Riesgos y consecuencias de la acumulación de sólidos en líneas de flujo

Las líneas de flujo que interconectan las cabezas de pozo con las estaciones de recolección y las facilidades de tratamiento son las arterias vitales de cualquier campo de producción de hidrocarburos. El transporte de sólidos no deseados a través de estos conductos representa uno de los mayores dolores de cabeza para los departamentos de integridad, generando riesgos de seguridad operacional y cuantiosas pérdidas financieras.

Los tres grandes riesgos asociados a los sólidos

El flujo multifásico (petróleo, gas, agua y sólidos) dentro de una tubería genera escenarios dinámicos altamente corrosivos y erosivos. Los principales riesgos de una gestión deficiente son:

1. Desgaste erosivo localizado por arena (Erosión)

La velocidad de erosión de un metal expuesto al flujo de sólidos es directamente proporcional a factores cinéticos críticos. De manera simplificada, la tasa de desgaste metálico (E) se modela con la relación:

E = K × C × Vⁿ

Donde K es una constante del material, C es la concentración de sólidos en el fluido, V es la velocidad lineal del fluido y n es un exponente de velocidad que típicamente varía entre 2 y 3.

Un ligero incremento en la velocidad de producción puede multiplicar de forma exponencial el desgaste mecánico de las paredes metálicas de los codos y reducciones de la tubería. El uso de sensores de erosión por arena en Oil & Gas es indispensable para mapear estos puntos críticos dinámicos.

2. Taponamiento y reducción de la sección transversal de flujo

Cuando las velocidades del fluido decaen por debajo de la velocidad crítica de transporte de arena, las partículas se depositan en el fondo de las tuberías horizontales. Esta acumulación gradual reduce el área efectiva de flujo, aumentando la caída de presión en la línea y sobrecargando las bombas de fondo de pozo o los sistemas de levantamiento artificial.

En el peor de los casos, la consolidación de estos depósitos puede llegar a bloquear por completo el flujo de hidrocarburos.

3. Generación de celdas de corrosión bajo depósito

La acumulación de arena en el fondo de las tuberías crea una barrera física que impide que los inhibidores de corrosión químicos dosificados en el flujo entren en contacto con la pared metálica.

Bajo estos depósitos de arena, se desarrollan microambientes anóxicos donde proliferan bacterias sulfato-reductoras (BSR), provocando corrosión bajo depósito (under-deposit corrosion) localizada y de progresión extremadamente rápida, que genera fallas tipo pitting (picaduras) difíciles de detectar con herramientas de inspección estándar.

Recomendación para la mitigación del riesgo

Para salvaguardar los activos, es vital estructurar un plan de inspección de integridad de tuberías industriales apoyado en tecnologías de monitoreo continuo en línea.

Detectar el paso de sólidos en la cabeza del pozo antes de que entren a la red de transporte superficial es el método preventivo más eficiente y de menor costo operativo en la industria moderna.

¿Quieres saber más? Contáctanos