Autores: Marcelo Sánchez y Marcelo Barreto (RepsolYPF)

1. 3° Congreso de Producción 19 al 22 de Septiembre Mendoza, Argentina. APLICACIONES DE TUBING DE ACERO CON 13% DE Cr EN EL YACIMIENTO LOMA DE LA LATA:EXPERIENCIAS LUEGO DE MAS DE 15 AÑOS DE USO. Autores: Marcelo Sánchez y Marcelo Barreto (RepsolYPF) Fabián Benedetto y Sandro Nicolino (TenarisSiderca)

2. Contenido Introducción. Corrosividad del Yacimiento. Materiales utilizados en los inicios del Yacimiento. Características del grado API L-80 13 Cr. Características generales Características mecánicas y composición química Almacenamiento y manipuleo en el campo Límites de uso Aplicación del L-80 13 Cr en el Yacimiento Conclusiones

3. Contenido Introducción. Corrosividad del Yacimiento. Materiales utilizados en los inicios del Yacimiento. Características del grado API L-80 13 Cr. Características generales Características mecánicas y composición química Almacenamiento y manipuleo en el campo Límites de uso Aplicación del L-80 13 Cr en el Yacimiento Conclusiones

4. Introducción Encuadre histórico del uso de aceros con 13% de Cr: 1° referencias históricas de uso encontradas en la bibliografía: Años 1978 y 1979 en pozos corrosivos del Golfo de México, Gabón y Holanda. En Argentina: Década del ’80 en el Yacimiento Loma de la Lata, con el objetivo de aumentar la vida útil del tubing en pozos corrosivos por CO2. Al día de hoy, con un registro histórico de más de 100 pozos en Loma de la Lata cuya instalación posee Tubing con acero 13 Cr, se vuelca en este trabajo todo lo aprendido con referencia a los temas de particular importancia en el manejo y la selección de este tipo de material.

5. Introducción Parámetros operativos: Loma La Lata es el yacimiento gasífero más importante de la Argentina. Su explotación se inicia en Septiembre de 1978. El Yacimiento cuenta con tres formaciones productivas principales: • Quintuco (productora de petróleo) • Sierras Blancas (productora de gas y condensado) • Lotena (productora de gas seco) Las características de las 2 formaciones productoras de gas se observan a continuación.

6. Introducción Parámetros operativos (Fm. Sierras Blancas): La formación Sierras Blancas es la 1° en iniciar la explotación de gas. Los parámetros operativos se detallan en la Tabla siguiente:

7. Introducción Parámetros operativos (Fm. Lotena): La formación Lotena se pone en producción a fines de la década del 80’. Contiene gas seco y los parámetros operativos de sus pozos se describen en la Tabla siguiente:

8. Contenido Introducción. Corrosividad del Yacimiento. Materiales utilizados en los inicios del Yacimiento. Características del grado API L-80 13 Cr. Características generales Características mecánicas y composición química Almacenamiento y manipuleo en el campo Límites de uso Aplicación del L-80 13 Cr en el Yacimiento Conclusiones

9. Corrosividad del Yacimiento Evaluación del medio corrosivo: El parámetro mas comúnmente utilizado para evaluar la corrosión por CO2 es la presión parcial de este gas: ppCO2 < 7 psi (0,5 bar) Corrosión poco probable 7 psi (0,5 bar) < ppCO2 < 30 psi (2 bar) Corrosión posible Pp CO2 > 30 psi (2 bar) Corrosión Como se deduce de las tablas mostradas anteriormente, las concentraciones de CO2 son variables en el yacimiento. Los parámetros de producción han cambiado sensiblemente en los últimos años, fundamentalmente en cuanto a las presiones actuantes, de todos modos el entorno corrosivo actual indica como procedente el uso de aleaciones especiales en un porcentaje importante de pozos aún con estas presiones. Situación de corrosividad actual:

10. Contenido Introducción. Corrosividad del Yacimiento. Materiales utilizados en los inicios del Yacimiento. Características del grado API L-80 13 Cr. Características generales Características mecánicas y composición química Almacenamiento y manipuleo en el campo Límites de uso Aplicación del L-80 13 Cr en el Yacimiento Conclusiones

11. Materiales utilizados en los inicios Aceros al carbono de baja aleación: Las primeras columnas de producción utilizadas fueron Tubing en diámetros 2 7/8” y 3 ½” acero API N80 con uniones API EUE. Se observó que los materiales de acero al carbono de baja aleación (Grados del Grupo I de API) no presentaron la performance requerida en los pozos de caudal importante, presentando fallas en lapsos muy cortos de tiempo. Aspecto de Tubing N80 luego de 7 meses en servicio

12. Materiales utilizados en los inicios Cambios implementados: Se implementaron alternativas tendientes a lograr incrementar la vida útil de las tuberías: • Se dejó de utilizar uniones API, pasando a conexiones integrales, comenzando por entonces, con las uniones denominadas SDS desarrolladas por Siderca. • Se comenzó con la inyección de inhibidores de corrosión a través de la técnica conocida como “por bacheo”. • En un pozo se bajó un capilar y se inició la inyección continua de inhibidores a pocos metros por encima del packer de producción. • Se empezaron a utilizar Tubing revestidos internamente por una resina del tipo Epoxi Fenólica aplicada en el país. • Se aplicó un sistema de doble protección, esto es uso de Tubing revestido más inhibidor de corrosión.

13. Materiales utilizados en los inicios Resultados obtenidos: Con las alternativas implementadas se logró incrementar la vida útil de las tuberías. De todas formas se observó que cada una de las alternativas mencionadas tenía limitaciones, a saber: Inyección de inhibidor por “batch”: Requería mano de obra intensiva. Cierre temporario del pozo para su ejecución. La inhibición continua: Costos incrementado debido a las instalaciones de inyección. Problemas con taponamientos del capilar. Revestimiento interno de cañerías: Daños mecánicos por las operaciones con cables y/o alambres, comunes y necesarias en la explotación.

14. Materiales utilizados en los inicios Resultados obtenidos: Habiendo ya experimentado los problemas de corrosión por los fluidos de Sierras Blancas, la puesta en producción de la formación Lotena habría de incorporar mas problemas al yacimiento. El pozo LLL-175 por ejemplo, luego de 5 meses de extracción efectiva presentó comunicación entre columnas. Luego de la intervención se observó:

15. Contenido Introducción. Corrosividad del Yacimiento. Materiales utilizados en los inicios del Yacimiento. Características del grado API L-80 13 Cr. Características generales Características mecánicas y composición química Almacenamiento y manipuleo en el campo Límites de uso Aplicación del L-80 13 Cr en el Yacimiento Conclusiones

16. Características del L80 13 Cr Características generales: • Aceros de la serie AISI 410 y 420. • Poseen como mínimo un contenido del 12 % Cr. • Son aceros martensíticos (templado y revenido). • Dureza del material de aproximadamente 22~23 Hrc. Tomando en cuenta su resistencia a la corrosión, en 1989, tres pozos se completan por primera vez con tuberías de 13% Cr L80 3 ½” (En el 2000 se intervino uno de estos pozos y la columna de Tubing se encontró en perfecto estado volviéndose a bajar) Al día de hoy el yacimiento cuenta con 110 pozos en producción con Tubing L80 13% Cr.

17. Características del L80 13 Cr Composición química del acero: Tabla C.5 de API 5CT/ISO11960

18. Características del L80 13 Cr Almacenamiento y Manipuleo : El L80 13 Cr es muy susceptible a problemas de Crevice durante su almacenamiento. Cualquier golpe durante su manipuleo y/o uso podría deteriorar la capa pasivante y generar una zona proclive a la corrosión. Debido a esto es primordial llevar a cabo ciertas premisas: • El lugar de almacenado debe ser cubierto y aireado • Se debe evitar la formación de depósitos de agua (interior de la tubería y zonas de contacto entre tubos). • Utilizar separadores de materiales no higroscópicos. • Desembalar el material a fin de evitar condensación de humedad sobre los tubos. • Para almacenamiento prolongado es recomendable dejarlos en lugares cubiertos y con circulación de aire. • Quitar de los tubos los aros protectores que se han colocado en el lugar de la fabricación para evitar que los tubos golpeen entre sí durante el transporte (corrosión por rendija). • La movimentación de los tubos se realiza utilizando eslingas de nylon y/o elevadores con “uñas” revestidas.

19. Características del L80 13 Cr Almacenamiento: Corrosión por Crevice en Tubería 13Cr producida durante el almacenamiento

20. Características del L80 13 Cr Límites de uso (Acidificaciones): La estimulación de pozos mediante la aplicación de soluciones compuestas por ácidos inorgánicos (Ej.: HCl-HF), genera condiciones propicias para la corrosión localizada en los aceros martensíticos, y también en otros tipos de aleaciones resistentes a la corrosión. Al igual que todos los materiales que basan su resistencia a la corrosión en la generación de una capa pasivante, el grado L80 13Cr es susceptible a sufrir picaduras si dicha capa se deteriora, principalmente en trabajos con cables que se realizan por el interior de la tubería. Límites de uso (Wire-Line / Coiled Tubing): Picaduras en Tubing 13Cr en los “canales” dejados durante los trabajos con cable

21. Características del L80 13 Cr Límites de uso (Presencia de H2S): En la recomendación práctica de NACE (RP 0175) se expone como límites para evitar rotura catastrófica a dos factores del ambiente. Ellos son: pH ≥ 3,5 y pH2S ≤ 1,5 psi. Según ensayos realizados por NKKt el límite de aplicación podría adoptar pH > 4,0 como margen seguro. pH2S permitida [psi] pH Referencia: Ensayos realizados por NKKt

22. Características del L80 13 Cr Límites de aplicación para 13 Cr Standart (Craig) Límites de uso (Cloruros): Por encima de una determinada concentración y temperatura los iones cloruros (Cl-) afectan la capa pasiva de los materiales resistentes a la corrosión. Si bien hay muchos trabajos de investigación realizados sobre este umbral para los aceros Tipo Cr13, uno de los gráficos de selección más utilizados, propuestos por Bruce D. Craig, para ambientes dulces en ausencia de gas sulfhídrico y oxígeno se puede tomar como referencia. También los ensayos de NKKt. ClNa [%] Temperatura [°C] Referencia: Ensayos realizados por NKKt basado en pCO2 de 440 psi.

23. Contenido Introducción. Corrosividad del Yacimiento. Materiales utilizados en los inicios del Yacimiento. Características del grado API L-80 13 Cr. Características generales Características mecánicas y composición química Almacenamiento y manipuleo en el campo Límites de uso Aplicación del L-80 13 Cr en el Yacimiento Conclusiones

24. L80 13 Cr en Loma de la Lata Aplicación y resultados: Inicio de la explotación  Año 1978 Tubing de acero al carbono sin inhibición  Falla prematura Comienzo de utilización de material L80 con 13% Cr  Año 1989 Tubería de acero inoxidable con 13% de Cr  excelentes condiciones luego de 10 años de uso. Registro actual  110 pozos cuyas instalaciones comprenden Tubing dicha aleación. A pesar de la disminución de la presión de reservorio que ha experimentado el yacimiento, la utilización de esta aleación resistente al CO2 sigue siendo la opción técnica y económica mas adecuada para aquellos pozos considerados críticos.

25. Contenido Introducción. Corrosividad del Yacimiento. Materiales utilizados en los inicios del Yacimiento. Características del grado API L-80 13 Cr. Características generales Características mecánicas y composición química Almacenamiento y manipuleo en el campo Límites de uso Aplicación del L-80 13 Cr en el Yacimiento Conclusiones

26. Conclusiones El uso de tubería de acero inoxidable en el Yacimiento Loma de la Lata ha dado excelentes resultados. Esta alternativa es claramente la opción más ventajosa desde el punto de vista técnico y económico, 110 pozos actualmente con este tipo de Tubing, luego de 15 años de operación, son prueba elocuente de ello. Durante el período de uso no se han reportado eventos de ataques corrosivos, o falla en su performance de resistencia a la corrosión del material por acción de los fluidos circundantes, lo que demuestra la excelente resistencia a la corrosión por CO2 del L80 13Cr.

27. Conclusiones Se han establecido en el Yacimiento prácticas operativas de manipuleo, uso, instalación y cuidados en el pozo que aseguran la performance del 13 Cr frente a la severidad del medio. El uso de conexiones especiales ha eliminado problemas de fuga y de turbulencia, así como también engranes de rosca. Se cuenta con un conocimiento de los límites de uso del material, lo que conlleva a realizar con responsabilidad y cuidado los trabajos de acidificación en los pozos así como también las intervenciones con Coiled Tubing o Wire-Lines por el interior de las tuberías.

28. GRACIAS POR VUESTRA ATENCION!!