Evaluation and implementation of high density polyethylene liner: Alternative of solution to corrosion-wear problems in flowlines

• Autores: Gloria Duarte, Martin M Valera-Rosales, Miguel Antonio Manrique Rojas, Miguel Mateus Barragán
• Localización: CT&F - Ciencia, tecnología y futuro, ISSN-e 0122-5383, Vol. 9, Nº. 1, 2019, págs. 65-72
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Evaluación e implementación de encamisado de polietileno de alta densidad: Alternativ de solución a la problemática de corrosión-desgaste líneas de flujo
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• Resumen
  • español

    Los mecanismos de daño de corrosión por CO2 y desgaste abrasivo por arena han reducido la vida en servicio de las líneas de flujo y líneas colectoras en el campo Casabe localizado en la Cuenca del Valle del Rio Magdalena, en el Departamento de Antioquia en Colombia, requiriendo de una solución efectiva y oportuna. En este trabajo pruebas de laboratorio ajustadas a las condiciones del fluido de producción del campo Casabe fueron realizadas para evaluar la resistencia al desgaste abrasivo y corrosión por CO2 sobre secciones de tubería de PEAD (Polietileno de Alta Densidad) y de acero al carbono API 5L grado X65. Los resultados obtenidos en este trabajo, mostraron que la resistencia del PEAD al desgaste abrasivo y corrosión por CO2 es significativa, siendo, tres veces más alta comparada con el acero al carbono. Adicionalmente, las propiedades del PEAD permanecieron constantes al contrario del desempeño del acero al carbono durante el tiempo de prueba. Este resultado es probablemente debido a la mayor tenacidad y resistencia química del PEAD. Con base en estos resultados, se implementó una prueba a escala piloto para evaluar el comportamiento del encamisado de PEAD en una línea colectora con una vida en servicio entre 6 y 9 meses, la cual recoge los fluidos de diferentes líneas de flujo de los pozos productores. Después de 12 meses, en servicio en la prueba piloto del encamisado evaluado mediante inspección visual y pruebas DSC (Differential Scanning Calorimetry) se demuestra que el encamisado de PEAD expuesto en las condiciones del fluido multifásico con arena de producción permanece estable, sin evidencia de ampollamiento, hinchamiento, ablandamiento o cambios en su geometría por la absorción del hidrocarburo en su estructura física. Esto fue también evidenciado en los resultados de temperatura de fusión y cristalinidad obtenidos en los ensayos de DSC antes y después de exposición en las condiciones de campo. Además, el piloto de encamisado de PEAD después de seis años de servicio continúa operando exitosamente.

  • English

    Failure mechanisms of CO2 corrosion and abrasive wear by production sand have reduced the service life of flowlines and collector lines in Casabe's mature field located in the middle Magdalena River Valley Basin of Colombia's Antioquia department, which has required a timely and effective solution. In this work, laboratory tests set to conditions of Casabe's production fluid were performed to assess abrasive wear and CO2 corrosion resistance on pipeline sections of both HDPE (High Density Polyethylene) and carbon steel API 5L grade X65. The results obtained showed that resistance of HDPE to abrasive wear and CO2 corrosion of HDPE is significant, being three times higher as compared with carbon steel. Additionally, material properties of HDPE remained constant in contrast to performance of carbon steel over time tests. This result is due to the toughness and chemical resistance of HDPE. Based on these results, a field trial was implemented to pilot-scale for evaluating the performance of HDPE liner in a collector line with a service life between 6 to 9 months, which collect fluids of different flowlines from producing wells. After 12 months in service, the field trial of the liner assessed through visual inspection and DSC tests revealed that HDPE liner exposed at multiphasic fluid conditions with production sand remained stable without evidence of swelling, blistering, softening or changes in its geometry associated with liquid hydrocarbon absorption in its physical structure. This was also evidenced in the results of melting temperature and crystallinity obtained from DSC tests before and after exposure to field conditions. Moreover, pilot tests with HDPE lining after six years of service still operate successfully.