Operador de petróleo y gas con base en el Mar del Norte.
Monitorización de la arena arrastrada aguas arriba en múltiples cabezas de pozo.
Una plataforma en alta mar en el Mar del Norte comenzó a operar a finales de 2015 con el objetivo de mantener la integridad de los activos a largo plazo. La estrategia del operador para la gestión de la arena era maximizar la eficiencia operativa y equilibrar la seguridad y la integridad de la planta. Desde el inicio de la producción de petróleo, la plataforma ha registrado altas tasas de eficiencia de producción, superiores al 97 %, y tiene la intención de mantener este alto rendimiento.
El desafío de producir a tasas tan altas es que los pozos probablemente comiencen a producir arena después de un período relativamente corto, especialmente en yacimientos propensos a la arena o si se implementan soluciones para maximizar la recuperación de hidrocarburos. Uno de los principales problemas de la producción de arena es que las partículas de arena arrastradas por los fluidos producidos son abrasivas y erosionan las tuberías, válvulas y otros activos en la superficie. Con el tiempo, esta erosión puede llevar a la pérdida de metal, a la falla de la tubería o la válvula o incluso a fugas. Esto puede representar un riesgo real para la integridad de la planta y, potencialmente, obligar al operador a reducir las tasas de producción para minimizar la arena arrastrada, lo que a su vez disminuiría la eficiencia operativa. Se estima que una caída del 5 % en la producción en este lugar generaría $285 000 en pérdidas de ingresos por día.
El operador decidió instrumentar los 15 pozos con monitores acústicos de arena (SAM) de Emerson (Imagen 1) para complementar las sondas intrusivas de arena de Emerson que ya tenía instaladas. Los detectores acústicos pueden identificar de forma instantánea cuando hay arena presente al convertir el ruido ultrasónico de las partículas de impacto en una salida cuantificada. Todos los detectores se calibraron mediante la inyección de arena que permite la cuantificación precisa de arena arrastrada y, de esta manera, obtener un buen conocimiento del riesgo específico de erosión. Al mismo tiempo, la salida de los detectores acústicos se correlaciona con la tasa de erosión y la pérdida estimada de espesor de pared obtenida a partir de otros sensores. Esto aumenta la confianza en la medición y ofrece mayor seguridad durante las operaciones.
Gracias a la alta sensibilidad de los sensores SAM de Emerson, los pozos se monitorizan continuamente y detectan con precisión la acumulación de arena en tiempo real, incluso en pozos con una concentración muy baja de arena en el fluido. Los pozos en este lugar han reportado tasas de arena que oscilan entre cero y 0,0015 g/s, y una tasa de pérdida de metal inferior a 0,001 mm/año (datos de referencia de enero de 2024). Con estos indicadores clave de desempeño a la mano, el operador puede mantener con confianza las tasas aumentadas de producción de petróleo, con la tranquilidad de saber que la integridad de la planta no se ve afectada.
El siguiente gráfico ilustra los datos de uno de los pozos, al mostrar una acumulación de arena despreciable por debajo de 1 kg durante un mes, lo que sugiere una tasa de arena tan baja como 0,0003 g/s. Muestra 1) Velocidad del flujo: 2/635 m/s, 2) pérdida indicativa del metal <0,001 mm/año, y 3) masa acumulada de arena de <1 kg/mes, tasa de arena 0,0003 g/s.
Dada la baja tasa de arena, el gráfico no muestra un cambio notable en la curva de pérdida de metal, lo que indica claramente que este nivel de producción de arena no tiene un impacto erosivo significativo en las tuberías ni en otros componentes críticos de la infraestructura del pozo.
Si la masa de arena o la tasa de arena en cualquiera de los pozos supera el umbral mínimo, se activará una alarma que el operador podrá atender de inmediato y se harán ajustes basados en datos para optimizar las tasas de producción.
Mediante la monitorización la tasa de arena y su impacto erosivo en tiempo real, el operador también puede hacer mantenimiento predictivo al anticipar posibles fallas en los activos y tomar medidas preventivas para evitar paradas imprevistas.
Mediante la monitorización en tiempo real de arena y erosión, el operador puede lograr con confianza sus objetivos de producción, al saber que el activo no está en riesgo debido a la producción de arena. En este caso, al usar datos de la monitorización en tiempo real de arena y erosión, el operador puede seguir activamente los niveles de producción de arena y detectar cualquier posible efecto erosivo en los activos. Esta tecnología no solo ofrece tranquilidad, sino que también permite al operador mantener tasas de producción óptimas y garantizar la integridad sostenida de la planta.
La capacidad de controlar los aspectos de integridad de la producción de petróleo en tiempo real es la herramienta definitiva para mejorar el rendimiento financiero. En este caso, la implementación de sistemas de monitorización en tiempo real para arena y erosión de Emerson generó un rápido retorno de inversión (ROI), con una recuperación estimada en menos de 3 días.
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Emerson.com/Corrosion-Erosion
