OCTG группы прочности J55–P110 и sour-service | Как выбирать НКТ под условия скважины

При проектировании колонны сегодня мало просто «подобрать диаметр НКТ». От выбора группы прочности и пригодности трубы к sour-service зависит, выдержит ли колонна фактические давления, температуру и содержание H₂S, или начнёт трескаться и протекать задолго до планового ремонта.

Стандарт API 5CT и согласованные с ним ГОСТ-ы делят OCTG-продукцию (casing, tubing) на несколько стальных грейдов — J55, K55, N80, L80, C90, T95, P110 и др., каждый из которых имеет свой диапазон предела текучести и область применения.

Средне-Волжский трубный завод выпускает насосно-компрессорные трубы по ГОСТ 31446-2017 и ГОСТ 633-80 в типоразмерах 33–114 мм и группах прочности от J55 до P110, включая исполнения с высаженными концами и удлинённой высадкой.

Эта статья систематизирует основные группы прочности OCTG и объясняет, как их выбирать с учётом коррозионной агрессивности среды (sour-service).

Что такое OCTG и группы прочности API 5CT

OCTG (Oil Country Tubular Goods) — это вся трубная продукция, работающая в стволе скважины: обсадные трубы, насосно-компрессорные трубы (НКТ, tubing) и бурильные трубы.

Для casing и tubing базовым международным стандартом является API 5CT; в России его требования гармонизированы в ГОСТ 31446-2017 для НКТ и ГОСТ 633-80 для традиционных НКТ.

Стальные грейды (J55, K55, N80, L80, C90, T95, P110 и др.) различаются прежде всего:

минимальным пределом текучести (чем выше индекс, тем выше прочность);
химическим составом и режимами термообработки (что влияет на коррозионную стойкость и склонность к трещинообразованию);
областью применения — глубина, давление, температура, наличие H₂S и CO₂.

Упрощённо: J55/K55 — для менее нагруженных и некоррозионных условий; N80/L80 — для средних глубин и умеренных давлений; C90/T95 — для сложных sour-условий; P110 — для глубоких и высоконапорных участков скважин.

Обзор ключевых групп прочности: от J55 до P110

Ниже — практический обзор основных грейдов OCTG, с которыми чаще всего работает инженер по колоннам.

J55 / K55 — базовые грейды для некоррозионных условий

Назначение. Поверхностные и технические колонны в некоррозионных (sweet) скважинах, умеренные глубины и давления.
Особенности. Низкоуглеродистая сталь, сравнительно низкий предел текучести; J55 и K55 имеют одинаковый диапазон предела текучести, но разные требования по разрушающему усилию (K55 несколько прочнее).
Плюсы. Минимальная стоимость среди OCTG-грейдов, легко доступны, просты в обработке.
Ограничения. Не рассчитаны на серьёзные H₂S-нагрузки и высокие давления — для sour-service и глубоких зон требуется переход на более высокие грейды.

N80 — рабочая лошадка для производящих интервалов

Назначение. Производящие колонны на средних глубинах и давлениях; часто используется как tubing/casing в стандартных (sweet) скважинах.
Особенности. Более высокий предел текучести и более жёсткие требования к термообработке по сравнению с J55/K55. Есть варианты N80 Type 1 и N80Q (quench & temper).
Плюсы. Хороший баланс «прочность/цена», пригоден для большого числа стандартных проектов.
Ограничения. Базовый N80 не предназначен как sour-service-grade: при наличии значимых долей H₂S возрастают риски сульфидного растрескивания.

L80 — переход к sour-friendly исполнению

Назначение. Скважины со средними глубинами и давлениями, где уже присутствуют H₂S (sour или mildly sour). Часто применяется как стальной грейд для sour-service колонн.
Особенности. Более высокое легирование и строгие режимы термообработки; жёсткие ограничения по твёрдости для повышения устойчивости к сульфидному растрескиванию под напряжением (SSC).
Плюсы. Лучшая коррозионная стойкость и управляемость SSC-рисков по сравнению с N80.
Ограничения. Более высокая цена за счёт легирующих и дополнительных процедур; для очень агрессивных сред иногда требуется переход на C90/T95 или коррозионно-стойкие сплавы (13Cr и др.).

C90, C95, T95 — грейды для сложных sour-условий

Назначение. Высокие давления, повышенные температуры и значительные концентрации H₂S; участки скважин с повышенными рисками SSC и усталостных трещин.
Особенности. Специализированные сталеплавильные и термообработочные режимы; повышенное содержание легирующих элементов, строгий контроль твёрдости и чистоты металла.
Плюсы. Компромисс между классическими углеродистыми сталями и полностью коррозионно-стойкими сплавами по стоимости.
Ограничения. Более высокая цена и требования к квалификации производителя; проектировщик обязан строго следовать ограничениям ISO 15156/NACE MR0175.

P110 — высокопрочный грейд для глубоких и HPHT-скважин

Назначение. Глубокие и сверхглубокие участки скважин, высокие давления и температуры (HPHT), в том числе в газовых и конденсатных месторождениях.
Особенности. Очень высокий предел текучести и прочность на разрыв; строгие требования к легированию (Cr, Mo, V и др.) и термообработке, повышенная устойчивость к коллапсу.
Плюсы. Позволяет снижать толщину стенки при тех же нагрузках, уменьшать вес колонны и риски по устойчивости.
Ограничения. В базовом исполнении не всегда рассчитан на тяжёлый sour-service; для H₂S-условий используются специальные sour-модификации (P110SS, собственные grades производителей) и жёсткий контроль по ISO 15156.

Что такое sour-service: когда «sweet» превращается в «опасно»

Sour-service — это эксплуатация труб в среде, содержащей сероводород H₂S в концентрациях, при которых возможны трещины и разрушение металла (sulfide stress cracking, SSC).

Стандарт NACE MR0175 / ISO 15156 определяет критерии, при которых среда считается sour, и предъявляет дополнительные требования к выбору и квалификации материалов.

Основные риски sour-service для OCTG:

SSC (sulfide stress cracking) — хрупкое растрескивание под действием растягивающих напряжений и H₂S в порах металла;
водородное охрупчивание — накопление атомарного водорода в металле;
локальная коррозия и питтинги, ускоряющие рост трещин;
усиление эффектов при наличии хлоридов, CO₂, высоких температур и циклических нагрузок.

Для sour-service стандарт требует ограничивать твёрдость, серу, фосфор, выбирать специальные грейды (L80 SS, C90, T95 и др.) и проводить квалификационные испытания (NACE-образцы).

N80 vs L80: в чём реальная разница и когда что выбирать

Запрос «N80 vs L80» возникает практически в каждом проекте: оба грейда занимают средний диапазон прочности и часто конкурируют в тех же приложениях.

Ключевые отличия

Химический состав и термообработка. L80, как правило, имеет более высокое легирование и проходит более строгие режимы закалки-отпуска по сравнению с N80, что повышает устойчивость к SSC.
Коррозионная стойкость. L80 чаще выпускается в sour-service исполнении (включая хромистые варианты L80 13Cr), тогда как N80 — типичный «sweet-grade» для стандартных условий.
Стоимость. N80 дешевле за счёт меньшего содержания легирующих и менее требовательной термообработки; L80 дороже, но даёт более широкий диапазон безопасного применения в коррозионных средах.

Практический выбор

Выбирайте N80, если:
- скважина относится к sweet-условиям (H₂S — следы или отсутствует);
- глубины и давления выше, чем для J55/K55, но без экстремальных значений;
- критичен CAPEX и важно остаться в более дешёвом грейде.
Выбирайте L80, если:
- есть подтверждённое или ожидаемое содержание H₂S, CO₂, высокие минерализации;
- колонна работает в производящем интервале с высоким риском SSC;
- проектная документация или стандарты недропользователя прямо требуют sour-service-grade.

В линейке СВТЗ НКТ по ГОСТ 31446-2017 предусмотрены группы прочности N80 и L80 для диаметров от 33 до 114 мм, что позволяет подбирать оптимальное решение под конкретные условия месторождения.:contentReference[oaicite:21]{index=21}

Что значит P110 в маркировке OCTG

Вопрос «OCTG P110 — что значит?» на самом деле про сочетание высокого предела текучести и области применения. Согласно API 5CT, P110 — высокопрочный грейд для casing/tubing, рассчитанный на эксплуатацию в глубоких и высоконапорных скважинах.

Его минимальный предел текучести — порядка 110 ksi, а прочностные характеристики обеспечиваются за счёт повышенного легирования (Cr, Mo, V и др.) и контролируемой термообработки.

Практически это означает:

возможность работы в HPHT-интервалах, где J55/N80 уже не обеспечивают необходимый запас по коллапсу и растяжению;
снижение толщины стенки без потери несущей способности — уменьшение веса колонны и нагрузок на устьевое оборудование;
повышенные требования к контролю качества металла и эксплуатации (строгий контроль нагружения, избегание резких концентраторов напряжений и т.п.).

Для sour-сред P110 может использоваться только в специальных sour-модификациях в соответствии с ISO 15156, с ограничением твёрдости и обязательной квалификацией материала.

Алгоритм выбора группы прочности и sour-grade для НКТ

Чтобы выбор грейда был системным, имеет смысл придерживаться простого алгоритма.

Описать профиль скважины. Глубина, давление на забое и у устья, температура, число реперфораций и циклов ремонта.
Классифицировать среду. Оценить содержание H₂S, CO₂, хлоридов, pH; отнести её к sweet / mildly sour / sour по ISO 15156.
Определить минимальный требуемый предел текучести. По расчётам на растяжение, сжатие, коллапс и совместную работу с обсадной колонной.
Сопоставить с линейкой грейдов.
- sweet-условия, умеренные нагрузки → J55/K55/N80;
- mild/sour-условия и средние нагрузки → L80, C90;
- тяжёлый sour + высокие давления → C95, T95, специальные sour-grades;
- очень высокие нагрузки / HPHT → P110 и его sour-варианты.
Проверить требования заказчика и регулятора. Внутренние стандарты часто ограничивают список допустимых грейдов и сервисных категорий.
Согласовать с технологией НКТ. Тип высадки (гладкая, наружная, удлинённая), тип резьбы, наличие муфт, применимость к нужным диаметрам и длинам.
Выбрать поставщика, способного реально обеспечить нужный grade. Здесь важно наличие аттестованной лаборатории, современного оборудования и подтверждённой истории поставок sour-service труб.

Как линейка НКТ СВТЗ закрывает диапазон J55–P110

Согласно презентационным материалам завода, СВТЗ выпускает насосно-компрессорные трубы по ГОСТ 31446-2017 и ГОСТ 633-80 с диаметрами 33–114 мм и длиной 3–12,5 м, в том числе: группы прочности J55, K55, K72, N80, M65, L80, C90, C95, T95, P110, а также исполнения с высаженными наружу и удлинёнными концами.

Для заказчика это означает, что в рамках одного поставщика можно:

подобрать единый набор НКТ под разные зоны скважины (от J55 на устье до P110 в глубине);
согласовать группы прочности с требованиями по sour-service и дефектоскопии;
получить комплексное решение — трубы, муфты, сервис по высадке концов и неразрушающий контроль.

Чек-лист инженера: что уточнить перед выбором greade

Какова проектная глубина и профиль скважины (вертикальная, deviated, ERD)?
Есть ли достоверные данные по H₂S, CO₂, минерализации по стволу и как они меняются с глубиной?
Какие давления и температуры ожидаются в стационарном и аварийном режимах?
Какие группы прочности и сервисные категории разрешены внутренними стандартами недропользователя?
Насколько критичны эксплуатационные риски (простои, аварийное извлечение колонны, затраты на workover)?
Есть ли в доступе надёжный производитель, подтверждающий фактические свойства НКТ (сертификаты, протоколы испытаний по ISO 15156)?
Нужна ли интеграция с сервисами по дефектоскопии, ремонту и высадке концов для контроля ресурса колонны?

Связанные продукты и материалы СВТЗ

Насосно-компрессорные трубы СВТЗ по ГОСТ 31446-2017 и ГОСТ 633-80 — линейка диаметров 33–114 мм и групп прочности от J55 до P110.
Дефектоскопия труб и инспекция по стандарту DS-1 — для подтверждения соответствия фактических свойств колонны проектным требованиям.

Если вам нужен подбор НКТ под конкретный профиль скважины (от J55 до P110 и sour-service), вы можете направить в СВТЗ проектные параметры, и инженеры завода предложат оптимальное сочетание диаметров, групп прочности и типов высадки с учётом ваших требований.

Группы прочности OCTG (J55–P110) и sour-service: как читать маркировку и выбирать НКТ под скважину