为管子加内衬的方法和系统技术方案

将外表面用流体吸收性涂层涂覆的内衬包覆到油管柱(70)上，其中通过将折叠的内衬(34)插入油管柱和然后相对油管柱展开所述内衬进行。所述内衬可以为几公里长的单一薄片状耐腐蚀内衬，所述内衬用粘合胶和吸湿性和/或其它流体吸收性涂层涂覆，以吸收在油管和内衬间截留的流体包和防止细长油管柱腐蚀和渗漏。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及为油管柱加内衬以保护油管柱免受腐蚀和/或渗漏的方法和系统。
技术介绍
用于由地下储层开发和生产油、气或其它矿物质的井孔通常配备有保护性油管柱、套管柱和/或其它内衬管柱。这些可以包括下到井孔开孔区且用水泥固定就位的管柱。在这里，术语套管通常用于表示从地面延伸至井孔的管子，而内衬管通常用于表示从井下位置进一步向井孔下延伸的管子。在下文中，主要应用术语套管，但本专利技术同样适用于内衬管。可以设计套管柱或内衬管柱以承受多种力例如塌落、破裂和拉断以及盐水化学浸蚀。套管柱通常由各自长度例如约10米的多个互连管段组装而成。套管联接将相邻管段连接起来。套管段可以制造成在每端带阳螺纹，其中应用带有阴螺纹的较短长度的套管接箍将各套管段连接起来。替代地，管段可以制造成在一端带有阳螺纹和另一端带有阴螺纹。套管可以用来保护淡水地层、隔离损失返回区或隔离具有明显不同压力梯度的地层层。将套管放入井孔的操作通常称为\铺管\。在最内部套管的内部，井孔通常可以配备有另一个油管柱，通常称为生产管柱或生产油管。在这里，生产油管可以与其它完井组件组装以构成生产管柱。所述生产管柱是储层流体产出到地面的主管道。生产管柱通常以适合于井孔条件和生产方法的构造与油管和完井组件组装。类似于套管柱的方式，油管本身可以由相互连接的管段组成。生产管柱的重要功能是保护主井孔管件(包括套管和内衬管)免受储层流体的腐蚀或侵蚀。生产油管的内表面和它们的相关连接经常承受相对高温、高压和高腐蚀性流体中的一个或多个。温度可以高达175℃或更高。压力可以高达1400bar或更高。例如由于在水存在下烃、CO2和/或H2S的组合，储层流体可能是高腐蚀性的。在烃生产中应用二次和三次强化采收方法如气体注入、水驱和化学剂驱等，可能会进一步加重这种情况。用于井孔管件包括套管或生产油管的管段通常由具有不同组成的普通碳钢制成，所述普通碳钢经过热处理以改变强度。替代地，所述管段可以由不锈钢、镍合金、铝、钛、玻璃纤维和其它材料特殊制造。材料具有不同耐腐蚀性。例如碳钢相对便宜，但比上述其它材料更容易腐蚀。存在几种类型的腐蚀机理，包括：侵蚀-腐蚀(也称作冲击)、应力腐蚀开裂、硫化物应力开裂、氢气点蚀和电化学腐蚀。金属中的腐蚀可能由其中条件允许电流的一种金属到另一种金属或者一块金属的部分表面到相同金属的另一部分的电流引起。另外，对于发生这种能量流动来说，必须存在湿导体或电解液。能量经电解液介质从负极区通到正极区。不同金属的电接触或电耦合经常导致腐蚀加重。这种形式的腐蚀通常称为电化学腐蚀。电化学腐蚀相当普遍且非常麻烦，在多种环境中发生。例如，铝和铁管偶合在一起会造成铝管段非常迅速腐蚀。电化学腐蚀机理可以考虑在海水中浸没的锌与铂的电连接效果进行描述。在这些条件下，铂是惰性的和不发生腐蚀，但锌受到攻击。锌表面上发生的反应是锌阳极氧化为锌离子，而溶解氧阴极还原为氢氧根离子。如果测量这两种金属的电位，将会发现铂具有正电位而锌具有负电位。正如可能理解的那样，随着电位差增加，电化学腐蚀加剧。从腐蚀角度来看，很明显如果实际可行或经济可行，在油和气应用中用不易被腐蚀的材料替换钢管及相关硬件将是非常希望的。非金属部件，例如玻璃纤维套管、油管、抽油杆等均可用于油田应用中。但性能局限性(包括运行载荷、压力和温度)限制了其对金属硬件的全面替换。另一方面，由耐腐蚀固体合金(CRA)如不锈钢和镍合金制备的管段可以提供足够的耐腐蚀性。但由耐腐蚀固体合金制备的管段通常比碳钢贵得多。这可能使项目不够经济。另外，新开发的烃储层生产越来越多的腐蚀性烃，例如包含较大百分比的H2S，需要更高级别的耐腐蚀合金(CRA)，而更高级别的CRA越来越贵。例如，相比于API P110级碳钢，由CRA制备的相同管段可能贵至5倍、10倍或甚至25倍(当分别由316L、SM25CRW-110/125或C22 CRA制备时)。已开发了几种制造方法来制备例如用于运输油和气的耐腐蚀覆层或内衬碳钢管，以实现在经济上优于耐腐蚀固体合金(CRA)管如不锈钢和镍合金。但主要由于缺乏经证实的足够耐腐蚀性的螺纹连接，对于井下管件，应用这些覆层或内衬管还没有被接受。为了防止电化学腐蚀，可以应用绝缘涂层。对用于管段和螺纹接头以保护金属基质不发生腐蚀的涂层来说，所述涂层必须在上述苛刻井下条件下耐受攻击和保持对金属基质的粘附性。在多种油和气应用中，为钢管配备耐腐蚀材料内衬。例如，已知向管子内部粘附各种环氧基涂层以及含聚乙烯、聚氯乙烯和其它热塑和热固性材料的涂层。在各种聚合物涂覆材料中，亚芳基硫醚聚合物获得了广泛认可，例如参见US 3,354,129。通常，这些聚合物由通过硫原子在重复单元中偶合的重复芳环结构组成。已用于涂覆油和气管子和管子接头的可商购亚芳基硫醚聚合物为聚苯硫醚。在油和气应用中应用的聚苯硫醚表现出高熔点、突出的耐化学性、热稳定性和不可燃性。它们的特征还在于在高温下的高韧性和良好的机械性能保持以及平稳变形能力，从而例如即使在高厚度下也能防止螺纹擦伤。US 3,744,530描述了聚苯硫醚涂覆管，其中所述聚苯硫醚涂层还包含5-30％的填料如铁氧化物。虽然聚合物涂覆的管子和接头在需要防腐的应用中获得了广泛认可，但在安装和应用过程中这种涂层的开裂可能会限制它们的绝缘效果，增加发生电化学腐蚀的可能性。在连接的阴螺纹或阳螺纹端这是特别相关的，因为在组装这些连接的过程中有可能发生开裂。另外，螺纹连接的聚合物涂层特别容易由于连接组装过程中赋予的应力而开裂。除了开裂外，许多聚合物允许氢和其它轻烃通过涂层或内衬的厚度扩散，从而允许气体在层间累积，而在耐腐蚀内衬的情况下，如果在孔或环隙中压力变得不平衡，这种累积可能会造成塌落。1985年6月15日(1985-06-15)的JP 60 109686A(KAWASAKI HEAVY IND LTD)提供了用于运输腐蚀性流体的管路系统。所述管路系统包含由易腐蚀金属制成的管件。每个管件均配备有耐腐蚀材料的内衬。在管件每个端部，管件和内衬连接到由耐腐蚀材料制成的螺纹接头元件上。管件和内衬通过焊缝连接到螺纹接头元件上。但固体CRA接头到碳钢管主体的焊接或者相关焊接方法本身可能产生问题。例如参见以上电化学腐蚀的描述。另外，当管子总壁厚增加时，相比于固体CRA，应用复合钢的成本节约特别有效。但当外径(OD)与壁厚(T)的乘积下降时，相比于固体CRA管，耐腐蚀合金复合管的成本优势迅速下降。例如对于利用Incoloy 825的复合管，对于较小OD x T的管子，成本优势降为零。但后者通常用于生产管。虽然已经证实应用耐腐蚀合金进行腐蚀控制具有优越的耐腐蚀特性，但它们相当昂贵并且制备复杂和处理受限制。高性能钢如18-8不锈钢的价格可能约为碳钢价格的5倍。例如可能还包含较高百分数的铬(例如超过10％)和/或钼的镍合金可能超过碳钢价格约20-30倍。但对于含相对大量H2S的环境来说，镍合金是经常选择的材料。例如当H2S分压超过5-10bar时，可能需要镍合金。在油田应用中，当CO2、H2S和/或水任一种的分压超过某一阈值时，聚合物涂层将不太适合，因为这些物质可能渗透通过聚合物涂层，可能导致碳钢基材发生腐蚀。另外，可以施用聚合物涂层的温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种为油管柱加内衬的方法，所述方法包括：‑将外表面至少部分用流体吸收性涂层涂覆的折叠内衬插入油管柱内；‑展开所述内衬以相对油管柱的内表面展开内衬；和‑诱使涂层吸收在油管柱内表面和展开内衬外表面之间截留的流体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.27 EP 14157013.51.一种为油管柱加内衬的方法，所述方法包括：-将外表面至少部分用流体吸收性涂层涂覆的折叠内衬插入油管柱内；-展开所述内衬以相对油管柱的内表面展开内衬；和-诱使涂层吸收在油管柱内表面和展开内衬外表面之间截留的流体。2.权利要求1的方法，其中所述涂层包含粘结性和液体吸收性添加剂。3.权利要求2的方法，其中所述添加剂包括粘合胶和吸湿性材料，如硅胶和/或交联丙烯酸酯聚合物，它们通常被称为超吸收聚合物(SAP)或水凝胶，将吸收所截留的任何明显水包和/或其它流体包，并强化油管柱和展开内衬间的结合。4.权利要求1-3任一项的方法，其中将所述内衬插入油管柱的步骤包括：-为所述内衬的一端提供塞子；-将所述塞子引入油管柱中；和-泵送所述塞子通过油管柱，直到所述塞子到达预定位置。5.权利要求1-4任一项的方法，其中展开所述内衬的步骤包括：-展开所述内衬的端部；-在油管柱内固定内衬的展开端；和-将展开器工具和/或加压流体泵送通过所述内衬内部。6.权利要求5的方法，其中所述油管柱为油和/或气生产井中的油管柱或套管柱，和所述内衬展开步骤包括：-将载带有未展开的展开锥的工具柱插入折叠的内衬中；-将所述折叠的内衬与工具柱一起插入油管柱中；-展开所述展开锥以相对油管柱的下部挤压内衬下端；和-拉动工具柱和展开后的展开锥通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·C·克里塞尔斯，梁咐永，H·L·格瓦尔，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL