Proceso de produccion.pdf

7/28/2019 Proceso de produccion.pdf

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Universidad Nacional Autnoma de MxicoFacultad de Ingeniera

Proceso de produccinM. en C. Carlos Morales Gil
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Contenido

Procesos de produccin

Proceso de produccin y sus elementos

Sistemas artificiales de produccin

Mtodos secundarios y terciarios Instalaciones de produccin marinas

Aseguramiento de flujo

Simulacin numrica de yacimientos

Monitoreo de yacimientos y produccin

Mantenimiento de instalaciones

Abandono de instalaciones

Comentarios finales


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Proceso de exploracin y produccin

Crudo Ligero Marino

Batab

Pol

Chuc

Och-Uech-Kax

Caan

TaratunichAbkatn

Kanaab

CantarellEk - Balam

Ku-Maloob-Zaap

Lmite

econmico

Abandono

Lmite

tcnico

Costero Terrestre

Ogarrio-Magallanes

Cactus-Sitio Grande

Ant onio J BermdezEl Golpe-Puerto Ceiba

Delta del Grijalva

Jujo-Tecominoacn

Macuspana

Bellota Chinchorro

San Manuel

Integral Poza Rica

Tres Hermanos

Burgos

Arenque

Amat it ln

Humapa - Bornita

Chicontepec

Coyula - Japeto

Veracruz

Reingeniera Tamps-Const.

Desarrollo

Optimizacin Recuperaciones secundaria y terciariaExploracin

Ms de 20proyectos enEvaluacin delpotencial eincorporacin dereservas

Exploracin Explotacin Acondicionamiento ydistribucin

Evaluacin delpotencial

Incorporacinde reservas

Delimitacin deyacimientos

Acondicionamientoy distribucin

primaria

Desarrollo decampos

Explotacin deyacimientos yoptimizacin

Abandono decampos

Desarrollo

Ejemplos de proyectos en Mxico


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Proceso de produccin

Separador deprimera etapa

Crudo de lneasde descarga

Agua

Agua

Agua

Aguapotable

Intercambiadorde agua

Primera etapade desalado

Segunda etapade desalado

Bomba de reciclaje

Unidaddesalini-zadora

Gas a primera etapa decompresin

Gas a segunda etapa decompresin

Gas a tercera etapa decompresin

Crudo

Separador desegunda etapa

Separador detercera etapa

Bomba para desaladoCalentador

Gas a cuarta etapa de

compresin

Tanque dealmacenamiento

Bombade crudo

Ducto deparacomercia-lizacin


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rbolesmojados

Lneas de

descarga(J umpers)

Cabezales de

produccin

Ductos deproduccin

Riser

Soportesflexibles

Terminaciones de ductos

Ductos deexportacin

Ubilicales

Conexiones

Produccin marina


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1,800

1,900

2,000

2,100

2,200

2,300

79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10

Np(X10MMBLS)

Qo(MBPD)

0

15

30

45

60

75

90

105

120

135

150

165

180

195

210

225

240

255

270

285

300

315

330

345

Qiny(MMPCD)

Pws(Kg/cm

2)

Nopozos

Qo Np

No. pozos operando Pozos con BN

Dat os de presi n medi dos Tendenci a Pws

Inyeccin de N2 Iny. Gas Natural

Qo 592.70 MBPD

Np 13,156 MMBLS

Gas natural 261 MMPCD

Nitrgeno 613 MMPCD

600

900

0

300

1200

1500

183

160

Pws 77.4 Kg / cm

Monitoreo de produccin en yacimientos

Ejemplo de monitoreo en

Cantarell

La observacin, seguimiento y administracin de las variables que

impactan el desempeo de la produccin en todo el sistema (yacimiento,

pozo e instalaciones) permite maximizar el valor de los hidrocarburos en

el tiempo.


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Reparacin de pozos

La reparacin de pozos menor o mayor, permite incrementar el aporte delpozo y en consecuencia incrementar la productividad de los pozos. La

reparacin mayor impacta el desempeo del yacimiento como las

estimulaciones con productos especializados o a travs del

fracturamiento de la roca, este ltimo incrementa los radios de drene .


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Sistema de separacin

El proceso de separacin permi te separar

las fases de los hidrocarburos y manejarlasde manera apropiada conforme a sus

caractersticas termodinmicas

Gas a compresin

Crudo a Bombeo

Agua a inyecc in, t ratamiento o

drenaje
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Estacin de compresin

Ducto de gas Ducto de gas

EntradaSalida

Tanque de

condensados

Estacin de

medicin

Filtros

Compresor

Turbina

Compresor

Enfriadores Enfriadores

Turbina

El gas que ha sido separado y

endulzado, se transporta a los

centros de consumocomprimindolo.

La compresin usualmente se

hace con turbinas

convencionales (como las de un

avin)


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Endulzamiento de gas

El sulfuro de hidrgeno,

denominado cido sulfhdrico en

disolucin acuosa (H2Saq), es un

cido inorgnico de frmula H2S.

Este gas, ms pesado que el aire,

es inflamable, incoloro, txico y

su olor es el de la materia

orgnica en descomposicin.

El cido sulfhdrico se encuentra

naturalmente en el petrleo

crudo, gas natural y es mortal,

motivo por el que debe

considerarse un proceso para

eliminarlo del gas naturalproducido, el proceso es

conocido como endulzamiento

del gas.
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Otros procesos

Desalinizacin Separacin de agua

Limpieza e inspeccin de ductos


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Almacenamiento

El proceso de almacenamiento

permite entre otros:

Incrementar la flexibilidad

operativa Mantener inventarios

Reducir daos al yacimientoen libranzas o mal tiempo


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Contenido




Mtodos secundarios y terciarios

Instalaciones de produccin marinas






Comentarios finales


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Sistemas artificiales

Cuando la presin en el yacimiento es talque no soporta el peso de su propia

columna a travs del pozo para alcanzar las

instalaciones superficiales, es necesario

aplicar sistemas artific iales de produccin

como:

Bombeo mecnico

Bombeo hidrulico Bombeo electrocentrfugo

Bombeo neumtico

Bombeo por bache

Bombeo de cavidades progresivas

A cont inuacin se descr iben los ms

aplicados en la industr ia petrolera


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Bombeo mecnico

El bombeo mecnico tiene

lmites de aplicacin en

profundidad por el peso de

la varilla

Es importante calcular

matemticamente lavelocidad, peso, tipo de

motor, as como otros

parmetros para aplicar

este mtodo


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Bombeo neumtico

DiseoEl bombeo neumtico debe ser diseado en

diferentes fases: Red de bombeo neumtico Disponibilidad y tratamiento en su caso

del gas de inyeccin Profundidad de inyeccin Cambio de intervalo de inyeccin Volmenes de gas de inyeccin

Si es intermitente, disear tiempos deapertura y cierre de vlvulas


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Otros sistemas artificiales de produccin

Bombeo hidrulico Bombeo electrocentrfugo Cavidades progresivas

Mismos componentes internos

del bombeo mecnico, con

menos elementos externos

Para gastos elevados

(yacimientos de baja

presin con alta porosidad y

permeabilidad que permiten

aporte al pozo alto)

Se disea para

producciones bajas con

control de velocidad


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Contenido











Comentarios finales


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Recuperaciones secundaria y terciaria

CO2

Combustion

In-situ

Inyeccin devapor

Inyeccin de agua

Inyeccin de gas


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Contenido











Comentarios finales


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Sistemas de produccin flotante

A di ferenc ia de las instalaciones de

produccin terrestres, en el mar se

utilizan todas las instalaciones

conjuntas en una sola unidad llamada

FPSO, pueden ser solamente para

almacenamiento FSO.

Ambas incluyen s is temas de descarga

de crudo. En estas instalaciones la

mayora de las ocasiones se inyecta al

yacimiento el gas asociado y el agua

que son separados en superficie


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Actualmente, existendiseos y se encuentran en

fase de construccin los

FPSO para gas que permi ten

licuar el gas en proceso de

enfriamiento hasta -162C

para transportarlo de

manera lquida a presinatmosfrica.

La aplicacin del LNG ha

permitido cambiar los

mercados locales del gas y

comercializar en diferentes

puntos a travs de plantasde regasificacin.


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Sistema de anclajeSistema de descarga

Tanto los FPSO como los FSO pueden

transferir el hidrocarburo almacenado a

un tanque carguero mediante

mangueras especiales, ya sea enalineados o en tandem.

El sistema de anclaje de este tipo de

instalaciones de produccin debe

considerar las corrientes marinas y los

vientos para evitar accidentes.


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Contenido











Comentarios finales


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El aseguramiento del flujo de los fluidosdel pozo a la superfic ie puede

presentarse en diferentes formas:

Hidratos de metano Incrustaciones Arenamiento Parafinas Asfaltenos

Para atender estos problemas se

requiere trabajo multidisciplinario que

incluye entre otras reas:

HidrulicaTermodinmica Qumica / materiales Procesos de control Estrategias de operacin Consideraciones comerciales Simulacin matemtica Aspectos legales


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Hidratos de metano: Son cristales de hielo con gas Bloquean las tuberas Se forman por la combinacin de

bajas temperaturas y alta presin Son difciles de remover Pueden disolverse con qumicos Son estables

termodinmicamente

Incrustaciones / arenamiento:

Sales disueltas en los fluidos delyacimiento bajo presin

Cuando se rompe el equilibrio las

sales se precipitan y se acumulanen las paredes de la tubera Las incrustaciones reducen los

dimetros de tubera y lacapacidad de transporte.
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Parafinas y asfaltenos: Con los cambios de temperatura

y la composicin de los fluidos sedesestabiliza la solucin y sedepositan en la tubera

Las parafinas son cadenas de

molculas largas como lospoliaromticos y las olefinas quese pueden disolver con calor yqumicos

Los asfaltenos son cadenas demolculas largas que contienenaromticos y conjuntos deolefinas y heteroatomos quedeben ser raspados o removidoscon chorros tipo jet

Parafinas

Asfal tenos
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Asegurar el flujo de f luidos del yacimiento a la superficie a travs de las

instalaciones de produccin permite: Maximizar el valor econmico de los proyectos

Un balance apropiado para obtener menores inversiones y costos deoperacin

Capacidad de produccin alta o constante

Maximizar la disponibilidad de las instalaciones

Tiempos menores de paro

Mnimos trabajos de reparacin

Maximiza la estabilidad de la produccin

Maximiza la flexibilidad de las plantas en operacin

Se tiene la opcin de operar con rangos amplios de temperatura y flujo

Capacidad de ajustar o adicionar capacidad Minimiza el riesgo de las operaciones

Reduce los eventos indeseables

Elimina el riesgo desde el diseo
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Contenido










Abandono de instalaciones Comentarios finales


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El monitoreo de yacimientos enetapa de produccin y desarrollo

puede ser administrado con:

Modelo de produccin por pozosimple

Modelos de doble porosidad Modelos composicionales

Los modelos pueden ser muycomplejos dependiendo del nmerode celdas y de la informacin

disponible El monitoreo tambin se

complementa con informacinssmica previa al desarrollo yposterior al desarrollo



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Contenido












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OPERATION WELL

2.5 % 14-May-07

34.40 % 28-Abr -07

5.11 % 13-May-07

TM

CLOSED WELL

FO P

3.89 % 14-Oct-06

PRHN

36.25 % 09-May-07

14 % 26-Oct-06

S

61.5 % 2-Mar-06

2404

2601

1545

2555

1467

24715102457

14911585

26702573

24672581

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1800

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2200

2400

2600

2800

3000

487 3032D 92 63 227D 429D 2295

Produccin de gas de casquete/nitrgenoCasquete de gas/nitrgeno

Monitoreo de presin: aceite, gas y agua

Monitoreo de los yacimientos


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El monitoreo de lapresin las zonasde gas, aceite yagua permite darseguimiento a las

posiciones de loscontactos CGA yCAA en diferentespuntos delyacimiento a lolargo de la vida de

produccin

Ejemplo: Contactos gas, aceite, agua VS tiempo

Profundidad,mbsl

Produccindecrudo,mbpd

Monitoreo de yacimientos


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Contenido












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Las instalaciones y los pozos a lo

largo de su vida productiva

demandan de diversos tipos de

mantenimiento: predictivo,

preventivo y cor rectivoprincipalmente por:

Uso de instalaciones

Tipo de fluidos

Corrosin y medio ambiente


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Contenido












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Abandono de instalaciones y pozos

Bioremediacin

Decomisionamiento Abandono:

El abandono de instalacionesincluye entre otras acciones:

Taponar los pozos que fueronproductores

Decomisionar algunasinstalaciones y ductos

Bioremedacin de suelos

En la evaluacin de todo proyectoes relevante considerar estasacciones dado que impactar en los

costos de capital y los costos deoperacin.


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Contenido












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Np(X10MMBLS)

Qo(MBPD)

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255

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315

330

345

Qiny(MMPCD)

Pws(Kg/cm

2)

Nopozos

Qo Np

No. pozos operando Pozos con BN

Datos de presin medidos Tendencia Pws

Inyeccin de N2 Iny. Gas Natural

Qo 592.70 MBPD

Np 13,156 MMBLS

Gas natural 261 MMPCD

Nitrg eno 613 MMPCD 600

900

0

300

1200

1500

183

160

Pws 77.4 Kg / cm

Monitoreo de produccin en yacimientos

La administracin adecuada de los yacimientos conduce a la

maximizacin del valor de lo hidrocarburos

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