Uso Personal

Uso Personal

WIMS
INTRODUCCION SISTEMA DE GESTION DE INTEGRIDAD DE POZOS Martín Toscano

MODOS Y MECANISMOS DE FALLAS, BARRERAS DE POZOS,

PERFIL DE CEMENTACION, PERFIL DE CORROSION Ezequiel Ayarzabal

GESTION DE PRESIONES ANULARES Martín Toscano

CONCLUSIONES Germán Rivas

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WIMS
INTRODUCCION
SISTEMA DE GESTION DE INTEGRIDAD DE POZOS

Martín Toscano
 Uso Personal

WIMS - INTRODUCCION
A mediados de los 90´s la industria petrolera noruega fue la
primera en implementar lo que se conoce como WIMS.

1993: Perforación, Terminación y Abandono

2004: Concepto de Ciclo de Vida

WBS
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WIMS - INTRODUCCION
2010: Derrame en Golfo de México
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WIMS - INTRODUCCION
Luego del desastre ambiental ocurrido en 2010 en el Golfo de
México, es que el asunto tomó mayor importancia internacional.

A partir de este evento, se desarrollaron y publicaron las normas

ISO 16530 (Partes 1 y 2).

DOBLE BARRERA
CICLO DE VIDA
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WIMS - INTRODUCCION
Las estadísticas mundiales de Integridad de Pozos indican una
necesidad real de enfocar mayores recursos a actividades WIMS.

de los Pozos a nivel mundial están de los Pozos a nivel mundial

19% cerrados por problemas de integridad >>>
Pérdidas por USD 1.000 millones / día
38% están afectados por problemas
de integridad
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WIMS - INTRODUCCION
Definición de Integridad de Pozos

Tanto NORSOK D10 como ISO 16530 se enfocan en la prevención

de escape de fluidos de formación a la superficie.

Para que un pozo sea íntegro establecen entonces que deben tener
al menos dos envolventes de barrera en condiciones satisfactorias.

CONCEPTO DE
DOBLE BARRERA
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WIMS - INTRODUCCION
Sistema de Gestión de Integridad de Pozos:

Objetivos:

- evitar accidentes
- evitar impactos ambientales Procesos
- evitar pérdidas de producción
- reducir la probabilidad de fallas
- Información
reducir costos asociados a reparaciones y
y Sistemas
reemplazos
- resguardo de la imagen de la Compañía
Organización
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WIMS - INTRODUCCION
Sistema de Gestión de Integridad de Pozos:

Elementos WIMS según Sección 5.2 de ISO 16530-2:

1. Políticas 2. 5.
y Recursos, 3. 4. 4.
Estándares
Estrategias Roles, Evaluación Barreras Barreras
de Perfor-
de Responsa- de Riesgos de Pozos de Pozos
mance
Integridad bilidades

8. Gestión
6. Límites 7. 10.
de 9. Proceso
de
Operación
Vigilancia y
Monitoreo
Presiones Handover
Manteni-
miento
WIMS
Anulares

12. 13. 14.

11. Gestión Gestión 15.
Registros y Perfor-
de Fallas del Auditoría
Reportes mance
Cambio
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WIMS - INTRODUCCION
Desafíos a la implementación WIMS:

- Liderazgo y soporte gerencial

- Cultura organizacional
- Competencias del personal
- Coordinador o Líder WIMS
- Interrelación entre sectores
- Procedimientos y Manuales
- Gestión Documental
- Sistemas de Información integrados
- Condición de instalaciones
- Presupuesto y Recursos
- Lecciones Aprendidas

de las empresas tienen definidas

< 40% posiciones y funciones WIMS en sus
organizaciones
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WIMS - INTRODUCCION
Estrategias WIMS

1) Diseño y Selección de Materiales basados en Análisis de Corrosión

2) Estrategias de Doble Barrera durante el Ciclo de Vida
3) Estrategias de Planes de Integridad de Pozos (Pruebas, Inspecciones, Mantenimientos, etc)

PRIORIDAD POR CRITICIDAD

GESTION BASADA EN RIESGO
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WIMS - INTRODUCCION
Actividades WIMS: Planes de Pruebas, Inspección, Mantenimiento, Monitoreo y Mitigación

Tratamientos Químicos
Protección Catódica
Cupones de Corrosión / Monitoreo Físico-Químico
Perfiles de Corrosión
Perfiles de Cemento
Pruebas de Hermeticidad de Tubing/Casing
Medición de Presión Anular
Desfogue de Pozos
Trazador / Flowlog
Bajada de Instalación Final
Reemplazo de Tubing / Reparación de Casing
Relevamiento, Inspección, Mantenimiento y Pruebas de Hermeticidad de Válvulas de Armaduras
Relevamiento, Mantenimiento, Inspección, Prueba y Calibración de Válvulas VSS
Relevamiento e Inspección de Cabezales de Pozo
Relevamiento, Inspección, Mantenimiento y Pruebas de Hermeticidad de Válvulas de Cabezal de Pozo
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WIMS - INTRODUCCION
Actividades WIMS: Actividades de Gestión

Gestión Documental: Data Books / Bases de Datos

Análisis de Riesgo / Ranking de Criticidad
Análisis de Corrosión
Estándar Pozo Tipo
Estudios Complejos: FFS (Fitness For Service) / SQRA (Semi-Quantitative Risk Analysis)
Análisis de Perfiles de Corrosión
Análisis de Velocidades de Corrosión
Análisis de Mediciones de Presión Entrecolumna
Análisis de Desfogue
Análisis de Perfiles de Cemento
Análisis de Condición de Barreras / Análisis de Criticidad por Condición
Estudios RCM (Reliability Centered Maintenance)
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WIMS - INTRODUCCION
Conclusiones
La aplicación de las diversas técnicas combinadas en el WIMS
conforman una poderosa herramienta para la toma de decisiones
relacionadas con la Gestión de Integridad y Riesgos en los Pozos
de las Compañías.
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WIMS
MODOS Y MECANISMOS DE FALLAS
BARRERAS DE POZOS
PERFIL DE CEMENTACION
PERFIL DE CORROSION

Ezequiel Ayarzabal
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WIMS – AMENAZAS: MODOS Y MECANISMOS DE FALLAS

Fabricación
- Soldaduras defectuosas.
- Material defectuoso o inadecuado.
- Tratamiento Térmico Inadecuado.
- Intolerancia Dimensional.
- Instalación Inadecuada.
- Ajuste Inadecuado.

Humanas
- Operaciones Incorrectas.
- Procedimientos de operación incorrecta.
- Daño por terceros

Degradación o Mecanismos de
Daño - Corrosión microbiológica.
- Corrosión por CO2.
Naturales - Erosión.
- Clima extremadamente frío. - Erosión corrosion.
- Descargas atmosféricas. - Corrosión por suelo.
- Lluvias copiosas o inundaciones.
- Movimientos del suelo.
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WIMS – AMENAZAS: MODOS Y MECANISMOS DE FALLAS

1. Tubing Hanger – Fuga
en sellos (Seal Leak)
2. Wellhead – Fuga
3. Fuga en Tubing por en sellos (Seal Leak)
encima de SSSV

4. Fuga en Casing 5. Fuga en SSSV

intermedio

6. Fuga externa o filtración

del conductor exterior 7. Corrosión Externa

8. Fuga en el Casing de
producción 9. Fuga del Tubing por
debajo de SSSV

10. Fuga a través del 11. Fuga dentro del ánulo

accesorio SPM exterior, desde la zapata de
cementacion del Casing

12. Fuga dentro del ánulo B 13. Fuga alrededor del

desde la Zapata de packer de produccion
cementación del Casing
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WIMS – AMENAZAS: MODOS Y MECANISMOS DE FALLAS

14. Fugas a través de
cemento empobrecido o 15. Fuga a través del
micro-ánulos Liner Hanger o Liner
16. Fuga de línea de control Cement
hidráulico a Ánulo-A

17. Fuga del Xmas Tree/

Tubing hanger
18. Fuga en cabeza de pozo
19. Fugas a través del Xmas
Tree y válvulas de cabeza de
20. Fuga en vástago de
pozo hacia/desde
empaquetado Stem Packing
accesorios de procesos
Leak
22. Fuga en Bridas
21. Fuga en sellos

23. Fuga en el cuerpo del

Xmas Tree 24. Fuga en válvula del
Xmas Tree

25. Fuga en contectores del

Xmas Tree
26. Fuga en cubierta de roca
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WIMS – BARRERAS DE POZO

“Las barreras de pozo son una envolvente de uno o varios elementos
de barrera de pozo dependientes entre sí, que impiden que los
fluidos o gases fluyan involuntariamente desde una formación a otra
o hacia la superficie.”
La barrera de pozo se puede definir en:
 serie o en paralelo,
NORS
 primaria o secundaria, OK D
-010
 temporal o permanente,
 activa o pasiva,
 física o no física.
OBJETIVO
a) Soportar todas las cargas a las que puedan ser expuestas.
b) Mantener su función durante todo el ciclo de vida útil del pozo.
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WIMS – BARRERAS DE POZO PRODUCTOR SURGENTE

Barrera primaria y secundaria: independientes.

R
¿Si hay WBE común?

BARRERA DE POZO PRIMARIA

F I CA
Formación
Casing y Cemento (en zona de producción)
DI
Packer y Tubing
Válvula de Seguridad de Subsuperficie
MO
BARRERA DE POZO SECUNDARIA
Formación
Casing y Cemento (por encima de tubing packer)
Hanger de Casing y de Tubing (sellos)
Cabezal de pozo (wellhead) y válvulas de acceso.
WBS
Arbol de superficie y Válvula Maestra
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WIMS – ESTRATEGIA BARRERAS DE POZO

Para
ESTRATEGIA
que un pozo
DOBLE sea
BARRERA
íntegro se establece entonces que CONCEPTO DE
éstos deben tener al menos dos envolventes de barrera
en condiciones satisfactorias.
DOBLE BARRERA
 Sin embargo en ciertos pozos se puede tener una
N° Mínimo Casos
sola barrera instalada >>> Pozos con SEA de Barreras
Una barrera 1. Movimiento de fluido no planificado entre formaciones
 En casos donde apliquen dos barreras, pero se 2. Formación normalmente presurizada sin hidrocarburos y
defina que se producirá con una sola barrera de sin capacidad de fluir a la superficie
3. Formación sobrepresurizada con hidrocarburos, pero sin
pozo, se deberá realizar un ESTUDIO capacidad de fluir a la superficie
EXHAUSTIVO MULTIDISCIPLINARIO con su
correspondiente ANALISIS DE RIESGO. Dos barreras 4. Formación con hidrocarburos y con capacidad de fluir a la
superficie
5. Formación sobre presurizada con capacidad de fluir a la
superficie
Cada organización debe establecer su ESTRATEGIA
de Barreras de Pozo.
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WIMS – PERFIL DE CEMENTACIÓN

La cementación es una parte fundamental durante el ciclo

de vida de un pozo puesto que:
• provee soporte estructural a la sarta de casing,
• actúa como elemento aislante o sello hidráulico.

La norma Norsok D-010 enumera los criterios de

evaluación para el cemento durante la fase operativa de un
pozo. Estos son:
• Criterios de diseño, construcción y selección
• Prueba inicial y verificaciones
• Monitoreo
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WIMS – PERFIL DE CEMENTACIÓN

PROBLEMAS DE LA CEMENTACIÓN

1. Durante la colocación y remoción de lodo de perforación

2. Antes del fraguado del cemento

3. Después del fraguado 

a. Falta de adherencia d. Ingreso de fluido a

casing-cemento través de casing dañado

b. Falta de adherencia e. Escape de fluido a través

casing-tapón de cemento del cemento fracturado

c. Escape de fluido a través f. Falta de adherencia

del cuerpo del cemento cemento-formación
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WIMS – PERFIL DE CEMENTACIÓN

OBJETIVO: Permite determinar si se posee un correcto
sello hidráulico entre el casing y la formación.

METODOS DE INSPECCION:
 Sónicos CBL – VDL
 Ultrasónicos USIT – RBL

ACTIVIDAD PREVIA:
Antes de iniciar cualquier interpretación se debe
realizar un control de calidad detallado del perfil.
 Tiempo de tránsito
 Centralización
 Tubería libre sin cementación
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WIMS – PERFIL DE CEMENTACIÓN

INTERPRETACION:
1. CURVA DE IMAGEN DE IMPEDANCIA ACUSTICA
 Amarillo / Marrón / Oscuro: sólidos
 Azul: líquidos
 Rojo: gases

2. VALORES DE IMPEDANCIA ACUSTICA

 Valores altos (4 Mray): sólidos
 valores medios (3 a 4 Mray): cemento liviano o contaminado
 valores bajos (2,6 Mray) líquidos
 valores muy bajos (0,3 Mray): gas.

3. MICRODEBONDING
 Indicaciones microanillos / microdesprendimientos

4. CURVA DE AMPLITUD CBL

 Amplitudes bajas y curvas constantes: buena cementación
 Amplitudes medias/altas y curvas discontinuas: mala cementación

5. CURVA VDL
 Baja Amplitud + Arribos de casing atenuados (bajo contraste) +
Arribos de formación fuertes + TT constante: buena adherencia
 Alta y discontinua amplitud + Arribos de casing bien definidos +
Arribos de formación débiles + TT no constante: pobre adherencia
 Alta y constante amplitud + Arribos de casing bien definidos +
Arribos de formación sin señal + TT recto: tubería libre sin cemento
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WIMS – PERFIL DE CORROSIÓN

Objetivo: constituyen métodos de detección y monitoreo de

defectos que permiten evaluar y proyectar la condición de
integridad de las instalaciones de sub-superficie.

Beneficio: Brindan una cantidad significativa de información que

nos permite calcular velocidades de corrosión y vida remanente de
manera más confiable que un cupón o sonda de corrosión.

Actividad previa de calibración:

 Calibre
 Impresor

Asimilable a la calibración geométrica (determinación de

“piggeabilidad) e inspección ILI que se realiza en los ductos
enterrados.
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WIMS – PERFIL DE CORROSIÓN

Tipos de herramientas de perfilaje para inspección:

1. Mecánicas
 Multifinger Imagen Tool MIT (16 - 24 - 40 - 60 dedos).
 Pérdidas de espesor, agujeros, incrustaciones, ovalización, uniones.
 No releva la totalidad de la superficie interna. No releva la externa.

2. Electromagnéticas
 Magnetic Thickness Tool MTT (12 sensores magnéticos).
 Medición de espesores, diámetros, cambios de peso, irregularidades,
uniones.
 Impreciso cuando la inspección se realiza en tramos de tubulares con
interferencias.

3. Ultrasónicas
 UltraSonic Imager Tool USI (Transductor > Inspección 360°)
 Medición de espesores, diámetros, cambios de peso, irregularidades,
uniones, adherencia del cemento
 La superficie debe ser preparada en forma previa
 Los fluidos de producción muy densos complican la inspección
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WIMS – PERFIL DE CORROSIÓN

1 2 3 4 5 6 7 8

Interpretación de Resultados
de Inspección:

1. Representación 360° de pérdida de

espesores (colores) 875 97
2. Representación en corte de pérdida
de espesor máxima y mínima + posición
uniones
3. Profundidad (en metros)
4. Curvas de medición de cada uno de
los dedos
5. Número de tubular y posición de
uniones
6. Representación en corte de pérdida
de metal promedio (escala logarítmica)
7. Representación en corte de presencia
de depósitos (escala logarítmica)
8. Representación en corte de pérdida
máxima de espesor (porcentaje)
 Uso Personal

WIMS – PERFIL DE CORROSIÓN

Análisis y Diagnóstico de Resultados de Inspección:

• Verificación de corrida y Definición de necesidad de re-inspección

• Análisis de condición de integridad de Tubulares
• Definición de Velocidad de corrosión
• Definición de Vida Remanente
• Definición de tubulares críticos
• Re-Análisis de Riesgo
• Verificación y determinación de nueva frecuencia inspección
• Re-Análisis de Corrosión
• Verificación de performance o necesidad de Tratamientos Químicos
• Definición de Muestreos y Análisis de laboratorio
• Definición de necesidad de Limpieza periódica
• Definición de necesidad de Estudio de Aptitud para el Servicio / Stress Analysis
• Definición de FFS, reemplazo de tubing o reparación de casing
 Uso Personal

WIMS
GESTION DE PRESIONES ANULARES

Martín Toscano
 Uso Personal

WIMS - GESTION DE PRESIONES ANULARES

Dentro del marco WIMS, una de las actividades de mayor
relevancia es la Gestión de las Presiones Anulares en Pozos.

- Práctica Recomendada API 90-2

- Sección 13 de la Especificación Técnica ISO 16530-2
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WIMS - GESTION DE PRESIONES ANULARES

Objetivo: Monitorear y administrar las presiones anulares de los
diferentes tubulares de pozos, de manera de garantizar la integridad
de los mismos y minimizar los riesgos asociados.

Actividades:

1. Definición y Cálculo de Presiones Límites

2. Definición de Umbrales IOW
3. Medición de Presiones
4. Comparación y Análisis
5. Desfogue
6. Análisis de Resultados y Plan de Acción
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WIMS - GESTION DE PRESIONES ANULARES

1. Definición y Cálculo de Presiones Límites

MAASP:
 Máxima presión que se podrá medir en boca de pozo MOP MAWOP
hasta que algún componente del pozo falle
 ISO 16530-1
 
Umbral Inferior MAASP
MAWOP:
 Medida de cuanta presión puede ser aplicada de
manera segura en cada uno de los anulares del pozo
 API 90-2
0 psi
MOP:
 Definida como el 50% de la MAWOP.
 API 90-2
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WIMS - GESTION DE PRESIONES ANULARES

1. Definición y Cálculo de Presiones Límites

• Cálculo de MAASP / MAWOP / MOP: anulares A-B-C

• Presiones diferenciales internas y externas:

- Interna: Presión de Estallido (Burst Pressure)
- Externa: Presión de Colapso (Collapse Pressure)

• Degradación presente en los tubulares:

- Determinística: DDM, SDM, EDM >>> API TR 5C3
- Analítica: Stress Analysis por elementos finitos.

• Re-cálculo de Presiones Límites:

- en forma periódica
- cada vez que se realice un Perfil de Corrosión
- antes de una intervención mayor de pozo.
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WIMS - GESTION DE PRESIONES ANULARES

2. Definición de Umbrales IOW

Antes de realizar la Medición de Presiones y Análisis, es aconsejable definir los Umbrales IOW de manera de tener
clara la estrategia de diagnóstico y definición de planes de acción.

50 a 80%: Programar Actividades de Diagnóstico

80% MAWOP > 80%: Programar Desfogue
0 a 50%: MOP MAWOP
OK >>> Monitoreo > MAWOP: Análisis de Riesgo.
Desfogue / Aseguramiento
para Reparaciones o
Umbral Inferior MAASP
Reemplazos / Abandono.

0 psi
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WIMS - GESTION DE PRESIONES ANULARES

3. Medición de Presiones

• Medición en anulares A / B / C en cada pozo en forma periódica.

• Medición de presiones on-line:

- Pozos Críticos
- Pozos donde se detecta presión anular incremental
- Pozos con presión cercana o superior al 80% de la MAWOP

4. Comparación y Análisis de Presiones

• La medición de presiones debe ser registrada y comparada versus

los valores de presiones umbrales para cada anular.

• En función de los resultados se deben programar actividades.

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WIMS - GESTION DE PRESIONES ANULARES

4. Comparación y Análisis de Presiones

Ejemplo #1:
Anular Presión MOP MAWOP MAASP ANALISIS CONCLUSION
Medida
BDP 3000 - - - - -
A 2980 3500 7000 14000 Presión Medida < MOP Comunicación franca entre BDP y A >>> Tubing
perforado validado con Perfil de Corrosión.
Condición crítica de TBNG, programar su
reemplazo .

B 500 2000 4000 7000 Presión Medida < MOP Monitorear Presión Anular B.
C 0 1000 2000 4000 Presión Nula OK

Anular A Anular B Anular C

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WIMS - GESTION DE PRESIONES ANULARES

4. Comparación y Análisis de Presiones

Ejemplo #2:
Anular Presión MOP MAWOP MAASP ANALISIS CONCLUSION
Medida
BDP 3000 - - - - -
A 500 3500 7000 14000 Presión Medida < MOP Presión muy por debajo de la MAWOP.
Perfil de Corrosión: Tubing OK.
Monitorear Presión Anular A.

B 3000 2000 4000 7000 Presión Medida > MOP Programar Desfogue. Realizar Análisis: presión
75% MAWOP entrampada o comunicación con formación por falla
en cemento >>> Analizar Perfil de Cemento.

C 0 1000 2000 4000 Presión Nula OK

Anular A Anular B Anular C

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WIMS - GESTION DE PRESIONES ANULARES

5. Desfogue

• La actividad de desfogue es un “venteo controlado” de fluidos y presión (energía) entrampados en los anulares de pozos.
• Se deben analizar todos los riesgos y condiciones necesarias para realizar el desfogue en forma segura.
• Layout y Condiciones de Seguridad:

siones
Hermeticidad d
e Condición y Pre Distancia de Se
guridad
neas y Equipos
Válvulas Admisibles de Lí
rmigón
Cabezal de Pozo Muertos de Ho
Choke Manifold
Línea de Venteo Fosa de
Quema
Pileta con Vientos
Línea de conexión a
Línea de conexión a
Pileta
Golpeador Predominantes
Manifold
líquidos
Bodega libre de gencia
y obstáculos Personal Comp
etente Plan de Contin
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WIMS - GESTION DE PRESIONES ANULARES

MAASP

5. Desfogue
MAWOP

• La actividad de desfogue se realiza en pocos minutos.

• En caso de realizar desfogue en todos los anulares,

MOP
hacerlo de “afuera hacia adentro”: C-B-A.

• Es importante monitorear el comportamiento de

presión, del anular de interés y del resto de anulares.

• Medición de presiones mediante transmisores de

presión (on-line). 6. Análisis de Resultados y Planes de Acción

• Monitoreo del comportamiento de presiones con el • Integrar resultados con el resto de información de las
paso de las horas. actividades de diagnóstico.
• En función del análisis de integridad definir las
actividades del Plan de Acción.
 Uso Personal

WIMS – GESTION DE INTEGRIDAD DE POZOS

CONCLUSIONES
MUCHAS GRACIAS!!!

Ezequiel Ayarzabal Ing. Sr de Integridad GIE Neuquén ayarzabal@giegroup.net

Martín Toscano Ing. Sr de Integridad, Gestión de Riesgos y Seguridad de Procesos martosca27@yahoo.com.ar
Germán Rivas Gerente Regional Neuquén GIE Group grivas@giegroup.net
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WIMS – CRITERIOS DE ACEPTACION DE ELEMENTOS BARRERA

La Sección 15 de NORSOK D-10 provee

tablas con Criterios de Aceptación para
59 diferentes elementos barrera.

En las tablas se detallan criterios para:

a) Descripción
b) Función
c) Información para el Diseño,
Construcción y Selección
d) Pruebas iniciales y Verificación
e) Uso
f) Técnicas de Monitoreo
g) Definición de Barrera Común