EVALUATION AND IMPLEMENTATION OF HIGH DENSITY POLYETHYLENE LINER: ALTERNATIVE OF SOLUTION TO CORROSION-WEAR PROBLEMS IN FLOWLINES

Abstract

espanolLos mecanismos de dano de corrosion por CO2 y desgaste abrasivo por arena han reducido la vida en servicio de las lineas de flujo y lineas colectoras en el campo Casabe localizado en la Cuenca del Valle del Rio Magdalena, en el Departamento de Antioquia en Colombia, requiriendo de una solucion efectiva y oportuna. En este trabajo pruebas de laboratorio ajustadas a las condiciones del fluido de produccion del campo Casabe fueron realizadas para evaluar la resistencia al desgaste abrasivo y corrosion por CO2 sobre secciones de tuberia 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 corrosion por CO2 es significativa, siendo, tres veces mas alta comparada con el acero al carbono. Adicionalmente, las propiedades del PEAD permanecieron constantes al contrario del desempeno del acero al carbono durante el tiempo de prueba. Este resultado es probablemente debido a la mayor tenacidad y resistencia quimica del PEAD. Con base en estos resultados, se implemento una prueba a escala piloto para evaluar el comportamiento del encamisado de PEAD en una linea colectora con una vida en servicio entre 6 y 9 meses, la cual recoge los fluidos de diferentes lineas de flujo de los pozos productores. Despues de 12 meses, en servicio en la prueba piloto del encamisado evaluado mediante inspeccion visual y pruebas DSC (Differential Scanning Calorimetry) se demuestra que el encamisado de PEAD expuesto en las condiciones del fluido multifasico con arena de produccion permanece estable, sin evidencia de ampollamiento, hinchamiento, ablandamiento o cambios en su geometria por la absorcion del hidrocarburo en su estructura fisica. Esto fue tambien evidenciado en los resultados de temperatura de fusion y cristalinidad obtenidos en los ensayos de DSC antes y despues de exposicion en las condiciones de campo. Ademas, el piloto de encamisado de PEAD despues de seis anos de servicio continua operando exitosamente. EnglishFailure 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.