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Sistemas flotantes para la producción de petróleo en aguas profundas

mexicanas

1

Dr. Federico Barranco Cicilia

26 de Enero de 2012

Fuente: http://www.boemre.gov

Contenido

1. Introducción

2. Sistemas de producción costa afuera

3. Perspectivas de México en aguas profundas

4. Desarrollo de campos basados en sistemas flotantes

5. Retos y oportunidades para la Ingeniería Naval mexicana

6. Conclusiones

7. Agradecimientos

2

3

Fuentes de energía primaria

Año

Mil

lon

es d

e b

arr

iles p

or

día

Costa afuera, aguas profundas

En tierra, no convencional (arenas aceitosas)

Costa afuera, aguas someras

En tierra, convencional

Petróleo

Carbón

Gas Natural

Resto

19

80

19

82

19

84

19

86

19

88

19

90

19

92

19

94

19

96

19

98

20

00

20

02

20

04

20

06

20

08

45%

40%

35%

30%

25%

20%

15%

10%

Producción global de petróleo

Producción de petróleo en México

1. Introducción

4

Avance en la perforación de pozos y producción de petróleo en el mar

Plataforma FlotantePozo exploratorio

Pozo productor

Record actual

Record mundialPerforación de Pozo

3,051 m, US GdMCía. Transocean

Operador: Chevron

Record mundial

Arbolsubmarino

2,934 m, US GdM,

TobagoOperador:

Shell

Record mundial

Plataforma Flotante

2,414 m, US GdM,

Independence Hub

Operador: Anadarko

Actual3,657

3,353

3,048

2,743

2,438

2,134

1,829

1,524

1,219

915

610

305

Tir

an

ted

e a

gu

a(m

)

Año

1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020

1. Introducción


5

FPSO Spar TLP Semi

Plataforma

Fija

Sistemas submarinos

Riser

Sistemas flotantes

1999-2009

crecimiento de +117%


6

Plataformas en aguas someras mexicanas

350 Plataformas Fijas

1 FSO, TaKuntah

1 FPSO, Yùum K´ak´náab

Golfo de México


7

Producción por categoría de proyectos

La estrategia de PEMEX para dar sustentabilidad a la plataforma de producción petrolera del país se basa en seis grandes proyectos: • Ku-Maloob-Zaap, • Cantarell, • Chicontepec (Aceite Terciario del Golfo), • Explotación (sin Chicontepec, Cantarell y Ku-Maloob-Zaap), • Exploración (sin aguas profundas) y, • Aguas profundas.

Fuente: SENER, 2011


8

Producción esperada en aguas profundas

Fuente: Suárez-Coppel, 2011

Pro

du

cció

n (

Mb

d)

• Adquisición de sísmica 3D: 90,000 Km2

• Perforación de 18 pozos, 10 productores • Reservas 3-P descubiertas: 790 MMbpe • Primeras producciones Gas: Proyecto Lakach, 2014 Aceite: Subproyecto del Golfo B, 2017 • Producción de 784 Mbd para 2025

Fuente: SNER, 2011


9

Perforación de pozos

Fuente: Suárez-Coppel, 2012


10

Infraestructura disponible

Combinación: • Sistemas submarinos

• Ductos-Risers • Sistemas flotantes • Plataformas fijas


11

Metodología FEL (Front End Loading)

Fuente: Rodríguez, 2011

Fuente: Dominguez-Hernandez, PEMEX, 2009

Alternativa de explotación para el

Campo Lakach


12

Factores de selección de sistemas flotantes

Factores de Selección

Características del Yacimiento

• Reservas recuperables

• Formación

• Área

• Inyección de Gas, Agua

Requerimientos Funcionales

Perforación

• Incluye mantenimiento de pozos Producción

• Aceite vs. Gas

• Capacidad

• Propiedades del crudo, etc.

Infraestructura Existente/

Exportación

• Ductos

• Almacenamiento y tanqueros

Condiciones de Sitio

Características del Sitio

• Distancia a la costa

• Tirante de agua

• Topografía del fondo marino

• Propiedades geotécnicas

Condiciones Ambientales

• Viento

• Oleaje

• Corrientes

• Marea

Normatividad y Otros

Normatividad Vigente

• Prohibición de sistemas

• Contaminación

• Seguridad

• Reuso

Otros

• Patentes

• Disponibilidad de patios

• Embarcaciones para transporte e instalación

Sistema Flotante y Componentes


13

Factores de selección de sistemas flotantes. Ejemplos

0 6 12 18 24 30 36 42

TLP

Mini-TLP

SPAR

SEMI

FPSO-Nuevo

FPSO-Convertido

Meses

Estados Unidos Europa Asia

TopsidesSpar (3)

México

Topsides

Cascos

Topsides

Cascos

Topsides

Cascos

2,000

1,500

1,000

500

Tir

an

te d

e A

gu

a (

m)

Sistemas Flotantes

Magnolia1425m, USA-GdM

2005

Angra dos Reis2,150m, Brasil

2010

Perdido2,383m, USA-GdM

2009Independence Hub2,415m, USA-GdM

2007

TLP

FPSO

SPAR SEMI2,500

3,000

Aplicación de la tecnología

Duración de proyectos IPCIA

Disponibilidad de patios de fabricación

13

5. Retos y oportunidades para la Ingeniería Naval Mexicana

Retos: Estructuras complejas en ambientes severos

250 m

200 m

150 m

100 m

50 m

188 m

65 m

220 m

Torre

Latinoamericana Semisumergible

Independence Hub

Truss Spar

Perdido

0 m

Alt

ura

2,415 m

Plataforma Independence Hub

14

Posibilidades de instalar plataformas en tirantes de agua superiores a los límites actuales (Región de Perdido).

13 to

rres latinoam

ericanas


Retos: Incremento de la seguridad

15

Falla por medio

ambiente

severo11%

Fallas de la Ingeniería

41%

Accidentes o fallas por errores

humanos46%

Falla en la contención

de materiales

peligrosos2%

Causas de falla o accidentes marítimos en Estados Unidos


Retos Tecnológicos

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• Implementación de FPSOs para el procesamiento y almacenamiento de gas natural. • Implementación de FPSOs para la perforación de pozos en mares con ambientes severos. • Innovación en el concepto de plataformas Semisumergibles para permitir la perforación y mantenimiento de pozos en unidades de producción. • Mejoramiento de las tecnologías de tendones para la aplicación de TLPs en aguas ultra-profundas. • Utilización de materiales no metálicos ligeros y de alta resistencia en líneas de amarre. • Optimización en la configuración de cascos de flotación y sistemas de anclaje para aguas ultra-profundas. • Mejoras a los procesos constructivos, de transporte e instalación para optimizar el uso de materiales y reducir tiempos de ejecución.


Oportunidades: Propuesta de Proyectos de Inversión en México

17

Metas de producción de aceite: • Subproyecto del Golfo B, 2017 • Subproyecto del Golfo Sur y Perdido, 2018 • Producción inicial: 5 Mbpd • Producción para 2025: 784 Mbpd

Año de Inicio Número

de Desarrollos

Producción

(Mbped)

Proyecto Desarrollo del Campo Operación

Planeación IPCIA Por Desarrollo Acumulada

2012 2014 2017 1 100 100 GdM B 2018 2020 2023 1 100 200 GdM B 2013 2015 2018 1 100 300 GdM Sur 2016 2018 2021 1 100 400 GdM Sur 2018 2020 2023 1 110 510 GdM Sur 2013 2015 2018 1 100 610 Área Perdido 2015 2017 2020 1 100 710 Área Perdido 2017 2019 2022 1 74 784 Área Perdido

Total 8 784

1

8

2 5

7

4

6 3

1 8 2 5 7 3 4 6


Oportunidades: Asimilación, desarrollo e innovación

18

20132012 2014 2015 2016 20182017 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025

C DProyecto IPC

Planeación del Desarrollo

VI&A Operación

2013 2012 2014 2015 2016 2018 2017 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2006 2005 2007 2008 2009 2011 2010 20132012 2014 2015 2016 20182017 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025

C DProyecto IPC

Planeación del Desarrollo

VI&A Operación1er proyecto basado en un sistema flotante

Análisis y diseño de sistemas flotantes, selección de infraestructura

Transporte, instalación y construcción de infraestructura

Operación, logística y administración de la integridad

Evaluación de nuevos materiales

y conceptos

Adaptación e innovación para condiciones propias (aguas ultra-

profundas)

Establecimiento del marco normativo nacional


Oportunidades: aprovechamiento de la energía del oceáno

19

Unidades flotantes y sistemas de anclaje utilizados para soportar y mantener en posición a los equipos y dispositivos receptores y/o generadores de energía a partir del oleaje, las corrientes marinas, las mareas y los gradientes tanto de temperatura como de presión y salinidad.


Acciones

20

• Formación de recursos humanos

• Adquisición de tecnologías de última generación para su aplicación en proyectos de inversión

• Implementación/fortalecimiento de infraestructura de investigación (laboratorios)

• Establecimiento de redes de colaboración nacionales e internacionales, estrechando la relación Industria-Centros de Investigación-Universidades

• Desarrollo de proveedores nacionales de productos y servicios

6. Conclusiones

21

La tecnología existe,

pero necesitamos asimilarla, seleccionarla inteligentemente y adaptarla a nuestro

medio; para después, desarrollar nuestra propia tecnología.

7. Agradecimientos

22

A mi Madre, Gloria Cicilia, por la vida, mi educación y las ilusiones para alcanzar mis metas. A Lola, Andrés, Rodrigo y Santiago, por su amor, comprensión y alegría, que me indican el rumbo de mis acciones. A mis hermanos y familia, por su cariño, apoyo y confianza.

7. Agradecimientos

23

A los profesores, por mi formación académica: Prof. Lucina Calzada Enseñanza básica Prof. Salvador Ávila Zintzun CECyT Wilfrifo Massieu, IPN M. en C. Carlos Magdaleno Domínguez ESIA, IPN Dr. Ernesto Heredia Zavoni DEPFI, UNAM Dr. Edison Castro Prates de Lima Dr. Luis Volnei Sudati Sagrilo COPPE, UFRJ

7. Agradecimientos

24

A mis alumnos, por sus enseñanzas, amistad y confianza: Ismael Pérez, ESIA-IPN Adrián López, Unitec Gilberto Piña, Unitec Julián Fuentes, Unitec Mauricio Molina, IMP Ricardo Romero, FI-UNAM Mario Isiordia, FI-UNAM Asucena Rodríguez, FI-UNAM Lallidua Cruz, FI-UV Carlos Castelazo, ESIA-IPN Tonalmitl González, FI-UV

7. Agradecimientos

25

A mis superiores del Instituto Mexicano del Petróleo, por mi formación profesional: Ing. Oscar Valle Molia M. en C. Jorge Silva Ballesteros Ing. Roberto Ortega Ramírez A mis compañeros de las Direcciones de Investigación y Posgrado e Ingeniería de Proyecto, por su amistad y contribuciones. Al presidente de la Especialidad de Ingeniería Naval, M. en C. Evencio Husca Lagunes, y compañeros Académicos por su apoyo para ingresar a la Academia.

7. Agradecimientos

26

A los Académicos Titulares, su participación como comentaristas a mi trabajo de ingreso: Ing. Gustavo Hernández García Ing. Gabriel Delgado Saldivar Ing. Oscar Valle Molina

¡ Gracias !

27

Dr. Federico Barranco Cicilia Instituto Mexicano del Petróleo Programa de Investigación Explotación de Campos en Aguas Profundas Teléfono: (55) 9175 8234 E-mail: [email protected]

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