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Protección de las tuberías de revestimiento contra la corrosión y la degradación de los materiales
Detección de corrosión en tuberías de revestimiento mediante ensayos no destructivos
Las pruebas no destructivas (PND) permiten detectar la corrosión en los tubos de revestimiento con rapidez y precisión, manteniendo intacta la integridad estructural de dichos tubos. La corrosión por reducción del espesor de la pared se detecta mediante la medición ultrasónica del espesor. Las técnicas de PND pueden detectar la reducción del espesor de la pared con una profundidad de aproximadamente 0,1 mm y, a continuación, medir dicha profundidad. Se realizan escaneos a lo largo de toda la longitud del tubo para detectar la corrosión por picaduras y grietas mediante las perturbaciones que se producen en el tubo bajo la presencia de un campo magnético, utilizando la detección por fuga de flujo magnético (MFL). La detección de grietas subsuperficiales puede realizarse mediante ensayos ultrasónicos con matriz de fases (PAUT). Cuando se combinan, estas técnicas permiten detectar reducciones críticas del espesor de la pared que superan una profundidad de aproximadamente el 10 % del espesor total de la pared. Las inspecciones mediante PND, realizadas cada seis a doce meses, permiten supervisar y establecer una línea base de la integridad estructural, logrando una reducción aproximada del 47 % en las paradas no planificadas.
Cartografía de degradación y evaluación de la resistencia de tubos de revestimiento para servicio ácido frente a H₂S y CO₂
Una evaluación de la resistencia del tubo de revestimiento al servicio ácido (sulfuro de hidrógeno, H2S, y dióxido de carbono, CO2) es fundamental. La prueba NACE TM0177 expone los materiales a soluciones saturadas con H2S bajo tensión controlada para evaluar su tendencia a la fisuración por tensión sulfídica y la resistencia del tubo de revestimiento al H2S. El mapeo de degradación emplea espectroscopía de impedancia electroquímica acoplada a modelos computacionales para clarificar los mapas de corrosión del tubo. Esta técnica proporciona información relevante para la determinación del umbral relativo a presiones parciales de CO2 superiores a aproximadamente 30 psi, que favorecen la corrosión dulce. Los conductos de H2S con concentraciones ≥ 50 % indican que, según las matrices de selección de materiales, las aleaciones de cromo-molibdeno son los materiales preferidos. La evaluación continua de la composición de los fluidos en el pozo y de los gradientes de temperatura es importante para la gestión integral y oportuna de la fisuración inducida por hidrógeno (H2) y otros riesgos de pérdida de contención.
Seguridad y fiabilidad de las conexiones y roscas
API RP 5C1 para roscas de tubería de revestimiento: especificaciones de lubricante y par de apriete
Evite el agarrotamiento de las roscas y garantice conexiones estancas al gas mediante una lubricación y un par de apriete controlados. Aplique de forma uniforme el lubricante para roscas API sobre todas las roscas antes del apriete, y nunca se desvíe de los requisitos de par de apriete y giro establecidos en la norma API RP 5C1, con el fin de contrarrestar el riesgo de desconexión por sobrecarga (par insuficiente) o el riesgo de microgrietas (par excesivo). La precisión del control del par se garantiza mediante llaves hidráulicas cuya tolerancia es del ±5 %; así, la conexión soporta presiones en el pozo superiores a 10 000 psi. Para asegurar la trazabilidad y el cumplimiento normativo estandarizado, todos los parámetros deben documentarse.
Evaluación microscópica de daños en las roscas y normas de verificación de conexiones
Posteriormente, cada conexión debe verificarse mediante una prueba hidrostática a una presión equivalente a 1,5 veces la presión de trabajo. Esta prueba debe registrarse conforme a la norma API 5CT. Este método reduce las fallas en las conexiones en un 63 % en condiciones de alta tensión y alta velocidad.
Almacenamiento y manipulación de tubería de revestimiento
Medidas protectoras contra el sol y el mar
La preservación de la integridad del tubo de revestimiento es esencial antes de colocar el tubo en el suelo. Se debe utilizar un polímero hidrofílico para fijar el tubo de revestimiento en posición vertical sobre unidades de estantería diseñadas por ingenieros químicos. El polímero refuerza además el carácter hidrofílico al evitar la formación de pequeñas zonas elevadas que favorecen la corrosión del tubo de revestimiento. Por último, para bloquear los daños causados por la radiación UV en su estuche de almacenamiento, es fundamental utilizar un estuche con protección UV integrada. Este tipo de daño puede producirse en tan solo 30 minutos y suele ocasionar daños permanentes en la barrera protectora de hidrocarburos. Para garantizar una separación constante de 30 cm entre los tubos de revestimiento, se deben colocar barras separadoras horizontales, diseñadas por ingenieros químicos, dentro del estuche de almacenamiento. Durante los períodos de almacenamiento, el tiempo de contacto (nip time) se verifica mediante un estuche de almacenamiento correctamente construido, ya que se mantiene constantemente una separación de 30 cm entre los tubos de revestimiento, lo que evita su corrosión. Asimismo, el estuche de almacenamiento se monitorea con un higrómetro digital para asegurar que la picadura en etapa inicial se mantenga a una humedad relativa constante del 45 %.
Incorporar recubrimientos protectores con soluciones de gestión de fluidos de perforación
Función de los fluidos de perforación estabilizados en pH en la corrosión de los tubos de revestimiento
A un pH de aproximadamente 10, los fluidos de perforación mantendrán un nivel de solubilidad para H2S, CO2 y otros gases disueltos que inducen la corrosión, y reducirán, consecuentemente, las reacciones corrosivas positivas derivadas de la presencia de ácidos disueltos y gaseosos. Los aditivos alcalinos reducirán la corrosión en metales un 70 % en entornos ácidos (sour), donde se mantendrá la solubilidad del metal, el pH y la corrosión. Con una reología adecuada para el transporte de cortaduras, la química permanecerá equilibrada, lo que conducirá a una reducción de la corrosión por picaduras y a una mayor vida útil de los tubos de revestimiento interiores, sin afectar la durabilidad de los tubos de revestimiento durante las operaciones de perforación.
Rendimiento de los recubrimientos epoxi y epoxi de fusión (FBE) en tubos de revestimiento bajo condiciones extremas
En climas moderadamente agresivos, un recubrimiento epoxi es una excelente opción económica para superar los desafíos iniciales de la barrera cloruro contra la corrosión. Para condiciones extremas de temperatura (120 °C) y alta presión, submarinas o geotérmicas, el recubrimiento epoxi fusionado (FBE, por sus siglas en inglés) es la opción preferida, ya que ofrece el mejor rendimiento en cuanto a adherencia, resistencia al desprendimiento catódico y durabilidad frente a la erosión; y, según los datos industriales disponibles, los tubos de revestimiento recubiertos con FBE utilizados en pozos geotérmicos agresivos presentaron hasta un 40 % mayor resistencia a la erosión que los recubrimientos epoxi estándar, además de ofrecer más de 15 años de servicio.
Preguntas frecuentes
La inspección no destructiva (IND) se ha convertido en un método esencial de ensayo para los sistemas de tubos de revestimiento. ¿Qué es y por qué es fundamental para los tubos de revestimiento?
La IND tiene un impacto nulo o muy bajo sobre la integridad estructural durante las pruebas y es fundamental para detectar la corrosión inicial en los tubos de revestimiento.
¿Cómo contribuye la evaluación de la resistencia al H2S/CO2 de los tubos de revestimiento en entornos ácidos a la selección de los tubos de revestimiento que se utilizarán en dichas condiciones ácidas?
Esto permite evaluar los tubos de revestimiento en su totalidad respecto a la corrosión, y especialmente respecto a la fisuración por corrosión bajo tensión provocada por sulfuro de hidrógeno y dióxido de carbono, en dichos entornos.
¿Cuáles son las ventajas de aplicar recubrimientos de epoxi fusionado (FBE)?
Los recubrimientos de FBE ofrecen una mejor adherencia, una mayor resistencia al desprendimiento catódico y una mayor durabilidad en condiciones extremadamente exigentes para los tubos de revestimiento.
¿Por qué deben almacenarse adecuadamente los tubos de revestimiento?
Un almacenamiento correcto mantiene la integridad de los tubos, lo que protege contra la corrosión prematura y los daños, garantizando así una vida útil prolongada y fiable.
