Gevalstudie: Midden-Oosten-olieveld vermindert de stilstand van de put met 60% met API 6A Kerstboom retrofit

Achtergrond van de klant

Een middelgrote onafhankelijke exploitant in het Sultanaat Oman beheert een volgroeid olieveld op land in het Ghaba-zoutbekken. Het veld produceert 28-32° API-ruwe olie uit de Barik-zandsteenformatie op putdiepten variërend van 2.400 tot 3.100 meter. De reservoirdruk varieert tussen 1.800 en 2.600 PSI, waarbij de H2S-concentraties worden gemeten op 1,2-2,8 volumeprocent en het CO2-gehalte gemiddeld 3,5%. De statische temperatuur in de bodem van het gat bereikt 98°C onder stromende omstandigheden.

De exploitant exploiteert 47 actieve productieputten, waarvan er 31 op natuurlijke wijze stromen en 16 hulp nodig hebben met een gaslift. De dagelijkse brutoproductie bedraagt ​​gemiddeld 18.500 vaten vloeistof met een gemiddelde waterbesparing van 64%. Het veld is sinds 2004 in productie en de oorspronkelijke boorputapparatuur naderde het einde van de ontwerplevensduur.

Initiële problemen

Begin 2024 registreerde de exploitant escalerende putmondgerelateerde storingen in het hele veld:

• Lekkage van schuifafsluiterzitting:Bij 12 putten was sprake van interne lekkage langs de zittingen van de schuifafsluiters, waardoor als tijdelijke maatregel regelmatig klepafdichtmiddel moest worden geïnjecteerd. Bij twee putten was sprake van volledige spoeling van het kleplichaam.
• Flensringgroefcorrosie:RTJ-flensringgroeven op 5 putten vertoonden putdieptes van meer dan 1,5 mm, waardoor de drukintegriteit tijdens putinterventie in gevaar kwam.
• Verslechtering van de nekafdichting van de slanghanger:Elastomere afdichtingen in 8 slanghangers waren verhard en hadden hun elasticiteit verloren, waardoor meetbare gasmigratie naar het secundaire afdichtingsgebied bij de uitlaatopeningen van de behuizing ontstond.
• Operationele impact:De ongeplande downtime bedroeg in het hele veld 380 uur per kwartaal. De interventiekosten bedroegen gemiddeld $ 42.000 per gebeurtenis. De exploitant besteedde jaarlijks ongeveer $680.000 aan noodreparaties aan de boorput, injectiecampagnes voor afdichtingsmiddelen en vervangingsonderdelen van meerdere leveranciers.
• Fragmentatie van inkoop:Het inkopen van vervangende onderdelen bij vijf verschillende leveranciers zorgde voor complexiteit van de voorraad en inconsistente traceerbaarheid van materialen in het hele veld.

Waarom de klant voor deze oplossing heeft gekozen

De exploitant beoordeelde voorstellen van drie fabrikanten met een API 6A-licentie. Puyang Zhongshi Group werd geselecteerd op basis van de volgende technische en commerciële criteria:

Gekochte producten

Technische oplossing

Materiaalselectieproces:Het corrosie-engineeringteam van de exploitant leverde de geproduceerde vloeistofanalysegegevens. Zhongshi raadde klasse DD-materiaal aan volgens API 6A - een laaggelegeerd staal met een minimale vloeigrens van 75K met gecontroleerde hardheid (HRC 22 max) volgens NACE MR0175 voor H2S-service. Alle drukhoudende smeedstukken ondergingen vóór de bewerking 100% ultrasone tests (UT) volgens ASTM A388 en magnetische deeltjesinspectie (MPI) volgens ASTM E709.

Upgrade van klepontwerp:Een belangrijke afwijking van de vorige uitrusting was de specificatie van schuifafsluiters met metalen zittingen met een harde Stellite 6-bekleding op zowel de schuif- als de zittingafdichtingsoppervlakken. De vorige leverancier had zittingen met elastomeer inzetstukken gebruikt die binnen 18-24 maanden verslechterden onder de gecombineerde H2S- en thermische cycli. Het ontwerp met de metalen zitting elimineerde deze storingsmodus volledig.

Corrosiebescherming:Alle blootgestelde koolstofstalen oppervlakken kregen een drielaags verfsysteem van offshore-kwaliteit: zinkrijke epoxyprimer, high-build epoxy tussenlaag en polyurethaan toplaag. Interne bevochtigde oppervlakken werden ongecoat gelaten om het risico van delaminatie van de coating bij zuur gebruik te voorkomen.

Kwaliteitscontrole:Elke kerstboomconstructie onderging hydrostatische lichaamstests bij 1,5x de nominale werkdruk (7.500 PSI) met een wachtperiode van 15 minuten, gevolgd door gastesten bij nominale werkdruk met stikstof van 5.000 PSI. Testcertificaten en UT/MPI-rapporten werden verzameld in een databoek dat bij elke montage werd geleverd.

Verpakking en export:Elke constructie werd op een skid gemonteerd op stalen frames met vastgeschroefde bevestigingspunten, omwikkeld met VCI-film (Volatile Corrosion Inhibitor) en ingesloten in multiplexkratten met droogmiddelpakketten. Alle flensvlakken kregen beschermkappen met vastgeschroefde houders. De zending vertrok vanuit Shanghai per containerschip met een doorvoer van 24 dagen naar de haven van Sohar, Oman.

Projectresultaten

De productiesuperintendent van de exploitant meldde: "De Zhongshi-kerstbomen draaien sinds de inbedrijfstelling zonder enig probleem met de kleplekkage of afdichting. Ons interventieteam kan zich nu concentreren op kunstmatige liftoptimalisatie in plaats van noodreparaties aan de boorput."

Waarom dit project ertoe doet

Inkoopinzicht:Dit project toont aan dat materiaalspecificatie – en niet alleen de drukclassificatie – de kritische onderscheidende factor is bij het selecteren van boorputapparatuur voor zuur gebruik. De vorige leverancier van de exploitant voldeed aan de mechanische vereisten van API 6A, maar gebruikte materialen die niet geschikt waren voor de corrosieve omgeving, wat resulteerde in chronische storingen.

Selectietips voor operators:

• Vraag altijd een volledige materiaalklassecertificering aan volgens API 6A Annex F voordat u een inkooporder plaatst
• Dring aan op UT- en MPI-rapporten voor alle drukhoudende smeedstukken – niet alleen conformiteitscertificaten
• Overweeg consignatievoorraadovereenkomsten om de voorraadkosten te verlagen en de beschikbaarheid van reserveonderdelen te garanderen
• Evalueer de Total Cost of Ownership, inclusief interventiekosten, en niet alleen de eenheidsprijs in de PO-fase

Voor kunstmatige liftingenieurs:De integriteit van de putmond heeft een directe invloed op de prestaties van het kunstmatige liftsysteem. Gasmigratie langs de afdichtingen van de slanghangers kan de drukmetingen in de behuizing kunstmatig verlagen, wat leidt tot onnauwkeurige berekeningen van de instelpunten van de gasliftklep. Stabiele putmondomstandigheden zijn een voorwaarde voor betrouwbare kunstmatige liftoptimalisatie.

Veelgestelde vragen

Vraag: Hoe bepaal je de juiste API 6A-materiaalklasse voor zure service?
A: De keuze van de materiaalklasse is afhankelijk van de partiële H2S-druk, de chlorideconcentratie, de pH en de temperatuur. Voor H2S-concentraties boven de partiële druk van 0,05 psi is NACE MR0175 van toepassing. Klasse DD- en EE-materialen worden gewoonlijk gespecificeerd voor zure velden in het Midden-Oosten. Geef uw corrosie-ingenieur altijd de volledige geproduceerde vloeistofanalysegegevens.

Vraag: Wat is de typische doorlooptijd voor API 6A-kerstboomassemblages?
A: De standaard levertijd bedraagt ​​8-12 weken vanaf ontvangst van een goedgekeurde bestelling. Aangepaste materiaalkwaliteiten of niet-standaard boormaten kunnen 2-4 weken toevoegen. Een versnelde levering kan de doorlooptijd voor standaardconfiguraties verkorten tot 6 weken.

Vraag: Kunnen bestaande slangkoppen worden hergebruikt bij het upgraden van kerstbomen?
A: Het hangt af van de toestand van het flensvlak van de buiskop, de ringgroef en de schroefdraad van de borgschroef. Wij adviseren een dimensionele inspectie en NDT van de bestaande slangkop voordat u deze opnieuw gaat gebruiken. Als de putvorming in de ringgroef groter is dan 0,8 mm of de schroefdraadaangrijping minder dan 75% is, wordt vervanging aanbevolen.

Vraag: Welke tests worden vóór verzending uitgevoerd?
A: Elke assemblage ondergaat een hydrostatische lichaamstest bij 1,5x de nominale werkdruk, een gastest bij de nominale werkdruk en een functietest van alle schuifafsluiters (open/dicht-cycli). Testrapporten, materiaalcertificaten en NDT-records worden verzameld in een leverbaar databoek.

Vraag: Hoe verhouden schuifafsluiters met metalen zitting zich tot kleppen met elastomeerzitting in de zuurgassector?
A: Kleppen met metalen zittingen en harde stelliet bieden superieure weerstand tegen H2S-verbrossing en thermische degradatie in vergelijking met elastomeerafdichtingen. Hoewel metalen zittingen een hoger bedieningskoppel vereisen en mogelijk geen luchtbeldichte afsluiting bereiken, is hun levensduur in zure omgevingen doorgaans 3-5x langer dan die van elastomeeralternatieven.

Vraag: Welke after-salesondersteuning is beschikbaar voor afgelegen locaties?
A: Technische ondersteuning op afstand is binnen 24 uur beschikbaar via een videogesprek. Technische ondersteuning op locatie kan worden geregeld met een opzegtermijn van 7 tot 10 dagen. Er zijn programma's voor reserveonderdelen voor verzendingen beschikbaar voor exploitanten met een vloot van meer dan 10 putten.

Vraag: Wordt OEM-uitwisselbaarheid ondersteund voor bestaande putmondconfiguraties?
EEN: Ja. Er kunnen vervangingen worden vervaardigd die passen bij de bestaande OEM-flensafmetingen, boutpatronen en ringgroefprofielen. Voor nauwkeurige uitwisselbaarheidstechniek zijn gedetailleerde maatgegevens van de bestaande apparatuur vereist.