bachelorThesis
Modelo de simulación para la evaluación de Corrosión por CO2 en tuberías de completación de pozos de gas natural
Autor
Marín C., Flavio A.
Institución
Resumen
El proceso de corrosión por dióxido de carbono (CO2) se lleva a cabo
cuando los iones carbonato (CO3
2-) se combinan con los iones hierro (Fe2+)
presentes en la solución para formar carbonato de hierro sólido (FeCO3). Las
reacciones involucradas en el proceso corrosivo, se llevan a cabo en la superficie
del material y obedecen a dos mecanismos, el primero conocido como dilución
del dióxido de carbono en agua para formar de ácido carbónico (H2CO3) y el
segundo que comprende las sucesivas disociaciones del ácido hasta formar el ión
carbonato (disociación del ácido carbónico y disociación del anión bicarbonato).
El presente Trabajo Especial de Grado tuvo como finalidad desarrollar una
herramienta computacional modelo de simulación- soportada en Microsoft
Excel, que permita determinar la velocidad de corrosión por dióxido de carbono
en tuberías verticales de producción de gas natural. Se elaboraron tres módulos de
cálculo, el primero, permite generar el perfil de presión y temperatura a lo largo
de la tubería de completación a través de las ecuaciones de Ramey (citado por
Kumar, 1987), Harrison (2007) y el factor de compresibilidad, calculado a través
de la ecuación de estado de Yarbourough y Hall (1973); el segundo módulo,
determina la presencia de condensado utilizando la ecuación cúbica de estado
propuesta por Kabaddi y Danner (1985) y el régimen de flujo presente para el
equilibrio líquido-vapor calculado a través del modelo presentado por Azis y
colaboradores (citado por Carroll, 1990); finalmente, el tercer módulo, que
permite predecir la velocidad de corrosión por CO2 a lo largo de la tubería de
completación, el cual usa como base el modelo de corrosión generado por
NORSOK (2005) con modificaciones en las constantes de equilibrio químico
presentadas por Nordsveen y colaboradores (2003). Para los módulos de perfil de
presión y temperatura así como el de equilibrio y flujo bifásico, se obtuvo un error
relativo con respecto a software comerciales menores a 5%. El módulo de
corrosión presentó un máximo porcentaje de error relativo con respecto a
NORSOK (2005) de 1.838%. La utilización de la herramienta desarrollada,
CORGAS, presenta un opción viable económicamente, debido a que determina de
una manera rápida y precisa la velocidad de corrosión, las propiedades del fluido,
el equilibrio líquido-vapor, el régimen de flujo y el perfil de presión y temperatura
a lo largo de la tubería de completación, minimizando el tiempo de simulación o
corrida para cada pozo y el costo asociado a la adquisición de licencias de los
distintos software comerciales.