detección de corrosión en tubería en fondo de pozo

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Universidad Industrial de Santander Facultad de ciencias básicas Escuela de Física Física III – E2-B Una aplicación de las ondas electromagnéticas: La herramienta EM Pipe Scanner. Jhon Enrique Ramírez Mantilla cód. 2120771 Bucaramanga, Santander-Colombia. Marzo, 2014.

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Page 1: Detección de corrosión en tubería en fondo de pozo

Universidad Industrial de SantanderFacultad de ciencias básicas

Escuela de FísicaFísica III – E2-B

Una aplicación de las ondas electromagnéticas:La herramienta EM Pipe Scanner.

Jhon Enrique Ramírez Mantilla cód. 2120771

Bucaramanga, Santander-Colombia.Marzo, 2014.

Page 2: Detección de corrosión en tubería en fondo de pozo

OILFIELD REVIEW Primavera de 2010: Volumen 22, No. 01. 46-55

Copyright © 2010 Schlumberger.

Page 3: Detección de corrosión en tubería en fondo de pozo

En un amplio estudio, publicado en el año 2001, se calculó que el costototal directo de la corrosión en EUA era de US$ 276,000 millones por año,aproximadamente un 3.1% del producto bruto interno (PBI) de ese país.

Sectores destacados:

• Autopistas y puentes

• Líneas de transporte masivo de fluidos (Oleoductos, Gasoductos, líneasde acueductos, etc.)

• Sistemas de cloacas, alcantarillado, etc.

• Producción y exploración de petróleo y gas.

Koch GH, Brongers MPH, Thompson NG, Virmani YP y Payer JH:"Corrosion Cost and Preventive Strategies in the United States" CC Technologies Laboratories, Inc. (September,2001).

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Los costos de la corrosión en la producción y exploración hidrocarburos seestimaron en casi US$ 1,400 millones anuales:

• Tuberías e instalaciones de superficie: US$ 589 millones.

• Tuberías de producción de fondo de pozo : US$ 463 millones.

• Erogaciones de capital: US$ 320 millones.

Koch GH, Brongers MPH, Thompson NG, Virmani YP y Payer JH:"Corrosion Cost and Preventive Strategies in the United States" CC Technologies Laboratories, Inc. (September,2001).

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La corrosión es causada por diversos mecanismos, incluyendo los efectoselectroquímicos, químicos y mecánicos. Hasta la fecha se han determinadodiversas tareas para mitigar esta acción, pero un elemento fundamental enla lucha contra la corrosión es el monitoreo.

Fuente: Kuparuk: petróleo vertido en Alaska. (Enero, 2009) http://www.ecologiablog.com/post/226/kuparuk-petroleo-vertido-otra-vez-en-alaska

Para la sarta de revestimiento y la tubería de producción de fondo de pozo, las herramientas de adquisición de registro constituyen la única forma de monitoreo.

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Principales herramientas de adquisición de registros son:

1. Calibradores mecánicos.

2. Herramientas acústicas ultrasónicas.

3. Las cámaras.

4. Herramientas electromagnéticas (EM)

Estas últimas, se basan en dos principios físicos: La pérdida de flujo y lainducción electromagnética. La inducción electromagnética es laproducción de corrientes eléctricas por campos magnéticos variables conel tiempo. La teoría electromagnética introdujo la existencia de las ondaselectromagnéticas.

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La herramienta EM Pipe Scanner

Detecta la pérdida de metal, tantodentro como fuera de la tubería derevestimiento además de la pérdidaproveniente de una sarta derevestimiento externa si existenmúltiples sartas presentes.

Puede operar en cualquier fluido, corrercon monocables y atravesarrestricciones pequeñas.

Fuente: Detección de corrosión en el fondo del pozo. Oilfield Review - 22, No. 01; 2010.

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La física de la herramienta EM Pipe Scanner

Cuando una onda EM variable en el tiempo penetra en un cuerpoconductivo, tal como el conducto de acero de la tubería de revestimiento ocomo la tubería de producción en el fondo del pozo, su magnitud decaeexponencialmente como una tasa característica dada por la profundidad

de penetración efectiva, ᵹ.

Esta tasa de decaimiento depende de la conductividad del cuerpo, de lapermeabilidad magnética, y de la frecuencia de la onda emitida.

TODOS LOS MEDIOS, FUERA DEL VACIO, POSEEN PROFUNDIDADES DEPENETRACIÓN EFECTIVA MÁS CORTAS CON FRECUENCIAS MÁS ALTAS.

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La física de la herramienta EM Pipe Scanner

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La física de la herramienta EM Pipe Scanner

Una señal de baja frecuenciapenetra en la pared de la tubería y decae lentamente fuera de esta.

El flujo principal de energía (Líneas amarillas).

Señal directa dentro de la tubería (Línea negra).

Fuente: Detección de corrosión en el fondo del pozo. OilfieldReview - 22, No. 01; 2010.

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La física de la herramienta EM Pipe Scanner

Una señal de alta frecuenciallega a la pared de la tuberíay decae rápidamente en su interior.

La señal y la respuesta (Líneasnegras), proveen informaciónsobre las propiedades delmetal de la superficie internade la tubería.

Fuente: Detección de corrosión en el fondo del pozo. OilfieldReview - 22, No. 01; 2010.

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La física de la herramienta EM Pipe Scanner

Su principio de operación es similar al de un transformador con pérdidas.La bobina de transmisión de la herramienta (Que actúa como la bobinaprimaria) genera un campo magnético cuyo flujo es guiado por la tuberíade revestimiento; este flujo magnético induce un voltaje en una bobinasecundaria o bobina de recepción.

La guía de flujo representada por la tubería de revestimiento es disipativadebido a las corrientes inducidas en el metal de dicha tubería.

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La física de la herramienta EM Pipe Scanner

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La herramienta EM Pipe Scanner

Fuente: Detección de corrosión en el fondo del pozo. Oilfield Review - 22, No. 01; 2010.

Contiene varios transmisores (EM)electromagnéticos y receptores asociados. Las respuestas difieren debido a la frecuencia de la señal y al espaciamiento entre transmisores y receptores.

La herramienta mide las pérdidas para determinar laspropiedades geométricas, eléctricas y magnéticas dela tubería, incluyendo la corrosión o las picaduras porcorrosión que presente.

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Bibliografía

• Detección de corrosión en el fondo del pozo. Oilfield Review Primavera 2010- volumen 22, No. 01; 2010.http://www.slb.com/~/media/Files/resources/oilfield_review/spanish10/sum10/04_deteccion.pdf

• "Corrosion Cost and Preventive Strategies in the United States" CC Technologies Laboratories, Inc. (September,2001). NACE.https://www.nace.org/uploadedFiles/Publications/ccsupp.pdf

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