informe de pruebas de campo para control de h2s en cerro nanchital

Estudio para Control deH2S en Crudo del CampoCerro Nanchital

PRUEBA DE CAMPO

PEMEX EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓNSUBDIRECCIÓN DE PRODUCCIÓN DECAMPOS TERRESTRESACTIVO INTEGRAL CINCO PRESIDENTESAGUA DULCE, VERACRUZOctubre 5 del 2015

Francisco Márquez N. 13 Colonia Libertad, Tuxpan, Veracruz Tel: (783) 8376618, C.P. 92854

ING. FÉLIX ALVARADO ARELLANO 5 de Octubre de 2015PEMEX EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓNSUBDIRECCIÓN DE PRODUCCIÓN DECAMPOS TERRESTRES.

Asunto: Informe de Prueba de Campo para el control de H2S en crudo del Campo Cerro Nanchital,y Propuesta Técnico-Económica para aplicación del Tratamiento Integral correspondiente.Cotización PET-1-10/10

Estimado Ing. Félix Alvarado Arellano:

Nos es muy grato hacerle llegar el informe de los resultados obtenidos en las pruebas de campo parala aplicación de secuestrante de H2S en el crudo del Campo Cerro Nanchital. Los trabajos efectuadoscontemplaron el estudio del contenido de H2S en cada pozo del campo y en la mezcla de crudo, peroprincipalmente, la aplicación a nivel industrial de dos diferentes prototipos para controlar el altocontenido de H2S en el crudo de este campo de producción.

Esperamos que la información que le hacemos llegar le sea de utilidad para enfrentar el problema deseguridad industrial y de entorno social que implica el manejo de H2S en las enormes concentracionesque se generan en Campo Cerro Nanchital, además de modificar sustancialmente la calidad del crudopara su futura incorporación a la corriente de crudo que llegará al CPGLV.

No omitimos expresarle nuestro agradecimiento por todas las facilidades proporcionadas para eldesarrollo de nuestro trabajo, destacando el apoyo del equipo de trabajo que el AI5P tiene en lasinstalaciones donde se desarrollaron las pruebas.

CORPORATIVO MEXTRA


Quedamos en espera de que Usted y su grupo de trabajo evalúen nuestro informe y propuestaTécnico-Económica, con la expectativa de contar con su aprobación para dar continuidad a tanimportante proyecto. Reciba un cordial saludo.

M u y A t e n t a m e n t e ,

CORPORATIVO MEXTRA S.A. DE C.V.

Ing. Gabriel Vázquez RodríguezGerente

c. c. p. Archivo.

CORPORATIVO MEXTRA


Activo Integral 5 Presidentes1. ANTECEDENTES

La futura incorporación de la producción del crudo del Campo Cerro Nanchital a la corriente que llegaal Complejo Petroquímico de Gas “La Venta” (CPGLV) implica disminuir la concentración de H2S en elcrudo a suministrar, toda vez que el propio CPGLV así lo ha requerido por cuestiones operativas y deintegridad de sus equipos y personal.

Obviamente, la presencia de las altas concentraciones de H2S también representa un problemasignificativo en lo relativo a la seguridad del personal que labora en la batería y del entorno socialcolindante con el campo. También se debe tener presente el alto grado de riesgo que en la actualidadimplica el traslado diario de hasta 16 auto-tanques de crudo desde la batería hasta la plantadeshidratadora “El Plan”.

La situación descrita propició que el Activo Integral 5 Presidentes buscara alternativas para solventarel problema mencionado, dándose así la oportunidad a Mextra de participar en este proyecto. Laprimera fase del estudio consistió en pruebas de botella, en donde se encontraron dos productosprototipos efectivos, que son los que fueron autorizados a probar en campo.

El objetivo de la prueba de campo fue probar y comparar la efectividad de los dos prototipos paralograr que el contenido de H2S disminuyera a niveles que ya no representen un riesgo, manejandocomo especificación un máximo de 50 ppm de H2S en fase vapor, determinado mediante el métodoASTM D-5705.

2. ACTIVIDADES REALIZADAS

En coordinación con los Ingenieros Fernando Burgos Landero y Lenin Irra Moreno se programaron lasactividades para la ejecución de la prueba de campo:

• Llegada a Campo Cerro Nanchital: Ubicación e instalación de equipo de laboratorio y dosificación. Ubicación deauto-tanque con producto Secuestrante MEXTRAR-202 (Prototipo 1).

• Toma de muestra y análisis de H2S en el crudo de los seis pozos y en el punto de carga a los auto-tanques.• Planear el programa de trasiego de crudo a los tanques TV-5 y TV-6 para lograr lo antes posible el efecto del

tratamiento.• Toma de muestra y análisis de H2S en el crudo de carga a los auto-tanques para seguimiento del efecto del

Secuestrante MEXTRAR-202.

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• Llegada y ubicación en Campo Cerro Nanchital del auto-tanque con producto Secuestrante MEXTRAR-1261 (Prototipo 2).• Toma de muestra y análisis de H2S en el crudo de carga a los auto-tanques para seguimiento del efecto del

Secuestrante MEXTRAR-1261.• Presentación de informe, conclusiones y sugerencias.

3. DETALLE DE ACTIVIDADES

INSTALACIÓN DE EQUIPO

El martes 21 de Septiembre a las 11:00 horas se arribó al Campo Cerro Nanchital para iniciar laslabores de ubicación e instalación del equipo de laboratorio y dosificación.

El equipo de laboratorio se instaló en la nuevacaseta de la Batería.

El equipo de dosificación y el auto-tanque seinstalaron en el área del separador horizontalSH-1. La inyección se efectuó directamente desdeel auto-tanque.

El punto de inyección se instaló en la zona delby-pass, a la salida del separador SH-1.

Se instalaron arreglos para toma de muestras decrudo en el by-pass de la zona de carga de losauto-tanques, y en el cabezal de succión de lasMotobombas 1 y 2.

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MONITOREO DE H2S POR POZO

Se efectuó un muestreo de crudo en los seis pozos del campo y en la mezcla de crudo en el punto decarga a los auto-tanques. Las concentraciones de H2S obtenidas fueron los siguientes:

Pozo CN 401: 150,000 ppm H2S Pozo CN 17: 125,000 ppm H2S Pozo CN 9: 150,000 ppm H2S

Pozo CN 11: 110,000 ppm H2S Pozo CN 18: 110,000 ppm H2S Pozo CN 6-H: 50 ppm H2S

Mezcla de Crudo en zona deCarga a Auto-Tanques: 115,000 ppm H2S

OPERACIÓN DE TANQUES PARA FACILITAR LA EVALUACIÓN DEL TRATAMIENTO

Con la idea de observar lo antes posible los efectos deltratamiento, el Ing. Lenin Irra Moreno estableció tomar como baseel tanque TV-6, que por ser su baja capacidad de almacenamientopermitiría llenarlo y vaciarlo en periodos cortos. El tanque TV-5por ser de 5,000 barriles de capacidad tomaría más tiempo parahomogeneizarlo y los efectos del tratamiento no se verían en elcorto plazo.

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El personal operativo apoyó en todo momento para dar prioridad al manejo del TV-6, lo cual fue demucho beneficio para facilitar el seguimiento a la prueba. Se le dio estricto seguimiento a lostrasiegos de crudo del TV-7 hacia los tanques TV-5 y TV-6 para efectuar oportunamente los ajustesnecesarios en las dosificaciones de los prototipos.

SEGUIMIENTO A SECUESTRANTE MEXTRAR-202

Se inició la aplicación del Secuestrante MEXTRAR-202 a las 14:00 horas del día 22 de Septiembre arazón de 25,000 ppm de dosificación (500 lph @ 3,000 BPD crudo), sin embargo, las primeras 6 horasse operó a 900 lph para compensar el volumen de crudo contenido en el TV-7 al momento de iniciarla prueba.

En la fase de pruebas de botella se detectó como suficiente 20,000 ppm de producto para un blancode hasta 74,000 ppm de H2S. En el caso de la prueba de campo el blanco registró 115,000 ppm por loque se tomó la decisión de manejar una dosis inicial mayor a la estimada en las pruebas de botella.

En el siguiente gráfico se presenta el comportamiento del H2S en el crudo del tanque TV-6 y elconsumo de producto correspondiente durante todo el desarrollo de la prueba.

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Para mejor apreciación, el siguiente gráfico presenta una ampliación de escalas para las lecturas debajas concentraciones de H2S:

Con el consumo de 500 lph se observó que el contenido de H2S no baja a los niveles requeridos. Portal motivo, el día 23 a las 20:00 horas se incrementó la dosis a 900 lph. Con este ajuste se logródisminuir paulatinamente los valores del contaminante por debajo de 50 ppm, hasta llegar de maneraconstante a valores de cero. De acuerdo con nuestra experiencia la dosis adecuada debe estar entrelos 600 a 700 lph.

SEGUIMIENTO A SECUESTRANTE MEXTRAR-1261

El 25 de Septiembre a las 7:30 horas se inició la aplicación del Secuestrante MEXTRAR-1261 a razón de25,000 ppm de dosis (500 lph @ 3,000 BPD de crudo). Los monitoreos del 25 de Septiembre fuerondescartados porque durante este día el crudo contenido en el tanque TV-7 presentaba dosificación delos dos prototipos y los resultados obtenidos no serían representativos para ninguno de los dos.

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Los monitores para evaluación del Secuestrante MEXTRAR-1261 se iniciaron a partir de la primeracarga de auto-tanques del 26 de Septiembre. Para este segundo prototipo, además de las cargas delTV-6, también se tomaron en cuenta las cargas de crudo provenientes del tanque TV-5, porque paraesta fecha el tanque ya estaba totalmente homogenizado. El comportamiento del H2S y el consumode producto se presentan a continuación.

En esta ocasión el tratamiento arrojó resultados positivos de inmediato, llegando a valores de 0 ppmde H2S de manera consistente, por lo que se hizo un ajuste en la dosificación para pasar de 500 a 300lph (15,000 ppm de dosis @ 3,000 BPD de crudo). El cambio en la dosificación se reflejó de manerainmediata, ya que el contenido de H2S se incrementó de 0 ppm al rango de 10-20 ppm. Considerandoque los resultados obtenidos con la dosis de 300 lph se encuentran perfectamente dentro del límitede 50 ppm máximo, se consideró que dicha dosis era la adecuada y se dio por concluida la prueba.

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-126

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CONCLUSIONES Y SUGERENCIAS Los pozos CN-401, CN-17, CN-9, CN-11 y CN-18 aportan concentraciones de H2S en niveles de alto riesgo

(de 1110,000 hasta 150,000 ppm de H2S). El pozo CN-6H corresponde a un yacimiento diferente al resto delos pozos, ya que produce un crudo con muy bajo contenido de H2S (50 ppm).

La prueba arrojó resultados positivos con ambos productos, sin embargo el Secuestrante MEXTRAR-1261fue más efectivo al requerir mucha menor dosis para lograr el control de H2S por debajo de 50 ppm enfase vapor, por lo que este es el producto más adecuado.

El contenido de H2S en el crudo del Campo Cerro Nanchital presenta una concentración sumamenteelevada, que implica un alto riesgo para el personal operativo; para el personal de los auto-tanques, ypara el entorno social a través del cual circulan diariamente los auto-tanques.

Tener y utilizar los equipos de Aire Autónomo en todas las operaciones de llenado de auto-tanques, tal ycomo actualmente lo están haciendo.

Dotar al personal operativo con detectores de H2S portátiles.

Implementar a la brevedad un tratamiento químico para el control de H2S en el Campo Cerro de Nanchital.

Evaluar la posibilidad de aprovechar el gas liberado para implementar un sistema de calentamiento decrudo antes del separador SH-1, de manera que se logre incrementar el nivel de separación de gas y porende, eliminar más H2S en este equipo.

Si el AI5P toma el proyecto de calentamiento en sitio, también se puede considerar modificar el separadorSH-1 para convertirlo en separador trifásico. Los separadores trifásicos operan perfectamente contemperaturas entre los 60 y 80°C, lo cual incrementa la eliminación de gas, H2S y sobretodo ladeshidratación del crudo.Con la deshidratación del crudo se evita el manejo de agua en los tanques de almacenamiento y líneas deproceso, lo cual favorece la capacidad de almacenamiento y los riesgos de corrosión en las partes bajas delos tanques y en las líneas de proceso.

4. PROPUESTA TÉCNICO ECONÓMICA

En virtud de la situación de alto riesgo que prevalece en la operación, manejo y transporte del crudodel Campo Cerro Nanchital, queremos poner a su consideración nuestra propuesta Técnico-Económica para el Servicio Integral de Control de H2S, con la idea de que tenga a la mano unaalternativa probada en la solución de las implicaciones del contaminante referido.

1. TRATAMIENTO

Producto Secuestrante MEXTRAR-1261: El Secuestrante MEXTRAR-1261 es un producto soluble enaceite, formulado para reaccionar con el ácido sulfhídrico y mercaptanos. El Secuestrante MEXTRAR-1261 reacciona con estos compuestos en la fase líquida o vapor, siendo especialmente efectivo en elcrudo, gasolinas y combustibles residuales. El Secuestrante MEXTRAR-1261 tiene aplicación en laextracción y producción primaria del crudo, así como en poliductos, ferrocarril, barcos y tanquesde almacenamiento, en donde se transportan y manejan productos refinados.

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Punto de aplicación: El Secuestrante MEXTRAR-1261 se aplicaría en la salida del Separador SH-1, en el by-pass (mismo punto utilizado en la prueba).

2. INFRAESTRUCTURA

Como parte del servicio, durante el tiempo que dure el contrato correspondiente se contará en elCampo Cerro Nanchital con la infraestructura necesaria para la aplicación y seguimiento deltratamiento:

2 Tanques de almacenamiento con capacidad para almacenar en sito hasta 50,000litros de producto.

Bombas dosificadoras para aplicación del tratamiento, incluyendo relevo.

Equipo para e insumos para monitoreo de H2S conforme al método ASTM D-5705.

Caseta de servicio equipada como oficina y laboratorio.

Personal de servicio las 24 horas del día, el cual trabajará de manera coordinada con elpersonal de Operación de la Batería.

Medios de transporte para nuestro personal.

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Requerimientos para la instalación:

Proponemos que los tanques de almacenamiento y las bombas dosificadoras se instalen dentro deldique del tanque TV-7, para evitar problemas con las inundaciones. Los tanques son de 3.9 metros dediámetro por lo que pensamos que sin problema tienen cabida en el especio mencionado.

Energía eléctrica 220V, trifásica para la operación de las bombas dosificadoras. Suministro de luz, agua y drenaje para caseta de servicio. Mextra se encargará de las interconexiones a

los puntos que señale el AI5P. Autorización para habilitar puntos de muestreo en la zona de carga a auto-tanques y en el cabezal de

succión de las motobombas (mismos que ya fueron usados en la prueba de campo).

Tiempo de Implementación:

Si fuera necesario, Mextra está en posibilidad de iniciar el tratamiento de manera inmediata, bajo lasmismas condiciones en las que se llevó a cabo la prueba de campo, y de manera paralela se avanzaríaen la instalación de la infraestructura mencionada, para terminar en un plazo no mayor a 30 días.

3. BENEFICIOS ESPERADOS

Con la aplicación del Servicio Integral propuesto garantizamos lo siguiente:

• Controlar en un máximo de 50 ppm de H2S en el crudo a la salida de losTanques TV-5 y TV-6.

• Eliminar el riesgo de intoxicación del personal de PEMEX por H2S en lasinstalaciones de la Batería, principalmente en la zona de carga a losauto-tanques que transportan crudo.

• Eliminar el riesgo de intoxicación de TERCEROS por H2S en caso desiniestro de algún auto-tanque. Esta es una de las situaciones que ennuestra opinión representa alta prioridad en la actualidad, toda vez queya se han presentado dos eventos en menos de 8 meses. La operacióndiaria de 16 vehículos pesados a través de carreteras en pésimo estado, transitando por zonas muypobladas, aunado a las condiciones climatológicas recientes, conforman un escenario crítico quemerece especial atención en el ramo de seguridad por parte del AI5P.

• Eliminar el riesgo de intoxicación del personal de PEMEX por H2S en las instalaciones de la plantadeshidratadora “El Plan”, donde actualmente reciben el crudo del Campo Cerro Nanchital.

• Favorecer la preservación del medio ambiente en el Campo Cerro Nanchital y zonas aledañas, aldisminuir los efectos negativos que se derivan de la presencia del H2S.

• Cumplir con las restricciones en la calidad del crudo que se debe entregar al CPGLV. En el medianoplazo el crudo de Cerro Nanchital se incorporará a la mezcla de crudo que llega al CPGLV, en dondeexigen que el crudo vaya completamente libre de H2S, porque su infraestructura no está diseñada paramanejar este contaminante, además de las implicaciones de riesgo de personal y problemas con elentorno social.

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• Eliminar el riesgo de intoxicación del personal de PEMEX por H2S en las instalaciones de la Batería“Bacal”, en donde en el futuro recibirán el crudo del Campo Cerro Nanchital.

• Preservar las instalaciones. La disminución del H2S propicia el potencial corrosivo del agua congénita, ypor tanto disminuirá las afectaciones que normalmente se presentan en las partes bajas de los tanquesde almacenamiento y en las líneas de proceso.

• Optimizar en costos de materiales de construcción. Al disminuir el carácter amargo del crudo sepueden manejar materiales de menor costo.

4. CONSUMOS ESTIMADOS:

De acuerdo al comportamiento de la prueba de campo los consumos serían los siguientes:

Producción de referencia: 3,000 BPD.Dosis: 15,000 ppm aprox.Consumo por hora: 300 litros.Consumo por día: 7,200 litros.Consumo mensual: 216,000 litros.

5. ASPECTOS ECONÓMICOS

Precio del Secuestrante MEXTRAR-1261: $ 43.00 por litro, Moneda Nacional.

• Los precios son fijos, LAB su planta y se agregará el 16% del IVA al facturar.• Las condiciones de pago serán 30 días Fecha Factura.• La vigencia de la oferta es de 90 días calendario a partir de la fecha de la presente.• El precio del producto incluye el equipo de dosificación y almacenamiento (a préstamo), servicio

técnico y supervisión las 24 hrs.

El precio por litro y el consumo mensual estimado implica un monto mensual de $ 9,288,000.00

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