使用标准。形成技术先进、经济适用、质量可靠的特殊螺纹油井管和耐蚀合金管材等系列产品。
记者:前不久,管材所与长庆油田、宝钢和天钢就非API油井管共同签署了工业联合项目(JIP)协议,这对我国非API油井管发展将具有怎样的意义?
冯耀荣:管材所长期关注非API油井管的发展。此次通过签署协议,将联合国内多家企业共同研究解决非API油井管应用关键技术难题,规范非API油井管市场。JIP模式就是相关利益方就共同关心的核心技术共同出资、联合攻关、成果共享,互利共赢。
管材所就是借此搭建一个油田用户、研究所、生产企业三方联合攻关、互利共赢的合作平台。即油田提出技术需求,负责现场试验和成果应用。管材所负责提出产品开发方案,建立非API油井管的标准体系和质量评价监督与控制体系。生产企业负责非API油井管新产品开发,试制和生产。
结合目前的非API油井管技术现状,各方将采用JIP模式,开展特殊螺纹及高抗挤油井管、耐蚀合金油井管、特殊螺纹油井管的研究开发。同时完善现有产品体系,提高产品质量。
为保障我国高温、高压、高腐蚀、盐膏层等复杂油气田勘探开发的顺利进行和安全,必须通过联合攻关创新非API油井管技术,实现非API油井管国产化;必须建立非API油井管标准体系,形成非API油井管产品标准、检测评价标准、现场验收和使用标准;必须建立完善的非API油井管质量监督评价与控制体系,加强国家许可、用户准入、产品质量检验、驻厂质量监督等。