INVESTIGACION GASODUCTO BALLENA-CARTEGENA

JORGE ALEJANDRO SARMIENTO GALINDO2121502

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTENDERINGENIERIAS FISICO QUIMICASINGENIERIA DE PETROLEOSBUCARAMANGA, SANTANDER, COLOMBIA2014

1. INTRODUCCION2. INFORMACION DEL GASODUCTO MAPA DEL GASODUCTO ESTACIONES COMPOSICION DEL GAS DATOS DE LA TUBERIAGRAFICAS DE TEMPERATURA DATOS DE CAUDAL EN NODOS DE SALIDA3. DESCRIPCION DEL PROBLEMA 4. SIMULACION PIPESIM5. ANEXOS6. CONCLUSIONES

INTRODUCCION:

La simulacin de yacimientos y su transporte es importante en la formacin de un estudiante de petrleos, ya que con ella el estudiante podr analizar el comportamiento de un hidrocarburo durante su transporte reconociendo las posibles causas de fallas en el mismo, ya sea multifsico o monofsico, el presente proyecto estudiara el transporte de un hidrocarburo en una sola fase (gas), este ser el gasoducto Ballena-Cartagena, se estudiara el comportamiento del gas durante el transporte desde la estacin Ballena, en la Guajira, hasta la estacin Mamonal en Bolvar, para la presente experiencia el gasoducto ser simulado en Pipesim, el cual proporcionara datos de presiones a determinadas distancias utilizando correlaciones de flujo seleccionadas por el estudiante y graficas que permitirn interpretar los datos obtenidos de una manera ms exacta.

INFORMACION DE GASODUCTO:El gasoducto a troncal Ballena - Cartagena -Jobo est conformado por dos subsistemas: el que ser estudiado en el presente proyecto Ballena -Cartagena y Cartagena -Jobo. El gasoducto Ballena- Cartagena cuenta con una longitud total de 673,3 Km. de tubera, la cual transporta gas natural proveniente de los campos del departamento de La Guajira denominados Chuchupa y Ballena. El gas se recibe en la Estacin Ballena (La Guajira) y se transporta hasta las ciudades de Santa Marta, Barranquilla y Cartagena, atendiendo, adems, a lo largo de su recorrido, a varias poblaciones, plantas termoelctricas de la Costa Atlntica, distribuidoras de gas natural y otros clientes industriales.MAPA DEL GASODUCTO:http://www.promigas.com/wps/wcm/connect/web_content/NeoPromigas/BEO/Manual+del+transportador/Procedimientos+operacionales/Mapa+del+sistema+de+transporte/ESTACIONES:Este sitema de transporte esta administrado por Promigas y cuenta con diferentes estaciones compresoras y de recibo y envo.ESTACION BALLENA:

Es una estacin en la que Promigas recibe el gas de la asociacin Chevron Texaco - Ecopetrol proveniente de los campos Ballena y Chuchupa. El gas proveniente del campoChuchupa es transportado por Chevron Texaco desde las plataformas Chuchupa A y Chuchupa B a travs de dos lneas submarinas con longitudes aproximadas de 14 km cada una, hasta las instalaciones de Chevron Texaco, y posteriormente hacia la Estacin Ballena.El gas proveniente del campo Ballena llega a las instalaciones de Chevron Texaco, a travs de un sistema de tuberas que provienen de varios pozos ubicados en tierra firme y luego hacia la Estacin Ballena.sta se divide en los siguientes sistemas: Sistema de tratamiento de gas: su propsito es asegurar que la calidad del gas natural recibido de los Remitentes cumpla con los requerimientos establecidos por la CREG en la Resolucin 071 de diciembre de 1999.

Este sistema consta de tresmdulos (tren 1, tren 2 y tren 3) con capacidad para deshidratar 150, 150 y 220 MPCDrespectivamente, para una capacidad mxima total de 520 MPCD. As se mantiene la humedad del gas natural en los parmetros de calidad que los Remitentes contratan con el ProductorLa deshidratacin se hace en una planta de glicol que est compuesta por una seccin de filtracin-separacin, en la que se retiene el agua libre y los slidos que vienen con el gas; una seccin de deshidratacin mediante un proceso de absorcin con glicol y una seccin de regeneracin del glicol empleado en la deshidratacin.Sistema de medicin: El gas una vez deshidratado entra al sistema de medicin, compuesto por dos tubos de medicin ultrasnicos como elemento primario y dos computadores de flujo como elementos secundarios.Sistema de compresin de gas: Est conformado por dos unidades turbocompresoras marca Solar Turbines de 6.500 HP, cada una, impulsadas por turbinas y provistas de todos los equipos auxiliares requeridos para su normal operacin.Estas unidades reciben el gas procedente del yacimiento de Ballena y lo comprimen desde 600 psig hasta 1.200 psig. Cada unidad est en capacidad de comprimir un volumen de 93 MPCD.Generalmente, se trabaja con una unidadturbocompresora y la otra acta como unidad de respaldo (stand by).

ESTACION COMPRESORA PALOMINO :

Cuenta con dos turbocompresores Solar Turbinesde mas de 7.000 HP (Uno de ellosde 7.300 HP y el otro de 7.700 HP), impulsados por turbinas de gas.Los compresores son similares a los ubicados en la Estacin Ballena. La principal diferencia entre estas dos estaciones radica en que la Estacin Ballena fue instalada para prestar un servicio de compresin a la asociacin Chevron Texaco - Ecopetrol que permitiera incrementar la capacidad de recobro del campo Ballena, y la de Palomino se instal para incrementar la capacidad de transporte del sistema.

ESTACION ARENOSA:

Se encarga de separar, filtrar y regular el gas proveniente de la Estacin Ballena. A travs de la Estacin Arenosa se entrega gas a la red de distribucin y al sector termoelctrico de Barranquilla.El gas proveniente de la Estacin Ballena llega a la Estacin Arenosa y pasa por un sistema de separacin en alta presin que retiene los lquidos y partculas slidas que acompaan al gas. Las partculas slidas que no son retiradas del gas son retenidas en el sistema de filtracin para continuar a la seccin de regulacin de presin, donde se le reduce la presin de 700 psig aproximadamente a 250 psig. Despus de la etapa de regulacin el gas pasa por un sistema de separacin en baja presin que retiene los posibles lquidos originados por la expansin del gas y contina hacia el sistema de medicin.

ESTACION COMPRESORA CARACOL:

A fin de incrementar la capacidad de transporte del sistema de gasoductos Ballena-Cartagena-Jobo, se construy la Estacin Compresora Caracol (7.000 HP),ubicada en el corregimiento de Caracol, municipio de Malambo.Adems de los equipos de compresin, en las instalaciones fsicas de la Estacin Caracol tambin se encuentra instalada toda la infraestructura proveniente del cruce subfluvial, la cual consta bsicamente de: filtros separadores, medicin, regulacin (en caso de ser requerida) y by-pass para toda la estacin, vlvulas con sus respectivos actuadores, trampas de recibo y envo de marranos, y una estacin de medicin y regulacin desde donde se enva el gas hacia la termoelctricaTermoflores.

COMPOSICION DEL GAS TRANSPORTADO:En la presente experiencia el gas transportado cuenta con la siguiente composicin, la cual fue proporcionada en la pgina de Promigas (empresa que administra el trayecto ballena Cartagena):

COMPONENTEFRMULACOMPOSICIN PORCENTAJE MOLAR

MetanoCH4980.287

NitrgenoN21.424

Dixido de carbonoCO20.1706

EtanoC2H60.2696

PropanoC3H80.0518

AguaH2O0

Sulfuro de hidrgenoH2S0

HidrgenoH20

Monxido de carbonoCO0

OxgenoO20

i-ButanoC4H100.0215

n-ButanoC4H100.0087

i-PentanoC5H120.0073

n-PentanoC5H120.0016

n-HexanoC6H140.0162

n-HeptanoC7H160

n-OctanoC8H180

n-NonanoC9H200

n-DecanoC10H220

HelioHe0

ArgnAr0

TOTAL1.000.000

DATOS DE LA TUBERIA TRANSPORADORA:la tubera utilizada en la construccin del gasoducto tiene un dimetro interno de 20 con un espesor de 0,43 y una rugosidad de 0,0008.A continuacin se presente la tabla de distancias y temperaturas mnimas que presenta la tubera durante el trayecto Ballena- Mamonal: INICIO (Nodo)FINAL (Nodo)DISTANCIA (KM)DISTANCIA ACUMULADA (KM) DESDE BALLENATEMPERATURA(F)

BALLENARioacha30,230,280,2

RioachaCamarones21,5951,7975,02

camaronesDibulla43,395,0982,4

DibullaPalomino14,07109,1677

PALOMINORodadero88,5197,6669,8

RodaderoTebsa89,6287,2669

TebsaPto Colombia5,35292,6171,6

Pto Colombia Galapa12,6305,2171,6

GalapaCaracoli9,48314,6971,6

CARACOLIBaranoa12,57327,2670,7

BaranoaCampeche8,45335,7171,1

Campeche Usiacuri8,37344,0871,6

UsiacuriI.Lopez8,15352,2371,2

I.LopezMolinera5,61357,8470,9

MolineraArroyo de piedra6,84364,6871,1

Arroyo de piedra Repelon15,35380,0370,9

RepelonLuruaco13,51393,5470,3

LuruacoPendales6,33399,8770,2

PandalesSta Catalina9,36409,2370,7

Sta Catalina Clemencia5,66414,8971,6

ClemenciaMAMONAL34,72449,6171,9

GRAFICA DE TEMPERATURA MINIMA AMBIENTE VS DISTANCIA (Km):En el trayecto del gasoducto Ballena Mamonal, la temperatura varia con la distancia a continuacin una grfica de la variacin de la temperatura en el trayecto:

DATOS DE CAUDAL EN LOS NODOS DE SALIDA:TRAMORAMALCAUDAL [ MMSCFD ]

T. Ballena- km119 PalominoMaicao0,34

Riohacha0,5

Camarones7,22

Dibulla11,82

Mingueo9,68

T. Guajira10

T.Palomino- Estacin Compresora CaracoliGas FUG Palomino4,28

Rodadero0,53

Tebsa80

Termoflores, Pto. Colombia40

Galapa0

T. Caracoli- Estacin HeroicaConsumo FUG Caracoli0

Baranoa, Polo Nuevo0

Campeche0

Usiacurri0

I. Lopez0

Molineros0,1

Arroyo de Piedra0

Repelon0,1

Luruaco0,3

Pendales0,2

Sta. Catalina0,2

Clemencia0,2

La Heroica- MamonalConsumo Estacin Compresora0

DESCRIPCION DEL PROBLEMA:El gasoducto Ballena- Cartagena se estudiar a continuacin, siendo simulado en Pipesim, introduciendo en este los datos ya investigados previamente (temperaturas, presiones, caudales, rugosidad, dimetro, distancias entre nodos, etc.), con la simulacin terminada, se analizarn los datos obtenidos, sacando de estos perfiles de presiones y de temperaturas durante el trayecto; durante la simulacin del gasoducto, el simulador (Pipesim), concluir cuales compresores de los existentes en el trayecto debern ser activados para el correcto funcionamiento del gasoducto.Al finalizar la simulacin, con los datos obtenidos, se generarn los siguientes perfiles: Perfil de presiones, perfil de temperatura. Perfil de lquidos (formacin de lquidos en el gasoducto). Perfil de velocidades.

SIMULACION DEL GASODUCTO PIPESIM:Para simular el gasoducto en Pipesim, este se dividir en tres tramos: Tramo Ballena-Palomino. Tramo Palomino-Caracol. Tramo Caracol-Mamonal.TRAMO BALLENA- PALOMINO:Al realizar una malla, con los nodos correspondientes a este trayecto, e introducir los datos ya investigados de la tubera y de las condiciones a las cuales est sometida, obtendremos los siguientes resultados:Red del gasoducto:

Resultado de la red construida desde Ballena hasta Palomio, con sus correspondientes salidas de flujo.

Grafica de presin contra distancia:

Anlisis: en la grfica se puede ver q a medida que aumenta la distancia disminuye la presin, lo cual esta correcto ya q en una tubera a medida que avanza el hidrocarburo, este va perdiendo presin.

Grfica de velocidad contra distancia:

Anlisis: en esta grafica ocurre todo lo contrario, pues a medida que aumenta la distancia, tambin aumenta la velocidad del gas.

Grfica de temperatura contra distancia:Anlisis: esta grafica nos muestra la variacin de la temperatura con respecto a la distancia, ya que la temperatura no es la misma en todos los municipios por los cuales donde pasa el gasoducto.

Grfica de temperatura contra presin:

TRAMO PALOMINO-CARACOLIAl introducir los datos ya investigados sobre la tubera, se tendr como resultado la siguiente red de nodos entre Palomino y Caracol:

Despus de terminada la red, se generaron las siguientes grficas, hay que saber que para continuar el gasoducto se debieron tomar los datos finales del primer tramo ya estudiado(tramo Ballena Palomino), datos como la presin de salida, el caudal, y la temperatura.Grafica de presin contra distancia:

Anlisis: en esta grafica se el cambio de presin con respecto a la distancia, se ve como incrementa la presin en los 40 km ya que all existe un compresor, el cual debe estar activo para el correcto funcionamiento del gasoducto.

Grfica de velocidad contra distancia:

Grfica de temperatura contra distancia:

Grfica de presin contra temperatura:

TRAMO CARACOLI-MAMONAL:Despus de introducir los datos ya investigados de la tubera, y continuar con las temperaturas y presiones finales del nodo palomino-caracol, y graficar los nodos entre caracol y Mamonal, se obtendr como resultado la siguiente grafica :

Grfica de presin contra distancia:

Anlisis: en esta grafica se ve el aumento de presin en el km 1 ya que all est instalado un compresor, el cual tiene que estar activo para el correcto funcionamiento del gasoducto.

Grfica de velocidad contra distancia:Anlisis: en esta grafica se ve el aumento de la velocidad a medida que va aumentando la distancia recorrida por el hidrocarburo.

Grafica de temperatura contra distancia:

Grfica de temperatura contra presin:

ANEXOS:INFORMACION PRIMER TRAMO :

Total Distance (km)Pressure (psig)

UnitUnit

01280,0041

1,511271,3752

3,021262,7085

4,531253,986

6,041245,2002

7,551236,3474

9,061227,4254

10,571218,4322

12,081209,366

13,591200,225

15,11191,0073

16,611181,7131

18,121172,341

19,631162,8887

21,141153,354

22,651143,7347

24,161134,0284

25,671124,2328

27,181114,3452

28,691104,3632

30,21094,2838

51,79942,336

52,223939,1118

52,656935,8602

53,089932,5848

53,522929,2883

53,955925,9727

54,388922,6395

54,821919,2895

55,254915,9237

55,687912,5425

56,12909,1462

56,553905,7351

56,986902,3091

57,419898,8684

57,852895,4129

58,285891,9424

58,718888,457

59,151884,9565

59,584881,4407

60,017877,9094

60,45874,3625

60,883870,7998

61,316867,2211

61,749863,6261

62,182860,0147

62,615856,3866

63,048852,7416

63,481849,0795

63,914845,3999

64,347841,7028

64,78837,9878

65,213834,2546

65,646830,503

66,079826,7327

66,512822,9434

66,945819,1349

67,378815,3068

67,811811,4589

68,244807,5907

68,677803,7021

69,11799,7926

69,543795,862

69,976791,9099

70,409787,9369

70,842783,9429

71,275779,9276

71,708775,8907

72,141771,8317

72,574767,7503

73,007763,6461

73,44759,5187

73,873755,3677

74,306751,1927

74,739746,9934

75,172742,7691

75,605738,5196

76,038734,2443

76,471729,9428

76,904725,6146

77,337721,2591

77,77716,8758

78,203712,4643

78,636708,0239

79,069703,5541

79,502699,0543

79,935694,5238

80,368689,9621

80,801685,3685

81,234680,7422

81,667676,0826

82,1671,389

82,533666,6606

82,966661,8966

83,399657,0961

83,832652,2584

84,265647,3826

84,698642,4677

85,131637,5128

85,564632,5168

85,997627,4788

86,43622,3977

86,863617,2723

87,296612,1014

87,729606,8839

88,162601,6184

88,595596,3035

89,028590,9379

89,461585,5201

89,894580,0485

90,327574,5215

90,76568,9373

91,193563,2942

91,626557,5901

92,059551,8232

92,492545,9912

92,925540,092

93,358534,1231

93,791528,0819

94,224521,9665

94,657515,777

95,09509,5108

95,09509,5108

95,7935500,1682

96,497490,6836

97,2005481,0302

97,904471,1868

98,6075461,1352

99,311450,8576

100,0145440,3359

100,718429,5506

101,4215418,4802

102,125407,1003

102,8285395,383

103,532383,2962

104,2355370,8025

104,939357,8574

105,6425344,4083

106,346330,4061

107,0495315,7844

107,753300,4526

108,4565284,2954

109,16267,1621

INFORMACION SEGUNDO TRAMO:

Total Distance (km)Pressure (psig)

UnitUnit

0262,0001

0793,8757

0793,8757

0,41789,3922

9,84706,97

10,25703,3271

10,66699,6644

11,07695,9813

11,48692,2777

11,89688,553

12,3684,8068

12,71681,0389

13,12677,2488

13,53673,436

17,63633,9674

18,04629,8756

18,45625,7553

18,86621,6059

19,27617,4267

19,68613,2171

20,09608,9764

20,5604,7039

20,91600,3989

21,32596,0606

21,73591,6882

22,14587,281

22,55582,8381

22,96578,3585

23,37573,8414

23,78569,2858

24,19564,6907

24,6560,0551

25,01555,3778

25,42550,6578

25,83545,8937

26,24541,0844

26,65536,2285

27,06531,3247

35,67414,6542

36,08408,2407

36,49401,7214

36,9395,0908

41,951364,9433

42,4251362,4173

42,91360,0139

43,3751357,7015

43,851355,4514

44,3251353,2442

44,81351,0713

45,2751348,9217

45,751346,7876

50,51325,6133

50,9751323,4862

51,451321,3557

51,9251319,2217

52,41317,0841

52,8751314,9428

53,351312,7978

53,8251310,6489

54,31308,4963

54,7751306,3398

55,251304,1794

55,7251302,015

56,21299,8468

56,6751297,6745

57,151295,4983

57,6251293,318

58,11291,1337

58,5751288,9453

59,051286,7528

59,5251284,5562

601282,3554

60,4751280,1505

60,951277,9414

61,4251275,7281

61,91273,5106

62,3751271,2888

62,851269,0627

63,3251266,8323

63,81264,5975

64,2751262,3584

64,751260,1149

65,2251257,867

65,71255,6146

66,1751253,3578

79,4751188,2368

79,951185,8382

80,4251183,4344

80,91181,0253

81,3751178,611

81,851176,1914

82,3251173,7664

82,81171,336

83,2751168,9002

83,751166,459

84,2251164,0122

84,71161,5599

85,1751159,1021

85,651156,6386

86,1251154,1695

86,61151,6946

87,0751149,2141

87,551146,7277

88,0251144,2356

94,7931108,2208

95,6921103,3452

96,5911098,4463

97,491093,5236

98,3891088,5769

99,2881083,6057

100,1871078,6098

101,0861073,5887

101,9851068,542

102,8841063,4694

103,7831058,3704

104,6821053,2446

119,965961,5445

120,864955,8504

136,147852,6287

137,046846,1217

137,945839,5587

138,844832,9382

139,743826,2585

140,642819,5183

141,541812,7156

142,44805,8488

143,339798,9161

144,238791,9154

145,137784,8479

146,036777,7128

146,935770,5083

147,834763,2323

148,733755,8825

149,632748,4566

150,531740,9522

151,43733,3668

152,329725,6977

153,228717,942

154,127710,0968

155,026702,1588

155,925694,1247

156,824685,9908

157,723677,7535

158,622669,4085

159,521660,9516

160,42652,3781

161,319643,6831

162,218634,8611

163,117625,9066

164,016616,8133

164,915607,5744

165,814598,1829

166,713588,6308

167,612578,9096

168,511569,01

169,41558,9217

170,309548,6334

171,208538,1328

172,107527,4062

173,006516,443

173,905505,236

174,804493,7681

175,703482,0202

176,602469,9706

177,501457,5949

178,4444,8647

178,4444,8647

178,6675442,3237

178,935439,7639

181,8775410,4256

182,145407,6478

182,4125404,8502

182,68402,0324

182,9475399,1941

183,215396,3348

183,4825393,454

183,75390,5512

183,75390,5512

184,38385,1521

185,01379,6729

185,64374,1104

186,27368,4609

186,9362,7204

187,53356,8842

188,16350,9475

188,79344,9051

189,42338,7545

190,05332,4905

190,68326,1068

191,31319,5961

191,94312,9505

192,57306,1613

193,2299,2187

193,83292,1118

194,46284,8282

195,09277,3542

195,72269,6738

196,35261,7689

196,35261,7689

196,6258,5652

196,85255,3214

197,1252,0359

199,85212,5929

200,1208,6458

200,35204,6249

200,6200,5259

200,85196,3442

201,1192,0744

201,35187,7107

INFORMACION TERCER TRAMO:

Total Distance (ft)Pressure (psia)

UnitUnit

0205,696

01002,581

01002,581

2062,0079999,7994

4124,0157997,3737

6186,0236995,1398

8248,0315993,005

10310,0394990,9233

12372,0472988,8674

14434,0551986,8224

16496,063984,7808

229929,4616740,6906

232152,2305737,6843

234374,9996734,6648

236597,7686731,6319

238820,5376728,5855

241043,3066725,5252

243266,0757722,4509

245488,8447719,3625

247711,6137716,2598

249934,3828713,1424

252157,1518710,0103

254379,9208706,8632

256602,6898703,7009

258825,4589700,5232

258825,4589700,5179

259863,8447699,0311

260902,2306697,5409

261940,6164696,0473

262979,0022694,5503

264017,388693,0499

265055,7739691,5459

266094,1597690,0384

267132,5455688,5273

268170,9313687,0127

269209,3172685,4944

270247,703683,9725

271286,0888682,4469

272324,4746680,9176

273362,8605679,3846

274401,2463677,8478

275439,6321676,3073

276478,018674,7629

277516,4038673,2147

278554,7896671,6626

279593,1754670,1066

279593,1754670,1003

281128,6084667,7944

282664,0415665,479

284199,4746663,1542

285734,9076660,8203

287270,3407658,4772

288805,7738656,1249

290341,2069653,7634

291876,64651,3925

293412,073649,0122

294947,5061646,6223

296482,9391644,2228

298018,3722641,8134

299553,8052639,3942

301089,2383636,965

302624,6714634,5257

304160,1044632,076

305695,5375629,616

307230,9706627,1454

308766,4036624,6642

310301,8367622,1721

310301,8367622,1534

311230,3144620,6424

312158,7921619,1265

313087,2698617,6061

314015,7475616,0811

314944,2252614,5517

315872,7029613,018

360766,4036533,0413

361905,5111530,8409

363044,6187528,6308

364183,7264526,411

365322,834524,1814

366461,9416521,9416

367601,0492519,6918

434808,3983361,1947

435947,5053357,8563

437086,6133354,4852

438225,7213351,0805

439364,8283347,6412

440503,9363344,1661

441643,0443340,6541

442782,1513337,104

CONCLUSIONES:Con la experiencia realizada, aprendimos como simular un gasoducto y como interpretar los datos obtenidos en el simulador, graficndolos y analizando las grficas, despus de realizada la experiencia el estudiante tendr ms experiencia en la simulacin de transportes de hidrocarburos ya sea de una sola fase (monofsico) o de varias fases (multifsico), identificando los puntos donde debern ser activados los compresores existentes en los tramos q se estudien, tambin podr identificar las posibles fallas del transporte del crudo, ya sea por falta de presiones o muy bajas temperaturas durante el transporte .