La tendencia natural de los materiales ferrosos a corroerse se acelera en los campos de salmuera, donde los niveles de salinidad pueden alcanzar los 250 - 280 kppm. En entornos hipersalinos, la corrosión es un factor importante, ya que las herramientas y los equipos se devoran a un ritmo acelerado. Mitigar esta pérdida de material es esencial para la integridad del pozo, que afecta a la producción y al sostenimiento del capex de una mina.
Las consecuencias de la corrosión en la tubería de revestimiento son la pérdida de grosor y resistencia de las paredes, lo que conlleva una reducción de la ductilidad, que suele provocar la deformación de la tubería o su rotura total.
La corrosión no controlada puede causar fallos inesperados en la tubería de revestimiento, lo que da lugar a trabajos de reparación costosos y complicados. Si no se vigila, puede provocar la contaminación cruzada del acuífero y la pérdida de producción.
La corrosión del revestimiento suele acelerarse cuando éste ha sufrido daños durante la instalación o se ha desgastado por el funcionamiento repetido del equipo de perforación o las bombas dentro del revestimiento.
El operador debe supervisar e inspeccionar continuamente la infraestructura para evaluar la integridad del equipo de perforación y de las tuberías de superficie. Existen diversas técnicas de control de la corrosión. Algunas técnicas de medición de la corrosión utilizan herramientas de control en línea colocadas directamente en el sistema de producción. Estas herramientas están expuestas al flujo de producción. Otras técnicas implican análisis de laboratorio.
La técnica de pérdida de peso mediante cupones, un método de identificación visual directa, es un método de control sencillo y bien conocido. Esta técnica expone una muestra de material -el cupón- al entorno del proceso durante un tiempo determinado antes de que un técnico lo retire del sistema y lo analice para determinar su estado físico y la cantidad de pérdida de peso. Sin embargo, el cupón por sí solo no puede utilizarse para determinar con precisión el momento o la ubicación de un evento de corrosión, como una fuga.
Aparte de esto, la técnica del cupón es útil cuando se dispone de un acceso fácil para colocar y extraer el cupón, lo que resulta esencialmente imposible para las sartas tubulares y de revestimiento del fondo del pozo.
Las opciones restantes son técnicas de medición no destructivas que incorporan una o varias de las diversas herramientas de registro que se despliegan en el fondo del pozo con cable.
Las técnicas de registro para controlar la corrosión en el fondo del pozo incluyen métodos ultrasónicos, electromagnéticos y mecánicos que proporcionan información detallada sobre la ubicación y el alcance de un episodio de corrosión.
El control ultrasónico emplea una fuente de ultrasonidos para realizar mediciones y generar imágenes del entorno del fondo del pozo.
La mayoría de las herramientas ultrasónicas funcionan según el principio de medición de eco de pulso. Las mediciones incluyen la evaluación del cemento, la obtención de imágenes a pozo abierto y la obtención de imágenes de la corrosión.
Un televisor ABI, transmite una señal ultrasónica a una frecuencia de 1,2 MHz está diseñado para la evaluación del cemento y la inspección de tuberías.
La calidad de la unión del cemento está directamente relacionada con el grado de resonancia de la tubería de revestimiento: una buena unión del cemento amortigua la señal acústica y hace que vuelva al transductor una señal secundaria de baja amplitud; un trabajo deficiente del cemento o una tubería libre permiten que la tubería de revestimiento resuene y devuelve un eco de mayor amplitud.
Además, las mediciones ABI incluyen imágenes 2D del radio interno de la tubería de revestimiento -derivadas de la línea de onda del eco principal de la superficie interna- y el espesor 2D de la tubería de revestimiento, derivado de la respuesta en frecuencia.
La herramienta ABI registra dos ecos: el eco principal de la superficie interna del revestimiento y el eco más pequeño de la superficie externa. El radio y el grosor del revestimiento se calculan a partir de los tiempos de llegada de los dos ecos. Los tamaños relativos, o amplitudes, de los dos ecos son indicadores cualitativos del estado de la carcasa.
La inspección por ultrasonidos ofrece varias ventajas como herramienta de medición de la corrosión, como su sensibilidad a la defensa interna y externa y la notificación instantánea sobre el terreno cuando se detecta un defecto.
Además, la técnica requiere acceder a un solo lado del material para calibrar el estado de todo el objeto y obtener imágenes detalladas del exterior y el interior de la tubería.
Sin embargo, la inspección resulta difícil en materiales de perfil irregular, como los filtros.
Los operadores también pueden emplear otro método de control de la corrosión: la inspección electromagnética (EM). El principio básico de esta técnica consiste en medir los cambios que experimenta un campo magnético al atravesar un objeto metálico; los cambios están relacionados con el estado del material, como su grosor y sus propiedades electromagnéticas.
Existen dos tipos de herramientas EM de control de la corrosión. La primera, una herramienta de fuga de flujo, magnetiza el objeto metálico utilizando un electroimán. Cuando el flujo magnético encuentra una sección dañada del metal, las bobinas de los sensores de la herramienta detectan esta fuga. Aunque este método es útil para medir cambios bruscos en el grosor de la tubería, como picaduras o agujeros en la sarta interior, y la localización de estos cambios, es menos eficaz para supervisar el aumento constante de la corrosión o la corrosión que varía gradualmente en una gran sección de tubería o en configuraciones concéntricas del revestimiento.
La segunda tecnología de control basada en EM, la herramienta de corrientes de Foucault de campo remoto, mide la señal no sólo del campo EM primario, sino también del campo secundario de las corrientes de Foucault inducidas en la tubería circundante.
La herramienta de inspección de tuberías de revestimiento EM se ha utilizado para detectar grandes agujeros, roturas de tuberías de revestimiento y pérdidas de metal por corrosión en las superficies internas y externas de las tuberías de revestimiento.
Estas mediciones pueden obtenerse sin que la empresa tenga que sacar la tubería del pozo, lo que ahorra tiempo de perforación, gastos de intervención e interrupciones de la producción.
Se realiza un reconocimiento inicial con la herramienta de inspección de tuberías de revestimiento EM bajada por cable, con el fin de marcar las zonas de interés para realizar posteriormente exploraciones de diagnóstico detalladas en la superficie. La herramienta puede registrar de forma continua tanto el diámetro interior medio del revestimiento como el grosor total del metal, lo que permite estimar la corrosión. La herramienta lee el grosor total del metal, lo que permite detectar la corrosión del revestimiento exterior. Las mediciones del radio del revestimiento interior pueden realizarse a pesar de la presencia de la mayoría de los tipos de incrustaciones.
La identificación de horizontes con mayor corrosión puede identificarse cuando la herramienta se utiliza en varios sondeos, lo que permite adoptar futuras medidas de mitigación en estos niveles.
Además de las técnicas de monitorización acústica y electromagnética comentadas, también son útiles los métodos mecánicos.
Las herramientas de calibre mecánico multidedo se basan en el contacto directo con la pared de la tubería para medir las deformaciones derivadas de la pérdida de metal por corrosión o la acumulación de incrustaciones, pero no proporcionan información sobre el estado externo de la pared de la tubería.
La herramienta de calibre multidedo puede desplegarse con hasta 60 dedos, en función de los diámetros internos de la tubería, lo que proporciona una imagen mecánica en 3D de las variaciones internas de la pared de la tubería.
Las mediciones repetidas pueden realizar un seguimiento de la corrosión a lo largo del tiempo, lo que permite a los operadores tomar decisiones basadas en datos reales, y no inferidos, sin necesidad de retirar la tubería de revestimiento hasta el momento necesario, optimizando el tiempo de inactividad.
La combinación de varias herramientas mejora enormemente la comprensión por parte del operario de los motivos de la corrosión localizada.
Mitigación mejorada de la corrosión mediante la gestión
El uso de herramientas de control de la corrosión en el fondo del pozo permite conocer mejor la integridad de la tubería y tomar decisiones de mitigación y reparación más informadas y rentables.
A medida que se coloquen más y más tuberías de acero en entornos hipersalinos, la supervisión de la corrosión se convertirá en un problema cada vez mayor, y un sistema de supervisión adecuado es esencial para permitir a los operadores tomar decisiones rentables y responsables con el medio ambiente.
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