0700 equipamiento y operaciones de producción offshore

Contenido del Tema

FUNDAMENTOS DE LAS INSTALACIONES DE PRODUCCIÓN

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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (1)

0700 – Introducción 0701 – Estableciendo una Operación Segura 0702 – Desarrollo de Perforaciones 0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento 0704 – Operaciones Críticas 0705 – Control de Procesos 0706 – Organización y Personal

0700 - Introducción


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Equipos principales de un sistema de producción offshore

Las tareas que realizan los Operadores para utilizar y atender la performance de estos equipos Perforación Componentes Claves Operaciones y Organización del Personal

En los ambientes offshore y onshore las tareas

operativas son básicamente las mismas Aunque existe un mayor desarrollo de competencias

profesionales en el ámbito offshore

La tarea de un OPERADOR, en cualquier ambiente es la MAS importante

0701 – Estableciendo una Operación Segura


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Manipulación de fluidos Volátiles Inflamables Tóxicos

Altas Presiones Espacios Confinados (cerrados) Fuentes de Ignición Entorno Offshore

Escape u Evacuación Particularmente Difícil

PRODUCCIÓN OFFSHORE INHERENTEMENTE PELIGROSA

MA

XIM

A

PR

EOC

UPA

CIÓ

N

SALUD

SEGURIDAD

AMBIENTE



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Aún los mejores esfuerzos de Ingeniería de Diseño, de Seguridad y las Mejores Prácticas Operativas Los riesgos no pueden ser eliminados

Riesgos:

Explosión Incendio Liberación de HCs Caída de Personas u Objetos

Se pueden reducir a un mínimo

Diseños cuidadosos de equipos, estructuras, sistemas de cañería, de alivio de presión, etc. Adhesión a los Procedimientos Operativos Prescriptos Procedimientos de Trabajo



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¿Qué es un Peligro? ¿Qué es un Riesgo? ¿Es lo mismo?

peligro: Fuente o situación potencial de

daño en términos de lesiones o efectos negativos para la salud de las personas, daños a la propiedad, daños al entorno del lugar de trabajo o una combinación de éstos (OHSAS 18001)

riesgo: Combinación de la probabilidad y la(s) consecuencia(s) que se derivan de la materialización de un suceso peligroso especificado



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Energía: La capacidad para realizar un ACCIDENTE sobre las

personas,

El ser humano no soporta cambios en sus condiciones “energéticas”, la transferencia desde/hacia un ser humano de cualquier tipo de energía por encima de un límite umbral, ya sea en forma instantánea o sostenida en el tiempo va a provocar un daño a su salud Energía Potencial/Cinética Energía Química Calor Electricidad Sonido / Presión

Los Peligros se IDENTIFICAN, Los RIESGOS se cuantifican



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Enfoques de la Responsabilidad Primaria en HSE Gestión de HSE Línea Operativa Todo el Personal

Marco Básico de Seguridad:

Agencias Gubernamentales La rigurosidad depende de cada estado nación Normas Propias de las Operadoras

Sistemas de Gestión HSE Operadoras, Productoras Contratistas

Todo el Personal debe estar entrenado y cumplir las normas de HSE en una plataforma Offshore



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Plataformas Complejidad / Tamaño / Configuración Perforación / Workover / Mantenimiento / Producción SIMOPS (Simultaneous Operations)

Comunicación / Coordinación:

Esencial que todo trabajador este consciente de las actividades simultáneas

Sistemas de Gestión HSE

Sistema de Gestión Implementado Eficazmente Todo el personal abordo comprenda

SIMOPS Restricciones que están teniendo lugar



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Entes Técnicos (API, DNV, NORSOK, BS, ISO)

API RP 75 Sistema de Permisos de Trabajo (un elemento mas)

Apertura de Equipos o Cañerías Bloqueo y Consignación de Equipos Trabajos en caliente (fuentes de ignición) Ingreso a Espacios Confinados Otros

Oficina Central de Emision

Ningún trabajo no rutinario se realiza sin permiso El sistema de permisos de trabajo es crítico, pero es

un elemento más del sistema

Principios Generales del Programa de Gestión

Información de Seguridad y Ambiente

Análisis de Riesgos

Gestión del Cambio

Procedimientos Operativos

Permisos de Trabajo

Prácticas de Trabajo Seguro

Entrenamiento

Aseguramiento de Calidad

Integridad Mecánica

Revisión Pre PEM

Respuesta a Emergencias y Control

Investigación de Incidentes

Auditorías del Sistema

Documentación y Registro



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API RP 75 Establecimiento y comunicación de los objetivos de HSE Los procedimientos de operación de todos los equipos y sistemas que cubren las operaciones

normales, arranque, parada, parada de emergencia, y las respuestas adecuadas a las desviaciones fuera de los límites normales de funcionamiento

Los procedimientos de respuesta a emergencia, incluida la asignación de responsabilidades y evacuación

Entrenamiento del personal de operación y orientación de todo el personal de contratistas a bordo de la plataforma

El cumplimiento de los objetivos del operador y los requisitos de las autoridades reguladoras Investigación, documentación y presentación de informes de todos los accidentes, las lesiones, las

desviaciones de las operaciones normales, y otros incidentes o eventos que comprometen la seguridad o la protección del medio ambiente

Realización de inspecciones y mantenimiento de acuerdo a cronogramas y procedimientos predeterminados

Auditoría periódica de los elementos del programa de gestión de HSE y mejora continua



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Seguridad Técnica

Seguridad Ocupacional

Seguridad de Procesos

0702 – Perforación y Desarrollo


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Programa de Perforación

Perforación y Terminación de Pozos de Producción y de Inyección Pozos de exploración y delineación eventualmente como productores o inyectores

Las perforaciones pueden ser realizadas siguiendo diversas técnicas e instalaciones

MODU, en la locación de la plataforma permanente (predrilling) para la terminación en

plataforma luego de su instalación MODU, lejos de la locación de plataforma para una posterior terminación submarina y tieback Equipo de Perforación a través de la Plataforma Permanente Jackup MODU a través de las ranuras de la plataforma fija y permanente. Equipo de Perforación de la Plataforma Permanente con asistencia de una perforadora auxiliar

(TENDER)



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Diferencias Clave de Perforación (Fijas versus Flotantes)

Colocación de la BOP Conducto entre Plataforma y Lecho Marino Pozos de exploración y delineación eventualmente como

productores o inyectores

Plataformas Fijas BOP en superficie normalmente, luego se instala el árbol de

producción BOP en superficie mas pequeña que las submarinas, se

simplifica el acceso En rigor, en las plataformas fijas no existe el riser, solo es una

prolongación del casing de perforación



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Diferencias Clave de Perforación (Fijas versus Flotantes)

Plataformas Flotantes MODUs semisumergibles o FPU con BOP y Cabezal de Pozo submarinos El árbol de producción será submarino y la producción se lleva a la instalación flotante mediante

el riser. Esto reduce las interferencias por arfada

Cuando las perforaciones se realizan desde instalaciones con movimientos restringidos (TLP y

SPAR) la BOP se puede montar en superficie. Los árboles también se instalan en superficie Se utilizan risers especiales para la perforación



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Personal de Perforación

Cuadrilla de Perforación Jefe de Perforación (Tool Pusher): máximo representante del contratista de perforación Perforador (Driller): supervisa el personal de perforación Asistente del Perforador Operador de Grúa Encargado de Pileta de Lodos Ayudante de piso (tres personas) Mecánicos y electricistas Capataz de Peones (Rostabout Foreman) Peones (Rostabout)



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Perforación Direccional y de Alcance Extendido Desarrollo de grandes campos requiere de perforación dirección para llegar a todas las reservas recuperables.

Desarrollos a partir de 1990 Salida (Desplazamiento Horizontal) de +

9100 m La rotación del trépano la realiza una

turbina movilizada por el lodo de perforación

Las herramientas de desviación son mecanismos básicos combinados con instrumentación sofisticada de telemetría y genoavegación.

0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento


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Válvula de seguridad de fondo de pozo, diseñada

para cerrarlo (planificada o emergencia)

Se acciona con líneas de control conectadas al tubing de producción

La mayoría son recuperables mediante operaciones de wireline

Modo de Falla Segura (Cerrada)

En pozos submarinos terminados, la SCSSV se controla con el Umbilical

SCSSV (Válvula de Seguridad Submarina Controlada en Superficie)



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Estrictamente en plataformas fijas, con pozos

terminados y BOP en superficie, no existe un riser. El casing se extiende hasta la plataforma y el árbol de producción

En pozos completados en forma submarina, existen variedades de configuraciones de risers con diseños a medida para cada aplicación

Lo importante en risers de instalaciones flotantes es desacoplar los movimientos de la plataforma de los risers.

Sistemas de Riser



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Arboles de Producción en Superficie, son mas

pequeños, livianos y menos complejos que sus pares submarinos

La diferencia principal es el accionamiento remoto

Otro elemento importante de diferencia es el conexionado, que se puede realizar con bridas simples

Rating de presión idénticos, y para todo el rango de servicios

Arboles de Producción (Christmas Tree)



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Todo equipamiento que maneja y trata fluidos de pozo,

desde el punto en que llegan a plataforma hasta que son retirados del la misma. Tratamiento de Agua Tratamiento de Petróleo Tratamiento de Gas

En el fluido de reservorio pueden venir varios

contaminantes, que se tratan según la fase en la cual se encuentran preferentemente

Todos los equipos necesarios en forma integrada se conocen como Topsides

Sistemas de Procesamiento de Fluidos Producidos (Agua – Gas - Petróleo – Otros)

Ejemplo – Fluido de Reservorio (Crudo + Gases)



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Gases Post Separación de Alta Líquidos Separación de Alta



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¿QUE ES UN SKID? ¿PATÍN?



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Los topsides comprenden (SISTEMA de PROCESOS)

Manifold de Entrada Hornos e Intercambiadores de Calor Separadores (bifásicos, trifásicos) Sistema de Tratamiento de Petróleo Bombas/Compresores de Exportación Medición y Transferencia de Custodia Deshidratación de Gas Endulzamiento de Gas (SH2, CO2) Sistema de Antorcha (Gas y/o Petróleo) Tratamiento de Agua Sistemas de Reinyección (Agua, Gas) Sistemas de Inyección de Químicos (MeOH, MEG,

Secuestrantes de SH2)

Sistemas de Procesamiento de Fluidos Producidos (Agua – Gas - Petróleo – Otros)



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Presión/es Temperatura/s Caudal/es Composición/es Contaminante/s Especificaciones de Calidad

Termodinámica Fisicoquímica Mecánica Matemáticas Matemáticas Matemáticas Matemáticas

Condiciones de Operación y Diseño



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Recibe fluidos de producción

Mezcla en una única corriente Pozos submarinos puede incluir un slug catcher

Manifold de Entrada



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Calentamientos / Enfriamientos

Condiciones de Equilibrio adecuadas Mejora en viscosidad del crudo Condiciones de desalado (ejemplo)

Hornos e Intercambiadores de Calor

Integración energética Fired Heater (Hornos) Diseños Compactos



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Bifásicos

Crudo / Agua Trifásicos

Gas/Crudo/Agua Rangos de Presión

Alta: 67 a 103 bar Media: 16 a 48 bar Baja: 0.6 a 12 bar

Diseño

Diámetro Longitud (S/S, T/T) Internos Vertical/Horizontal

Instalaciones Flotantes (diseños especiales)

Separadores



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Emulsión

Fase ligada de agua y petróleo Agua - Coalescencia

Calor Campo Electrostático Productos Químicos

Sales Equilibrio con preferencia en fase acuosa Calor Campo Electrostático Productos Químicos

Sistemas de Tratamiento en Múltiples Etapas

Diámetro, Longitud (S/S, T/T) Internos Vertical/Horizontal)

Tratamiento de Petróleo



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Bombas

Redundancia Esquema Spare Petróleo / Agua de Inyección

Compresores Componentes Clave en Mantenimiento Reciprocantes / Centrífugos Motor a Fuel Gas / Consumo Energético

Sistemas Multifásicos Cada vez más presentes Plataformas sin Tripulación

Sistemas de Medición – Transferencia de Custodia Puentes de Medición Normas Internacionales Caudalímetro y Cromatografía Operador de Producción Operador de Transporte

Sistemas de Exportación



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Sistema Tradicional con Glicol

MEG TEG Esquema Contactora /

Regeneradora Saturación 65 mg/sm3

Sistemas Alternativos con

Desecantes

Prevención de formación de Hidratos

Punto de Rocío de - 4 °C (ejemplo)

Deshidratación de Gas



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Remoción de CO2 / SH2 Corrosión Contenido de Inertes TEG Esquema Contactora /

Regeneradora Saturación 65 mg/sm3

Aminas

Solventes Propietarios

4 % Inertes 3 ppm de SH2

Endulzamiento de Gas



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Luego de Deshidratación/Endulzamiento Gas se Comprime Contrapresión del destino Piezas Fundamentales en O&M

Compresión de Gas

Sistema de Antorcha

Gas y ocasionalmente petróleo Claves en la seguridad Diseños a diferentes escenarios



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Tratamiento de Agua

Agua Producida Inyección Disposición

40 ppm HCT (según jurisdicción)

Diversas y Complejas Tecnologías

La reinyección también requiere tratamiento



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Inyección de Gas y Agua Programas de Mantenimiento de

Presión en el Reservorio Tratamiento de Agua/Gas Grandes Campos en el Mar del

Norte justifican el CAPEX de la reinyección

Sistemas de Inyección y Recuperación de Químicos Flow Assurance MEG Metanol Inhibidores de Ceras

Otros Equipos y Sistemas

0704 – OPERACIONES CRÍTICAS


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Comisionado

Puesta en Marcha

Parada Normal / Emergencia

Workover

Pigging

IMR Inspección Mantenimiento Reparación

0705 – CONTROL DE PROCESOS


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Enfoque según Plataforma • Tripuladas • No tripuladas

Control Local

• Sensores (P, T, Caudales, Composición) • Actuadores • Alarmas • Sistemas de Seguridad Independientes

Sistemas de Control Distribuido (DCS)

Sistemas de Control, Supervisión y Adquisición de Datos (SCADA)



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Sistemas de Control Distribuido (DCS)

Procesadores en uno o mas lugares Monitoreo de variables, equipos y

operaciones Interfaz Humano – Máquina Los sistemas o componentes retienen

autonomía Falla de DCS, el control local es suficiente

para Operación Segura El sistema DCS, por lo general es un

sistema cableado



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Sistemas de Control, Supervisión y Adquisición de Datos (SCADA) El sistema integrado proporciona el seguimiento y control de los distintos procesos Son cableados pero pueden basarse en tecnología inalámbrica La autonomía local se entrega al centro de control principal

Recibe datos y proporciona el control automatizado Un SCADA puede contener varias estaciones de vigilancia y control La información se muestra según jerarquía del usuario Ventajas:

Integra todas las áreas Operativas de la plataforma Respuesta instantánea a condiciones fuera de límites (detección de fuego y gas)

Desventajas Falla del sistema central fuerza la salida de servicio de todas las operaciones, incluso en condiciones

normales Necesitan redundancia Sistemas DP con SCADA tienen doble o triple redundancia

0706 – ORGANIZACIÓN Y PERSONAL


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Diversidad de tamaño y complejidad de instalaciones offshore se reflejan en dotación y organización de la fuerza laboral

Plataformas No Tripuladas, Plataformas tripuladas pero sin alojamiento Necesidades de personal sujetas a regulaciones locales y demandas sindicales

Alojamiento a bordo de algunas plataformas

Plataforma/Tipo Localización Capacidad de Producción Alojamientos (personas)

Buffalo FPSO Australia 40,000 STB/D 19

Malampaya GBS Filipinas 508 MMSCFD

33,000 bbl condensate 44

Lufeng 22-1 FPSO China 60,000 STB/D 55

Mars TLP Golfo de México 200,000 STB/D

185 MMSCFD 106

Ursa TLP Golfo de México 150,000 STB/D

400 MMSCFD 110

Mad Dog Spar Golfo de México 100,000 STB/D

60 MMSCFD 126

Lun-A GBS Isla de Sakhalin 800 MMSCFD 126

PA-B GBS Isla de Sakhalin 70,000 STB/D

100 MMSCFD 140

Girasoll FPSO África Occidental 200,000 STB/D 140

Hibernia GBS Canadá Oriental 135,000 STB/D 185



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Organización a bordo de Instalaciones de Producción

Explotación Offshore de orígenes norteamericanos Enfoque productivo típico de Louisina y Texas Inicios con personal operativo sin formación académica pero con mucha experiencia de campo Sistemas de Producción Flotantes introdujeron la jerarquía de la industria naval La estructura de mando naval es de características eminentemente del tipo militar. Explotación del Mar del Norte se inició con supervisores norteamericanos Norteamérica vs Europa en cuanto a aspectos culturales

Actitud de Mando versus Técnicas de Gestión Trabajadores No Sindicalizados versus Sindicatos Fuertes

Holandeses, Británicos y Noruegos reemplazaron a norteamericanos

Organización abordo debe ser muy clara en cuanto a: Cadena de Mando Asignación de Autoridad y Responsabilidades



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Organización a bordo de Instalaciones de Producción

Gerente de Instalación Offshore (OIM): Persona de mayor rango, supervisa todas las funciones de la plataforma

Gerente de Seguridad

Normalmente reporta independiente del OIM

Oficial de Comunicaciones

Superintendente de Producción Reporta al OIM

Operadores Líderes Operadores Mecánicos y Electricistas

• Diferencias entre instalaciones Fijas y Flotantes (Tripulación Marina y Tripulación de Producción)

• Diferencias entre instalaciones de Perforación, Producción, Alojamiento



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Cronograma de Trabajo

Rotación 24/7 típica Turnos de 12 horas, 7 días/semana, 52 semanas/año

Rotación también depende de las distancias y costos de transporte, ejemplo GoM: 14/14

Soporte en Tierra Firme

Personal esencialmente operativo y estrictamente necesario en plataforma Personal administrativo/soporte/logística en tierra firme


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