Inhibidor de corrosión en yacimientos petrolíferos

Un inhibidor de corrosión en yacimientos petrolíferos actúa para prevenir o ralentizar la corrosión formando una capa protectora sobre superficies metálicas que están expuestas a agentes corrosivos. Esta capa protectora puede estar compuesta por varios componentes, según el tipo de inhibidor y la aplicación específica.

Algunos mecanismos comunes mediante los cuales funcionan los inhibidores de corrosión en campos petrolíferos incluyen:
Protección catódica:Los inhibidores pueden actuar como protectores catódicos, previniendo la formación de células de corrosión al reducir la velocidad de reacción anódica. Este mecanismo implica la donación de electrones a la superficie del metal corroído, lo que reduce la fuerza impulsora de la corrosión.

Formación de una capa de pasivación:Ciertos inhibidores pueden formar una capa protectora sobre la superficie del metal, conocida como capa de pasivación, que evita que los agentes corrosivos entren en contacto directo con el metal. Esta capa puede estar compuesta por diversos materiales, como películas de óxido, hidróxidos u otros compuestos, según el inhibidor utilizado.

Agentes quelantes:Algunos inhibidores contienen agentes quelantes que pueden unirse firmemente a los iones metálicos, evitando que participen en reacciones de corrosión. Al formar complejos con los iones metálicos, estos agentes evitan que se oxiden y, por tanto, ralentizan la velocidad de corrosión.

Neutralización de Agentes Corrosivos:Los inhibidores de corrosión en campos petrolíferos también pueden funcionar neutralizando agentes corrosivos, como ácidos u oxígeno disuelto, en la fase de aceite o agua. Esto se puede lograr mediante reacciones químicas entre el inhibidor y el agente corrosivo, formando productos inofensivos que ya no representan una amenaza para la superficie del metal.

Vale la pena señalar que la efectividad de los inhibidores de corrosión en campos petrolíferos puede variar dependiendo de factores como el tipo y la concentración de agentes corrosivos presentes, el pH del ambiente, la temperatura y las propiedades específicas de la superficie del metal. Por lo tanto, seleccionar el inhibidor apropiado para una aplicación determinada requiere una consideración cuidadosa de estos factores.

Según un estudio reciente de la Asociación para la Protección y el Rendimiento de Materiales (AMPP, anteriormente NACE), la corrosión es responsable de más de 2,5 billones de dólares (con una "T") en pérdidas y daños cada año a la economía mundial. Para quienes llevan la cuenta, eso representa el 3,4% del PIB mundial.
Esto es simplemente asombroso. Claramente, inhibir la corrosión es de suma importancia financiera para la industria global.

En primer lugar, resulta útil abordar específicamente qué es la corrosión en el petróleo y el gas. En pocas palabras, la corrosión es el proceso por el cual los metales refinados, como el acero, sufren una reacción química que provoca el deterioro químico o electroquímico del metal.
En los procesos de petróleo y gas, la corrosión de los equipos metálicos generalmente ocurre a partir de uno de los siguientes procesos
Corrosión dulce: el metal está expuesto al dióxido de carbono (CO2) o al oxígeno (O2) cuando hay agua presente.
Corrosión ácida: el metal queda expuesto al sulfuro de hidrógeno (H2S) cuando hay agua presente.
Corrosión inducida por microbios (MIC): el metal está expuesto a productos de desecho corrosivos, como CO2, H2S y ácidos producidos por bacterias.
Corrosión galvánica: el metal se corroe cuando se expone a otros metales en un electrolito, a menudo agua impura.
En muchos casos, los inhibidores de corrosión se utilizan para prevenir este tipo de corrosión en los procesos de petróleo y gas.

Un inhibidor de corrosión es un compuesto químico diseñado para prevenir o posponer el proceso de corrosión por medios físicos o químicos.
Los inhibidores de corrosión se utilizan como aditivos de estado estacionario en los procesos de petróleo y gas, lo que significa que se inyectan continuamente para prevenir la corrosión.
Los inhibidores de corrosión son sólo una de las formas en que la industria del petróleo y el gas combate la corrosión. Otros métodos incluyen protección catódica, revestimientos protectores y selección de materiales adecuados.

En la industria del petróleo y el gas, se utilizan tres tipos principales de sustancias químicas para inhibir la corrosión:
Inhibidores de corrosión formadores de película
Los inhibidores de corrosión formadores de película previenen físicamente la corrosión formando una película en el interior de una tubería o recipiente. Esta película repele el agua que contiene elementos corrosivos, evitando el contacto con la superficie de la tubería. Hay muchos tipos de productos químicos que se utilizan en los inhibidores de corrosión formadores de películas, aunque a menudo se utilizan subproductos de azol y pirimidina. En ciertos casos, también se pueden usar inhibidores de corrosión formadores de película para evitar la acumulación de precipitados no deseados, como incrustaciones, en las partes internas de las tuberías. A menudo se les llama "inhibidores mixtos" o "inhibidores combinados".

Los captadores de gases, como los captadores de oxígeno, los captadores de dióxido de carbono y los captadores de sulfuro de hidrógeno, inhiben la corrosión mediante la conversión química de gases corrosivos en materiales no corrosivos a través de interacciones químicas. Estas sustancias químicas suelen contener triazina o varias aminas.

Los biocidas inhiben la corrosión inducida por microbios (MIC) al matar y prevenir la formación de colonias bacterianas. El glutaraldehído es un biocida común utilizado en la industria del petróleo y el gas.

Estos tres tipos de inhibidores de corrosión se inyectan en procesos de petróleo, agua y gas natural para prevenir la corrosión de equipos, tuberías y recipientes.

El desafío, por supuesto, es determinar cuánto inhibidor de corrosión inyectar. Debido a que muchas de estas sustancias químicas pueden crear dolores de cabeza para los procesos posteriores y la refinación, es importante minimizar el uso excesivo de sustancias químicas. Al mismo tiempo, la subinyección pone a los activos en riesgo de quiebra.

Como tal, los operadores de petróleo y gas y sus proveedores de servicios están buscando mejores formas de ajustar los cálculos de la tasa de inyección de inhibidores de corrosión y automatizar las concentraciones de tratamiento.

Debido a que la inyección química precisa de inhibidores de corrosión es fundamental para reducir costos en todos los procesos de petróleo y gas, los operadores de todos los tamaños deben considerar medios económicos para automatizar la inyección de inhibidores de corrosión.
A continuación se ofrecen tres consejos útiles para automatizar la inyección de inhibidores de corrosión en procesos de petróleo y gas.

● Utilice un medidor de flujo
Una de las formas más sencillas de minimizar el desperdicio de inhibidores de corrosión y al mismo tiempo mantener una integridad aceptable de los activos es utilizar datos de un medidor de flujo en tiempo real para informar las tasas de inyección.
En la mayoría de los casos, los inhibidores formadores de película se inyectan en concentraciones precisas en un proceso basado en cortes de agua y niveles de impurezas conocidos en ese proceso. Suponiendo que estos porcentajes se mantengan estables, un medidor de flujo puede informar el volumen necesario de inhibidores de corrosión en función de una concentración prescrita.
Esto es especialmente útil en procesos donde los caudales fluctúan considerablemente día a día, como en eliminaciones de agua salada o sistemas de transferencia de agua producida.

● Medir en sentido descendente para informar aplicaciones futuras
Una de las formas más comunes de garantizar niveles de tratamiento adecuados de inhibidores formadores de película es medir los residuos químicos aguas abajo. La medición de residuos implica tomar muestras de fluidos aguas abajo para detectar concentraciones de inhibidores de corrosión en el proceso.

Si se aplican inhibidores de corrosión en concentraciones adecuadas, debería haber algo de química residual, aunque mínima, aguas abajo. Si no hay residuos presentes, podríamos asumir que no estamos obteniendo una protección completa. Si medimos demasiados residuos, podemos asumir que estamos tratando en exceso.

De manera similar a la medición residual, las empresas deberían comenzar a medir la corrosión real en los equipos aguas abajo de la inyección del inhibidor de corrosión utilizando sondas de corrosión. Este proceso de "cerrar el círculo" puede, con el tiempo, mostrar cuán efectivos son los inhibidores de corrosión para prevenir la corrosión.
Por supuesto, el proceso de medición de la corrosión puede resultar complicado. Puede resultar difícil saber dónde colocar las sondas y cuándo tomar lecturas. En aplicaciones individuales, esto puede resultar de poca utilidad.

● Medir el uso real de productos químicos
Para cualquier operador o proveedor de servicios de petróleo y gas interesado en reducir el costo de la corrosión y de los inhibidores de corrosión, los dos métodos anteriores pueden ser de gran ayuda.
Sin embargo, estos dos métodos deben basarse en datos precisos sobre el uso de productos químicos.
Con demasiada frecuencia se supone que la dosificación química real se produce al ritmo prescrito. El análisis posterior supone que, si la bomba se configuró a 15 GPD, entonces inyectó 15 GPD durante ese período de tiempo.
En realidad, esta suposición es categóricamente falsa y, si se confía en ella, seguirá confundiendo a quienes intentan optimizar sus programas de automatización de inhibidores de corrosión.
WellAware ha estudiado miles de sistemas de inyección de productos químicos en todo el mundo. Hemos monitoreado y automatizado sistemas que inyectaron más de 860,000 galones de inhibidor de corrosión el año pasado.

Descarga de Agua Contaminada:Los inhibidores de corrosión pueden filtrarse en el agua producida o en las aguas residuales durante la producción de petróleo y gas, contaminando potencialmente las aguas superficiales o subterráneas si no se tratan adecuadamente antes de su descarga.
Impacto en los ecosistemas:Los productos químicos que se encuentran en los inhibidores de la corrosión podrían tener efectos perjudiciales para la vida acuática, como alterar el equilibrio del pH o interferir con las funciones biológicas naturales de los organismos.

Manejo y eliminación adecuados:Los inhibidores de corrosión deben manipularse de acuerdo con estrictos protocolos de seguridad y eliminarse a través de instalaciones adecuadas de gestión de residuos que puedan tratar el agua para eliminar los contaminantes antes de su descarga.

Administracion del Agua:Los operadores deben implementar estrategias efectivas de gestión del agua para reducir el volumen de agua producida y reciclar o reutilizar tanto como sea posible, minimizando la necesidad de agua dulce y la descarga de agua tratada.

Tecnologías de reducción química:El empleo de tecnologías que reduzcan la cantidad de aditivos químicos necesarios, como materiales y recubrimientos avanzados, puede ayudar a disminuir la huella ambiental de los inhibidores de corrosión.

Inhibidores ambientalmente aceptables:Investigar y utilizar inhibidores de corrosión diseñados con productos químicos respetuosos con el medio ambiente que representen menos riesgo para los ecosistemas si se liberan accidentalmente.

Monitoreo y pruebas regulares:Monitoree y pruebe periódicamente las aguas residuales para detectar contaminación, asegurándose de que cumplan con los estándares regulatorios antes de ser descargadas.

Formación y Concientización:Proporcionar capacitación al personal involucrado en el manejo de inhibidores de corrosión para aumentar la conciencia sobre los riesgos potenciales y la importancia de seguir los procedimientos de manipulación adecuados.

Colaboración con Organismos Reguladores:Trabaje en estrecha colaboración con agencias ambientales y cumpla con las regulaciones locales y los estándares internacionales para garantizar que el uso de inhibidores de corrosión esté dentro de los límites ambientales aceptables.

Al implementar estas medidas, la industria del petróleo y el gas puede mitigar el impacto ambiental de los inhibidores de corrosión de los yacimientos petrolíferos y al mismo tiempo proteger la integridad de los activos de los yacimientos petrolíferos.