tecnologia wtsv: un sistema para la reducción de gases efecto

TECNOLOGIA WTSV: UN SISTEMA PARA LA REDUCCIÓN DE GASES EFECTO INVERNADERO DURANTE LA PRUEBA DE POZOS EN EL MAR

Especialidad: Ingenieria Naval 1

TECNOLOGIA WTSV: UN SISTEMA PARA LA REDUCCIÓN DE GASES EFECTO

INVERNADERO DURANTE LA PRUEBA DE POZOS EN EL MAR

ESPECIALIDAD: INGENIERIA NAVAL

Gabriel Delgado Saldivar

Ingeniero Naval y Maestro en Ciencias

Fecha de Ingreso: 13/11/2009



CONTENIDO

RESUMEN EJECUTIVO

PALABRAS CLAVE

1.0 INTRODUCCION

2.0 FUNDAMENTO DE LA TECNOLOGIA WTSV

2.1 Objetivos de la medición y servicio

2.2 Sistemas de servicio y medición tradicionales

2.3 Efectos de los sistemas tradicionales

3.0 ALTERNATIVA DE SOLUCIÓN: WTSV

3.1 Propuesta

3.2 Principio ecológico del servicio

3.3 Descripción del proceso

3.4 Proceso de separación y disposición de productos

3.5 Modalidades del servicio

4.0 COMPONENTES DE LA TECNOLOGIA WTSV

4.1 Planta de proceso

4.2 Componentes de la embarcación

5.0 EMBARCACIONES EN SERVICIO

5.1 WTSV (FPSO-DP2) “TOISA PISCES”

5.2 WTSV (FPSO-DP2) BOURBON OPALE

5.3 WTSV (FPSO-DP2) “ECO-III”

5.4 Cuarta embarcación

6.0 RESULTADOS OBTENIDOS

6.1 Toisa Pisces

6.2 Bourbon Opale



6.3 Volúmenes procesados

6.4 Tiempos operativos

6.5 Reducción de emisiones

7.0 CONCLUSIONES

8.0 REFERENCIAS

LISTA DE FIGURAS Y TABLAS

Figura No. 1 Reducción de emisiones a Nivel Mundial (2009)

Figura No. 2 Sistema tradicional de servicio y su efecto en emisiones

Figura No. 3 Incineración de fluidos. Servicio en instalación fija

Figura No. 4 Incineración parcial en plataforma semi-sumergible de exploración

Figura No. 5 Concepto tradicional de medición de pozos

Figura No. 6 Concepto Ecológico de Servicios a Pozos

Figura No. 7 Sistema de importación y exportación de fluidos

Figura No. 8 Separador instalado en embarcación WTSV (tratador de aceite)

Figura No. 9 WTSV “TOISA PISCES”

Figura No 10 WTSV (FPSO-DP2) “Bourbon Opale”

Figura No. 11 WTSV (FPSO-DP2) “ECO-III”

Figura No. 12 Vista general de la planta de proceso. “Bourbon Opale” y “Toisa Pisces”

Figura No. 13 Distribución y servicios. WTSV Toisa Pisces

Figura No. 14 Distribución y servicios. “Bourbon Opale”

Tabla No. 1 Características principales. Embarcaciones WTSV existentes

Tabla No. 2 Volúmenes procesados

Tabla No. 3 Operaciones y promedio de servicio

Tabla No. 4 Reducción de emisiones



RESUMEN EJECUTIVO

La exploración y producción de hidrocarburos en el mar actividad que lleva de desarrollo tecnológico encaminado a extraer el petróleo; se han desarrollado tecnología de exploración, producción, transporte y servicios. Una de las actividades relacionadas se refiere a los servicios que se dan a un pozo petrolero y a la disposición de los fluidos que emanan de los servicios de terminación, reparación, estimulación, medición de la producción.

En la forma tradicional del servicio a pozos, por medio de equipo móvil presenta complicaciones y problemática en servicio, ya que origina imprecisión de la medición, movilización de equipos y personal, entre otros, pero el problema mas grave es la contaminación al aire, al mar y pérdida comercial del producto incinerado, ya que el servicio tradicional conlleva la incineración de los productos que emanan del pozo.

Se han cuantificado tan solo en México mas de 6,800 pozos en operación, de los cuales aproximadamente la mitad son petroleros en el mar, se perforan 240 pozos al año en el mar. Considerando os pozos existentes es necesario dar servicio de reparación o estimulación, o aforar mas de 600 pozos al año en el mar en mexico, en el mundo se estima en 30 veces mas. Se estima que que cada pozo, en el servicio tradicional produce 750 tonCO2 equivalente. En México se brinda servicio a 600 pozos en el mar. Ello resulta en más de medio millón de TonCO2.

La solución propuesta es la de incorporación de embarcaciones especializadas y encaminada al servicio a pozos reduciendo el problema de contaminación ambiental. La Tecnología se ha denominado WTSV. Estas embarcaciones asisten directamente en el proceso de terminación y reparación de pozos, igualmente brindan apoyo para la recepción del producto durante los servicios de limpieza, tratamiento, estimulación así como el aforo de pozos petroleros. Los servicios de recepción y proceso de fluidos se efectúan en forma ecológica, con todos los equipos y dispositivos requeridos por regulaciones internacionales y con una capacidad de almacenamiento y distribución de tanques adecuada para recibir todo tipo de productos y fluidos esperados.

Por otra parte, y con el fin de disponer de la movilidad requerida para atender un centenar de localizaciones y pozos al año, las embarcaciones disponen de sistemas de propulsión controlada por un computador de Posicionamiento Dinámico el cual permite la movilidad y mantener la posición y el rumbo sin necesidad de servicios de embarcaciones auxiliares ni amarres externos.

A la fecha se han incorporado dos embarcaciones al servicio en México; después de mas de 5 años de servicio, han casi 2 millones de barriles de fluidos que de otra forma se hubiesen incinerado con el efecto negativo de emisiones y gases de efecto invernadero. Estos dos millones de barriles representan en términos de reducción de emisiones casi un millón de tonCO2.

La tecnología WTSV ha mostrado su utilidad en la industria petrolera en México, se espera que en un futuro cercano se incorpore en otras partes del mundo.



PALABRAS CLAVE

Tecnología WTSV, pozos marinos, barco de proceso, producción petrolera, estimulación de pozos, reparación de pozos, terminación de pozos, control de fluidos, aforo de pozos, embarcaciones con posicionamiento dinámico, reducción de emisiones, industria petrolera, protección ambiental, reinyección de agua, exportación de crudo, planta de proceso de hidrocarburos, FPSO, pozos de deshechos industriales.



1.0 INTRODUCCION

La exploración y producción de hidrocarburos en el mar es una actividad de carácter tecnológico industrial encaminado a extraer el petróleo; para ello se han realizan actividades de exploración, producción, transporte y servicios; son innumerables las actividades relacionadas con esta actividad, y la variedad de equipos aun mas variado.

Una de estas actividades se refiere a los servicios que se dan a un pozo petrolero y a la disposición de los fluidos que emanan de dichos servicios, en particular durante las actividades de terminación, reparación, estimulación, medición de la producción, producción temprana y/o servicio en el caso de libranzas o mantenimiento a instalaciones existentes.

Con el fin de establecer la base del desarrollo de la Tecnología WTSV, es necesario establecer el tamaño del servicio. Se han cuantificado, tan solo en México, mas de 6,300 pozos en operación, de los cuales aproximadamente la mitad son pozos produciendo en el mar; se perforan aproximadamente 800 pozos al año, de los cuales el 30% son pozos marinos; de los pozos existentes es necesario dar servicio de reparación o estimulación, o simplemente aforo y medición, y esto resulta en mas de 600 pozos/año a los cuales se brinda servicio cada año en el mar. Ref. [1]

En el entorno mundial este número se puede perfectamente multiplicar por 30 y dará una idea de la cantidad de pozos existentes, en producción y que requieren de servicio permanente.

El servicio a un pozo, sea existente o nueva perforación implica la emanación de todo tipo de productos relacionados, incluyendo sólidos, arena, lodos de perforación y químicos; sea un pozo en producción o un pozo existente, estos servicios presentan un problema común: una situación grave de contaminación ambiental debido a la incineración de los productos.

Se estima que cada dos barriles de aceite crudo incinerados producen una (1) tonCO2 equivalente. Considerando que cada pozo arroja 1,500 barriles promedio de productos por cada servicio, se puede determinar que cada pozo representa un potencial de 750 tonCO2 equivalente de emisión de gases. Tan solo en México se brinda servicio a 600 pozos en el mar. Ello resulta en 500,000 TonCO2 enviadas al aire por la incineración de los fluidos.

Considerando el entorno mundial, y si en forma conservadora se multiplica por 30 el servicio, esto representa del orden de 15,000,000 TonCO2/año.

Como referencia, las toneladas de emisiones por el servicio a pozos se pueden comparar con otros sistemas de reducción de emisiones, lo que equivale a:



i) En México se estiman 500,000 ton/CO2, esto equivale a la reducción que se obtiene de aproximadamente 1,428 km2 de bosque tupido, aproximadamente el área completa del Distrito Federal.

ii) En el entorno mundial, se estiman 15,000,000 tonCO2 año, la referencia seria el equivalente a 42,850 km2 de superficie totalmente arbolada, aproximadamente el área de los estados de Puebla y Querétaro en conjunto.

De acuerdo al UNFCCC (United Nations Framework Conference on Climate Change), organismo regulador para la reducción de emisiones, actualmente se tienen registrados proyectos de reducción de emisiones por 322,208, 788 tonCO2 en el mundo.

México contribuye como país en aproximadamente 9,333,467 tonCo2/ año (2.9%). En caso de eliminar totalmente la incineración de los productos de servicios a pozos en México, seria el equivalente a 4.5% de la producción de TonCO2 registradas.

Llevando el servicio a una escala mundial, y logrando evitar la incineración a nivel mundial equivaldría al 5% de la emisión de CO2 mundial. Ver Figura No. 1

Figura No. 1 Reducción de emisiones a Nivel Mundial (2009) Ref. [2]

¿Como resolver este grave problema? La respuesta es simple: evitar la incineración. La cuestión es: ¿que hacer con los fluidos que se reciben?, ¿como tratar y exportar el crudo?, ¿como disponer de los residuos, incluyendo agua sólidos y gas?, ¿como se puede dar servicio a pozos dispersos en superficies marinas extensas?

Una solución, descrita en este documento es el origen de un desarrollo tecnológico que ha culminado en la incorporación de embarcaciones especialidades a las



actividades en la industria petrolera, y encaminada al servicio a pozos reduciendo el problema de contaminación ambiental. La Tecnología se ha denominado WTSV, por sus siglas en ingles que corresponden a “Well Testing Services Vessel” (Embarcación de Servicio a Pruebas de Pozos).

La Tecnología WTSV se ha desarrollado como una alternativa que, por un lado permita la recepción, separación y medición de la producción de los pozos, facilitando las movilizaciones, y que por otro lado brinde la opción de proceso de los productos, almacenamiento de fluidos contaminantes o contaminados en los casos que no exista línea de exportación y disponer de los mismos en forma limpia y permitiendo la recuperación comercial del producto.

Las embarcaciones dotadas de Tecnología WTSV asisten directamente en los servicios a pozos y brindan apoyo para la recepción del producto durante los servicios de limpieza, tratamiento, estimulación así como el aforo de pozos petroleros. Se dispone de los equipos y dispositivos requeridos por regulaciones internacionales y con una capacidad de almacenamiento y distribución de tanques adecuada para recibir todo tipo de productos y fluidos esperados.

Los objetivos últimos de las embarcaciones WTSV son:

• Recibir todos los fluidos que se generan durante el servicio a pozos en el mar

• Procesarlos y disponer de ellos en forma ecológica

• Recuperar un producto con valor comercial: aceite crudo

• Caracterizar la producción de los pozos petroleros en el mar o aguas interiores.

• Pero ante todo:

Reducir la emisión de gases contaminantes y en general la contaminación del aire y del mar debido a la incineración de fluidos



2.0 FUNDAMENTO DE LA TECNOLOGIA WTSV

2.1 Objetivos de la medición y servicio

El servicio a pozos durante la exploración y explotación producción de hidrocarburos en el mar comprende los servicios que se brindan a los pozos en las fases de terminación, reparación, estimulación, medición de la producción, producción temprana y/o servicio en el caso de libranzas o mantenimiento a instalaciones existentes.

El objetivo de estos servicios es:

• Diseñar la mejor instalación en el caso de pozos nuevos o exploratorios sobre la base de la producción esperada.

• Determinar entre otras la reserva, volúmenes, proyecciones y características de la producción, flujos, presiones y en su momento el abatimiento de las reservas petroleras.

• Dar continuidad a la producción de hidrocarburos.

El servicio a pozos conlleva un reto: El control de los fluidos y productos que emanan de los pozos durante el servicio; por su naturaleza estos productos son altamente contaminantes, compuestos principalmente por:

• Aceite Crudo

• Agua de Proceso (oleosas)

• Gas

• Químicos utilizados en estimulación, terminación, etc.

• Sólidos, incluyendo arenas, recortes de perforación, etc.

2.2 Sistemas de servicio y medición tradicionales

En el sistema tradicional de medición, empresas especializadas mueven módulos portátiles sobre abastecedores los que deben izar a las plataformas, inter-conectar y activar para medir la producción. En ciertos casos la misma plataforma dispone de cierto volumen de almacenamiento de fluidos, disponen de separadores de prueba simples y en ciertos casos existen líneas de exportación a los cuales se pueden enviar los productos para tratamiento posterior. La figura No. 2 muestra en forma muy simplificada el sistema tradicional, con el grave problema de incineración de los afluentes.



Figura No. 2 Sistema tradicional de servicio y su efecto en emisiones

En el caso de las instalaciones fijas y/o de producción permanente, se puede disponer de los equipos de separación y proceso de prueba instalados en forma permanente, los cuales se utilizan con fines de de prueba de producción, con separación primaria, sin embargo al no existir capacidad de almacenamiento o una línea de exportación, y en particular durante los servicios de estimulación o reparación de pozos, los productos se derivan hacia un quemador y se busca incinerarlos, incluyendo líquidos, gas y sólidos. La figura No. 3 muestra un caso grave de servicio a pozos en instalaciones fijas.

Figura No. 3 Incineración de fluidos. Servicio en instalación fija

En algunos países la práctica común es movilizar una barcaza, asistida por remolcadores, los cuales mantienen a la barcaza en posición, a la cual se le descarga



los fluidos sin procesar, los cuales se transportan a tierra para confinamiento o aprovechamiento secundario.

En el caso de pozos exploratorios, en donde frecuentemente se utilizan plataformas móviles auto elevables o semi-sumergibles o embarcaciones de perforación, generalmente se carece de línea de exportación y en ciertos casos no disponen de capacidad de almacenamiento. En este caso se busca incinerar los productos del pozo por medio de quemadores instalados para ese fin, en ocasiones lo mezclan con diesel y aire comprimido para facilitar la incineración. Sin embargo el producto no siempre se quema en su totalidad por lo que el daño al entorno ecológico es grave por los residuos derramados al mar y los gases emitidos al aire. Los residuos sólidos se derraman al mar, al igual que el agua contaminada.

Figura No. 4 Incineración parcial en plataforma semi-sumergible de exploración

2.3 Efectos de los sistemas tradicionales

Los efectos negativos del sistema tradicional de servicio a pozos son, entre otros:

• Ineficiencia en las pruebas ya que, cuando se utilizan equipos portátiles se requiere de 10 a 12 días en movilización, conexión, prueba y desconexión.

• Elevados costos por tener que emplear abastecedores, barcazas y/o remolcadores en las movilizaciones y servicio.

• Problemas de logística en casos de mal tiempo, ausencia de abastecedores, etc.



• Altos problemas de contaminación, la cual se acentúa en el caso de estimulación, limpieza y reparación de pozos, ya que el diesel, nitrógeno y los ácidos e hidrocarburos aromáticos utilizados en el servicio son altamente contaminantes.

• Restricción en el tiempo de prueba. Algunos países limitan el tiempo de prueba a no más de 3 a 4 horas, tiempo durante el cual se les permite incinerar fluidos, esto implica cierta imprecisión en la medición.

• Perdida/incineración de un producto con valor comercial.

La figura No. 5 muestra en forma diagramática el concepto tradicional del servicio. Existen casos en los que se reduce la contaminación al existir una línea de exportación, pero esto solo se logra en el servicio de medición/aforo.

Figura No. 5 Concepto tradicional de medición de pozos



3.0 ALTERNATIVA DE SOLUCIÓN: WTSV

3.1 Propuesta

Con el fin de resolver los problemas de emisión de gases y contaminación que se presentan en los sistemas tradicionales de servicio y prueba, se desarrolló una alternativa que por un lado permita la recepción, separación y medición de la producción de los pozos, facilitando las movilizaciones, y que por otro lado brinde la opción de proceso de los productos, almacenamiento de fluidos contaminantes o contaminados en los casos que no exista línea de exportación y disponer de los mismos en forma ecológica, adicional a la recuperación comercial del producto.

La tecnología se ha denominado WTSV, la cual considera la embarcaciones dedicadas el Control y Almacenamiento de Fluidos y Residuos del Servicio a Pozos en el Mar o en Aguas Interiores, y para Prueba y Evaluación de la Producción.

La embarcaciones disponen de sistemas de propulsión controlado por un computador de Posicionamiento Dinámico los cuales permiten la movilidad y mantener la posición y el rumbo, y permiten la atención de pozos en áreas amplias y localizaciones distantes.

3.2 Principio ecológico del servicio

El principio del servicio ecológico a pozos en el mar se ilustra en la Figura No. 6 en donde se observa que el sistema instalado en la embarcación deberá ser capaz de:

• Recibir el producto desde la plataforma de perforación, exploración o producción a través de líneas o mangueras flexibles a una planta de proceso instalado en forma permanente sobre la cubierta de la embarcación.

• Separar agua, gas, deshechos líquidos y sólidos limpios y/o contaminados y aceite crudo.

• Almacenar los líquidos en los tanques de la embarcación para exportar o re inyectar a pozos de deshechos industriales.

• Almacenar de acuerdo al Código CRETIB los deshechos sólidos por medio de contenedores portátiles para posteriormente disponer de ellos hacia confinamientos.

• Caracterizar la producción de los pozos.

• Evitar en su totalidad la incineración de aceite crudo, agua o desechos sólidos contaminados.

• Evitar el derrame al mar de líquidos o sólidos.



Figura No. 6 Concepto ecológico de servicios a pozos

3.3 Descripción del proceso

El producto de cada pozo, en cada campo de explotación, tiene composición diferente, por ello el servicio puede ser variado; la composición del producto en un rango de características que no se pueden conjuntar en una sola descripción, sin embargo el proceso considera la separación para obtener cinco componentes principales:

i) Aceite Crudo. Este es el producto principal que se pretende controlar y en la mayoría de los casos explotar con fines comerciales; es también el producto que al incinerar produce un mayor cantidad e tonCO2.

ii) Gas. El segundo componentes es el gas, el cual se puede manifestar emulsionado en el crudo y otros fluidos y productos, o solo gas. Puede ser dulce o amargo (con cierto contenido de H2S).

iii) Agua Oleosa. Este producto proviene de la separación de la mezcla, generalmente arrastra residuos oleosos, sólidos, químicos, metales y lodos, entre otros productos. En el caso de pozos marinos puede tener una gran cantidad de NaCL emulsionada.



iv) Sólidos. Dependiendo del servicio, y en particular en la reparación o terminación de pozos, el fluido que emana del pozo arrastra ciertas cantidades de sólidos en suspensión: recortes de la perforación, arena, etc.

v) Líquidos contaminantes. Ciertos servicios al pozo requieren de inyección de fluidos variados, tales como diesel, ácidos aromáticos principalmente HCl para estimular el flujo, nitrógeno, y otros productos. La mezcla desfoga por el pozo una vez que ha reaccionado y se manifiesta como una mezcla de los productos, los cuales pueden emanar en estado de reacción y en regresan en su estado original.

3.4 Proceso de separación y disposición de productos

El proceso se efectúa por medio de uno o varios separadores diseñados y preparados para recibir la mezcla y separar todos los componentes principales. De esta forma los productos combinados se pasan por uno ó más separadores hasta obtener la separación deseada. El número de separadores puede ser variado, dependiendo de las características del producto, el contenido de agua, gas, sólidos, etc. En cada fase de separación se puede medir el volumen, presiones, temperaturas, etc de los productos separados. Una vez lograda la separación y medición deseada de cada uno de los 5 componentes, estos se disponen de la siguiente forma:

3.4.1 Aceite Crudo

Exportar a una instalación o línea existente.

El crudo se mide y se puede regresar a una línea de exportación ó plataforma por medio de:

• Retorno del aceite crudo por medio de bombas de capacidad adecuada a una línea de exportación, una instalación productora, o terminal marítima o terrestre.

• Mezclando el aceite crudo con el gas separado y regresarlo a la línea de exportación ó a la instalación a la cual se le dio servicio.

Trasegar a una embarcación satélite

En caso de que el crudo no se haya podido retornar a una línea de exportación ó a la instalación productora, el aceite crudo se almacena en los tanques de la embarcación, de donde se pueda trasegar a una embarcación auxiliar, sea un tanquero o un chalán de carga especializado.

Terminal marina o terrestre

La embarcación puede podrá navegar a una terminal portuaria u otra instalación productora en donde se descarga el aceite crudo.



3.4.2 Gas

Exportar a una línea existente

En condiciones de presiones adecuadas el aceite crudo se puede mezclar con el gas y regresarlo a la línea de exportación ó a la instalación productora.

Quema de gas

En caso de que el gas no se pueda regresar a la línea de exportación, se verá en necesidad de quemarlo. Una vez separado se pasara a un quemador instalado en la embarcación.

Generación de energía

En caso de que el gas producido sea dulce, esto es, sin contenido de H2S, se puede utilizar el gas como combustible y con el fin de generar potencia para la embarcación o energía eléctrica para propulsión o los servicios. Esta es una de las mejoras a la Tecnología WTSV considerada para el futuro. La limitación para el uso de turbinas productores de potencia eléctrica se origina por la gran contaminación que puede contener el gas debido al alto contenido de H2S, N2.

3.4.3 Disposición del agua

El agua separada durante el proceso se recibe en los tanques de la embarcación, generalmente contaminada con residuos de aceite, así como residuos sólidos y productos químicos. En caso de que se determine acidez en el agua, se le agregarán químicos para neutralizarla. Una vez neutralizada se almacenará en los tanques de la embarcación.

Re-inyección a pozos de desecho industrial

En ciertas localizaciones se dispone de pozos de deshechos industriales para recibir productos contaminados. En caso de disponer de una instalación de este tipo, todos los residuos líquidos, aguas oleosas y/o ácidas ó contaminadas se re inyectan a dichos pozos. La embarcación cuenta con bombas de capacidad adecuada para descargar los productos en pozos dedicados a este servicio. Los fluidos se filtran para evitar que sólidos de gran tamaño se re-inyectan a los pozos y evitar el obstruir los veneros.

Como medida extrema, y en caso de no disponer de pozos de deshechos, el agua se debe tratar, o pulir, para limpiar con no mas de 15 ppm (partes por millón) de aceite, y se verterán al mar.

3.4.4 Disposition de productos sólidos



Todos los residuos sólidos tales como, arenas, recortes, etc. se almacenarán en contenedores portátiles y se enviarán a confinamientos a tierra. No se vierte ningún sólido, sea limpio o contaminado.

3.4.5 Mezclas emulsionadas heterogéneas

En caso de haber recibido y almacenado una mezcla heterogénea (emulsionada) con una elevada complejidad para obtener una separación en componentes homogéneos, la mezcla de fluidos se almacenara en tanques de la embarcación o contenedores portátiles preparados para la recepción de este producto. En este caso el producto integro se descargara hacia confinamientos especializados.

3.5 Modalidad de servicio

La Tecnología WTSV permite el servicio en varias modalidades de servicio, cabe indicar que esta lista es indicativa, ya que la experiencia ha mostrado que estas embarcaciones pueden brindar otros servicios para los cuales no se habían concebido, pero que han mostrado la capacidad de atender, entre otras: reparación de ductos ascendentes para evitar el cierre de producción; servicio de “bypass” para el mantenimiento de pozos; inyección de líquidos para destapar líneas de exportación. Este documento, sin embargo, únicamente describe los servicios para los cuales se concibió la Tecnología WTSV.

3.5.1 Medición de pozos

Una vez terminado un pozo, sea que se encuentre en la fase de pre-producción o en producción continua, es conveniente monitorear su producción. Esto permite diseñar la instalación adecuada dependiendo del numero de pozos que se pretenda perforar en la localización, eficientando la instalación y de acuerdo a los volúmenes y calidad esperada. En el caso de pozos existentes en proceso de producción continua permitirá determinar los volúmenes de producción y mantener estadísticas para determinar:

• Problemas en la producción

• Abatimiento de la producción

• Obtener proyecciones reales de la producción

Otros beneficios que brinda la Tecnología WTSV por el hecho de disponer de un sistema ya armado e integrado en la embarcación permitirá:

• Reducir el número de separadores en las instalaciones productoras y con ello el costo de construcción.

• Reducir el mantenimiento

• Atender múltiples localidades con un solo equipo.



• Aumentar el número de instalaciones atendidas en función del tiempo.

3.5.2 Producto de la estimulación de pozos

Este servicio se aplica a pozos nuevos o existentes que no fluyen, o cuya producción ha decaído. Los métodos son variados, si bien en forma general consiste en la inyección de productos químicos (ácidos) generalmente aromáticos, diesel y nitrógeno, entre otros productos y se dejan en el pozo durante cierto tiempo esperando una reacción, posteriormente se dejan desfogar por la boca el pozo. Este desfogue violente (back flow) se recibe en la embarcación. El producto inicial del desfogue es complicado separar, por lo que envía directamente a los tanques de la embarcación para disponer a confinamientos o centros de separación refinada ya sea en tierra o a bordo de la embarcación. Cabe aclarar que la Tecnología WTSV no considera equipo de estimulación, únicamente la capacidad de recibir los fluidos del “back-flow” y su proceso limpio.

3.5.3 Recepción de productos de la reparación y terminación de pozos

En el caso de una terminación de pozo o en caso de una reparación, distinta al proceso de estimulación, la planta deberá estar preparada para recibir, entre otros, cierta cantidad de sólidos. Estos son generalmente recortes de perforación, arenas o grumos generados por el lodo de la perforación. Durante la primer fase de la separación, el separador de limpieza esta preparado para decantar los residuos sólidos hacia el fondo del separador. Una vez concluida la prueba, los sólidos depositados se extraerán y se almacenan en los contenedores portátiles para su confinamiento a tierra.

3.5.4 Servicio a libranzas de pozos existentes o producción temprana

Con frecuencia las compañías petroleras se ven en la necesidad de intervenir, dar mantenimiento, reemplazar o reparar algún componente de sus instalaciones de producción permanente, pero no desean suspender la producción. En estos casos la embarcación puede atender la producción del pozo o instalación que se este interviniendo, y de esta forma permitir el mantenimiento de la instalación. En otras palabras, se actúa como un bypass y con ello permite la continuidad en la producción hasta reactivar el componente de la instalación o plataforma.

3.5.5 Limpieza de líneas

En gran cantidad de campos petroleros la exportación y producción de los campos petroleros se efectúa a través de líneas o tuberías submarinas. Durante el proceso de construcción y tendido de las líneas y generalmente al finalizar el tendido, se efectúa la limpieza o la prueba hidrostática para asegurar que no existan fugas. El producto utilizado en dichas pruebas y/o limpieza generalmente es agua mezclada con inhibidores de la corrosión y productos químicos, por lo que, al ser una mezcla contaminante, existen restricciones en cuanto al vertimiento al mar. La Tecnología WTSV permite recibir el agua de dichas pruebas y re inyectar a pozos de deshecho industrial, o descargar en puerto hacia confinamientos autorizados.



4.0 COMPONENTES DE LA TECNOLOGIA WTSV

Los componentes de la planta de proceso de la Tecnología WTSV no son independientes, están interconectados a sistemas y servicios de la embarcación para brindar el servicio; no existe una frontera o limite entre la planta de proceso y la embarcación. En la Tecnología WTSV la Planta de Proceso es dependiente de la embarcación y la embarcación de la planta con una serie de servicios y equipos de “interface” que le permite actuar como una unidad integral. La embarcación con Tecnología WTSV cuenta entonces con:

• Sistema de separación de los productos

• Equipos, dispositivos e instrumentación para controlar el proceso, la operación y emitir reporte del servicio brindado.

• Sistemas de bombas para reintegrar el crudo estabilizado y/o productos químicos, agua; a las líneas de exportación, reinyección, o para el trasiego a embarcaciones auxiliares o terminales de descarga.

• Sistemas y dispositivos de seguridad adecuadas.

• Laboratorios de análisis y prueba de los productos del proceso.

4.1 Planta de proceso

4.1.1 Conexión al pozo

Los sistemas para importar y exportar los fluidos se muestran en la Figura No. 7. Se refiere a los sistemas “Sistema de Mangueras Flexibles” y comprenden la conexión entre la plataforma y la embarcación será mediante:

• 1er Bloque de válvulas de estrangulación “choke manifold”, el cual deberá instalarse sobre la cubierta de la plataforma, y dispone de conexión a los sistemas de paro por emergencia y cabezal de medición.

• Mangueras de alta presión para la conexión del “choke manifold” hacia el BSPP. Las mangueras podrán deben ser de una sola sección, debiendo evitar el uso de secciones conectadas. Disponen también de un sistema de desconexión rápido.

• 2º Bloque de válvulas de estrangulación “choke manifold”, que deberá instalarse sobre la cubierta de la embarcación, y conectado al sistema de paro por emergencias.



Figura No. 7. Sistema de importación y exportación de fluidos

4.1.2 Separadores (Recipientes a presión)

El diseño, tamaño y características y construcción de los separadores y equipos sujetos a presión mayor que la atmosférica, se determinarán para cada embarcación y planta de proceso en forma particular. Figura No. 8. Están diseñados y dotados de dispositivos y componentes internos para lograr la separación de aceite, agua, sólidos y gas por medio de paquetes de placas, filtros, mallas, placas de choque, etc. algunas de las consideraciones principales son:

• Materiales de construcción. Se considera el porcentaje de H2S en el crudo para la selección de los materiales de construcción de los separadores y en general todos los componentes. Se consideran factores muy elevados en los espesores para permitir una corrosión relativamente acelerada y mantenerse dentro de norma.

• Internos. Generalmente los internos están fabricados con acero inoxidable y se sujetan con soldadura, en ocasiones se utilizan internos empernados. El tipo y diseño considera entre otros, los movimientos y aceleraciones que sufre la embarcación debido a las fuerzas ambientales.

• Las bancadas y soportes se diseñan para soportar las cargas operativas, ambientales y de movimiento de la embarcación.



Figura No. 8. Separador instalado en embarcación WTSV (tratador de aceite)

4.1.3 Productos de reacción (Estimulación y reparación de pozos)

Los productos de esta operación comprenden: crudo, diesel, agua, ácido clorhídrico sin reaccionar y reaccionado, nitrógeno (utilizado durante la estimulación o inducción de pozos) y gas, entre otros. El diesel e hidrocarburos se pueden recuperar para ser re-utilizados o procesados, el resto de los fluidos se envían a los tanques de la embarcación para posteriormente re-inyectarlos en los pozos de deshecho industrial. El gas producido en estas operaciones se podrá enviar al quemador.

4.1.4 Tratamiento del agua

El tratamiento de agua se logra neutralizando la acidez y dar tratamiento químico o mecánico con el fin de poder re-inyectar a pozos de deshecho. En caso de verse en la necesidad de descargar al mar, esta descarga se hará de acuerdo a las normas y regulaciones que apliquen, generalmente las regulaciones para la descarga del agua al mar son las de emitidas mínimas se dictan por MARPOL, sin embargo cada país y operador mantiene regulaciones particulares en cuanto a la cantidad de contaminantes permisibles, medidos generalmente como ppm (partes por millón), equipo requerido, procedimientos de descarga, etc.

4.1.5 Bombeo y trasiego

Se deberá disponer de sistemas de bombeo para manipular el aceite crudo estabilizado entre los tanques, las capacidades de los sistemas de bombeo se determinaran en función de la producción esperada. Las bombas se utilizaran para:

• Reintegrar el crudo a la línea de exportación o de proceso

• Trasegar a una embarcación satélite o a una terminal marina o terrestre.



• Trasegar entre tanques o para recirculación.

Se deberá disponer de sistemas de bombeo de capacidad adecuada para re inyectar agua limpia, aguas oleosas y/o productos químicos de deshecho a pozos industriales.

4.1.6 Paquete de inyección de químicos

El producto recibido a la planta de proceso puede requerir de aditivos que permitan facilitar la separación de los componentes, tratar y estabilizar el crudo, inhibir ácidos, fluidos y gases nocivos para el personal, medio ambiente y el equipo. Para ello, se cuenta con paquetes de inyección para dosificar, entre otros, y en diversos puntos de la planta:

• Antiespumante

• Desemulsificante

• Inhibidores de asfalteno, parafinas, corrosión y H2S

4.1.7 Adquisición y registro de la información del proceso.

Se dispone de la instrumentación y equipo adecuado para controlar y registrar los datos de la operación, proceso y servicios. Los dispositivos y el sistema pueden estar conectados a los sistemas de detección y supresión de gas y fuego así como a los sistemas de paro por emergencias para atender las emergencias que se puedan presentar.

La planta de proceso deberá estar conectada a un sistema de recolección de datos, que permita controlar el proceso, determinar la información del producto y la información del pozo. El sistema completo deberá tener de igual forma una interface con el sistema de detección y supresión de incendios, los sistemas de paro de emergencia y los sistemas de detección de gas. La información podrá recolectar datos sobre:

• Gastos de aceite crudo, agua, gas

• Volumen y tipo de químico inyectado

• Flujos y cantidades de almacenamiento

• Presión del proceso de separación en las diversas etapas

• Temperatura durante la separación.

• Porcentajes de separación.

• Volumen de aceite, agua y gas

• Almacenamientos de agua



• Descargas al mar

• Flujo de gas al quemador

4.1.8 Sistemas de contra-incendio y de seguridad

El diseño de la embarcación considera la incorporación de los más altos niveles de protección, detección y seguridad. Considerando que la embarcación está expuesta en forma directa a la producción de productos e hidrocarburos a presión, altamente flamables y nocivos, obliga a que se busque la seguridad del personal, de la embarcación y del equipo, así como del medio ambiente. Se tienen consideraciones muy rígidas en cuanto al diseño y la selección de equipos, materiales y dispositivos de seguridad que garanticen la protección adecuada. Algunas de las consideraciones en cuanto a seguridad incluyen:

• Estudios HAZOP

• Sistemas Contra-Incendio

• Sistemas de Rocío o “Deluge”

• Sistemas de Protección Fijos

• Sistemas de detección de gas toxico y combustible

• Sistemas de Alarma

• Sistema de Paro por Emergencia

• Sistema de desconexión rápido

4.1.9 Gas inerte

Los tanques de almacenamiento de líquidos deben protegerse por medio de un gas inerte con el fin de eliminar las condiciones explosivas que se generarían al llenar los tanques con aire. La inertizacion se logra por medio Nitrógeno producido abordo. Como alternativa se pueden instalar sistemas de generación de CO2. En casos extremos se puede usar gas natural que se obtenga de la separación.

4.1.10 Sistemas de venteo y desfogue

Todos los recipientes cerrados y tanques de almacenamiento disponen de sistemas de venteo y desfogue de gases, para así evitar la acumulación de presión positiva o negativa (vacio) que ponga en riesgo los tanques y la integridad de la embarcación. Los gases se ventean de acuerdo a los requerimientos de seguridad en la materia o se podrán dirigir al quemador.

4.1.11 Quemador



Se dispone de un quemador de características y capacidades adecuadas para incinerar los gases que provengan del proceso de separación. Estos gases pueden ser de baja presión en el caso de fases de separación secundaria o de alta presión en las fases primarias; en este último caso los gases se incineraran cuando no sea posible reintegrarlos a la línea de proceso o de exportación.

4.1.14 Calentadores de aceite (Almacenamiento)

Cuando el producto que se obtenga de la separación tenga una gravedad API baja, se dispone de sistemas de calentamiento de la carga para permitir manipularlo, trasegar, bombear, almacenar, etc. El sistema de calentamiento genera de vapor o fluidos térmicos, y en ocasiones se puede aprovechar el calor transferido del producto del pozo.

4.1.15 Laboratorio químico

El laboratorio químico tiene los equipos y materiales, y esta acondicionado y con capacidad para realizar análisis de:

• Aceite crudo; densidad, características, encogimientos, etc.

• Calidad del agua, acidez, contaminación, contenidos de hidrocarburos, etc.

• Sólidos y productos de la estimulación, limpieza y reparación de pozos, contenido, acidez, porcentajes, etc.

• Mezcla de los componentes aceite crudo–agua antes y después de la separación.

4.2 Componentes de la embarcación

Con fines descriptivos, la embarcación se considera agrupada en los siguientes cuatro grupos:

• Casco

• Sistema de propulsión con posicionamiento dinámico

• Servicios auxiliares para la embarcación

• Servicios auxiliares para la tripulación

4.2.1 Casco

La embarcación tiene como objetivo principal el de brindar con los espacios de carga, almacenamiento y maquinaria, así como el área de cubierta suficiente para instalar la planta de proceso, maquinaria y equipos auxiliares, y los espacios de almacén y habitacionales entre otros. La configuración del casco debe ser de “doble casco”. Los tanques de carga se encontraran hacia el interior del casco, ningún espacio de carga tendrá contacto con el agua.



Se dispone de tanques suficientes para la carga, incluyendo: aceite crudo, aguas oleosas producto de la separación, lastre (agua de mar), combustible, agua dulce, aceites lubricantes, etc.

4.2.2 Sistema de propulsión con posicionamiento dinámico

Los sistemas de posicionamiento dinámico tienen aplicaciones muy variadas, se utilizan, en embarcaciones de tendido de tuberías, actividades de buceo, perforación y explotación petrolera, construcción y mantenimiento costa-afuera, de mapeo topográfico, entre otras. Las consideraciones para su diseño estarán basadas en el uso de la embarcación y de la predicción de las fuerzas ambientales en el área de trabajo, pero ante todo el riesgo al personal, equipo y medio ambiente.

En el caso de la embarcación con tecnología WTSV por ser una embarcación conectada a pozos vivos, en donde la presión del producto mezclado de crudo-gas-agua-sólidos puede recibirse a cientos ó miles de kilos/libras de presión, y en donde la tripulación de la embarcación es relativamente numerosa (varias decenas), el valor de la embarcación y de la plataforma en medición puede ser elevada y el riesgo de contaminación a un costo potencial incalculable en caso de derrame, los sistemas se deberán seleccionar con las normas más rígidas y utilizando los criterios de seguridad mas estrictos posibles para minimizar el riesgo en cualquiera de sus manifestaciones: personal, equipo o medio ambiente.

Se puede decir entonces que las consideraciones principales para el diseño del sistema DP del WTSV consideran en orden de prioridades:

a) Riesgo en término de personal (vidas humanas)

b) Riesgo en término de pérdidas materiales en caso de catástrofe.

c) Riesgo en términos de daños ecológicos

4.2.3 Clasificación de posicionamiento dinámico

La industria naval y costa-afuera, así como las Sociedades de Clasificación miembros de la IACS han determinado 4 categorías para los sistemas de posicionamiento; su clase se define por la Resolución 645 del OMI:

DP-0: La embarcación está dotada de un sistema centralizado manual para controlar la posición y rumbo bajo condiciones ambientales máximas especificadas.

DP-1: La embarcación dispone de un sistema de posicionamiento capaz de mantener automáticamente la posición y el rumbo bajo condiciones ambientales máximas y dispone de un sistema de control manual independiente para control del rumbo.



DP-2: La embarcación está dotada de un sistema capaz de mantener la posición y el rumbo bajo condiciones ambientales máximas y considerando la falla de alguno de sus componentes, excluyendo la pérdida de uno de los compartimentos.

DP-3: La embarcación dispone de un sistema capaz de mantener la posición y rumbo bajo condiciones ambientales máximas, considerando la falla de alguno de sus componentes, incluyendo la perdida de alguno de sus compartimentos. (Incluyendo el puente de mando).

La embarcación dotada con tecnología WTSV debe cumplir como mínimo con los requisitos de un sistema DP-2.

4.2.4 Componente principales de los sistemas DP

En términos generales un sistema DP se compone de:

a) Unidades de control (Computadoras) El “cerebro” del sistema de posicionamiento dinámico es el procesador (computadora) que recibe una serie de datos externos de medio ambiente, movimientos, comportamiento de maquinas, viento, dirección de los propulsores, etc.; interpreta los datos y emite señales de respuesta a los sistemas de propulsión, sea para desplazarse o mantenerse hacia, o en una posición seleccionada. Las computadoras de un sistema de posicionamiento dinámico deben estar instaladas en tal forma que el operador pueda observar y estar alerta de las condiciones ambientales y cualquier actividad relevante a la operación.

Las embarcaciones con sistema DP-2 mantienen dos sistemas de control automático y una unidad manual de control. En caso de falla de uno de los procesadores (computadoras) el control se transfiere automáticamente a la segunda computadora. En caso de falla de la segunda computadora el control se transfiere al sistema manual.

4.2.5 Propulsores

Una vez que la computadora ha interpretado la posición y rumbo deseado, se emiten señales al sistema de propulsión para corregir a la posición y/o rumbo. Las variables que se pueden controlar en un propulsor son:

• Revoluciones de las máquinas o hélices en los sistemas de paso fijo, y/o

• Angulo de las palas de las hélices en sistemas de paso variable, y/o

• Dirección del propulsor en los sistemas azimutales

a) Propulsores azimutales

Este es el sistema más común para embarcaciones de posicionamiento dinámico, y se refiere a hélices que pueden dirigirse por medio de sistemas de giro independientes y dirigir el flujo hacia cualquier dirección (360O). La hélice puede



ser de paso fijo o variable y con este sistema se controla la dirección y fuerza de empuje.

b) Propulsores convencionales. Paso fijo o variable

En embarcaciones que además de operar como unidades de posicionamiento dinámico se pretende navegar grandes distancias, en cuyo caso disponen de paso variable en el sistema de propulsión, esta es una alternativa para controlar los movimientos en el eje longitudinal. Se debe disponer de mínimo dos propulsores con paso variable y se combina con túneles transversales o propulsores azimutales para efectuar movimiento en el eje transversal.

c) Propulsores transversales. Paso fijo o variable

Este tipo de propulsor (túnel thruster) se instala para corregir los desplazamientos transversales o rotar sobre el eje vertical de la embarcación. Se combina con el sistema de paso variable sobre eje fijo y/o sistemas azimutales.

d) Propulsores a chorro de agua

Este tipo de propulsor tiene una toma de agua en la parte sumergida de la embarcación y por medio de bombas aumenta la velocidad del agua para formar un chorro de agua dirigido. Al igual que con los propulsores azimutales, el flujo se puede dirigir a la dirección deseada.

4.2.6 Operación del sistema

Dada la naturaleza de las operaciones que efectuara la embarcación, la operación se deberá efectuar bajo la atención continua de un oficial de cubierta con experiencia y capaz de tomar decisiones en momentos de emergencia. Se tendrá visibilidad de toda la planta de proceso, plataforma en medición, grúa y sistemas de proceso. Se dispone de monitores de despliegue visual para el control de posición, rumbo y envolvente de operación; alarmas visibles y audibles para indicar cuando la embarcación se sale del envolvente y alertar al operador.

Durante las operaciones una vez que se define la localidad que se va a servir, se moviliza la embarcación al lugar de trabajo y se efectúa la maniobra de conexión.

Una vez en posición la computadora recibe los datos a cierta frecuencia de los siguientes componentes (entre otros):

• Sistema de referencia vertical

• Anemómetros

• Giroscopicas

• Angulo (dirección) del flujo de los propulsores azimutales



• Angulo de las hélices en el caso de hélices de paso controlable

• Potencia y revoluciones de las maquinas

Con los datos de entrada, la computadora integra y determina la fuerza y dirección necesaria para retomar la posición seleccionada, retro-alimentando a las máquinas y variar potencia y/o las revoluciones a los cuales deberán girar los propulsores o el paso de las palas, etc.

4.2.7 Sistemas auxiliares para la embarcación

La embarcación deberá contar con los servicios y equipos necesarios para brindar el servicio al proceso, a la tripulación y a la embarcación misma. La siguiente lista relaciona algunos de los sistemas auxiliares de la embarcación, su objetivo y componentes principales, los sistemas auxiliares más importantes son:

• Generación de energía eléctrica. Eléctrico, incluyendo generadores, tableros, paneles de distribución, sistemas de iluminación, etc.

• Propulsión

• Servicios auxiliares, tales como bombas contra-incendio, accionamiento de compresores, maquinas de soldar, sistemas a arranque (aire comprimido, marcha, etc.), sistemas de enfriamiento por agua o aire, sistemas y ductos de gases de escapes, sistemas de lubricación, instrumentos de control, indicadores de presiones, temperaturas, etc.

4.2.8 Sistemas de servicio

Los sistemas de servicio para la embarcación podrán ser variados, e incluirán todos los componentes y equipos, tales como válvulas, bombas eléctricas o mecánicas, medios de accionamiento, dispositivos de apertura y cierre, filtros, controles, indicadores, etc. para:

• Red contra incendio

• Sistema de agua dulce fría y caliente, incluyendo los sistemas de generación de agua.

• Combustible para abastecer toda la maquinaria abordo, calderas, etc.

• Aire comprimido para el servicio de la embarcación y maquinaria.

• Sistemas sanitarios para el servicio de la embarcación, incluyendo la(s) planta(s) de tratamiento de aguas negras y cumplir con la normatividad en la materia.

• Sistema de lubricación de maquinaria y componentes.

• Sistemas de comunicación en la embarcación y externa.



• Sistemas y equipos de navegación

• Helipuerto con todos los servicios requeridos, iluminación, servicios contra incendio, etc.

• Grúa, con un alcance de pluma y capacidad de levante adecuado.

4.2.9 Servicios auxiliares para la tripulación

Los espacios habitacionales deberán contar con las comodidades adecuadas para la tripulación y personal operativo. A manera de referencia se deberá contar con:

• Cabinas con camas, y accesorios adecuados, incluyendo iluminación, sistema de acondicionamiento de aire, recreativo, de intercomunicación, etc.

• Sistemas de ventilación, calefacción y aire acondicionado

• Baños

• Cocina para abastecer al personal, áreas de comedor y recreativas, Lavanderías

• Hospitales

• Oficinas para el operador y tripulación, áreas de trabajo, etc.



5.0 EMBARCACIONES EN SERVICIO

A la fecha (2009) se han convertido tres (3) embarcaciones dotadas con tecnología WTSV, una cuarta se encuentra en proceso de conversión esperando poner en operaciones a mediados del año 2010.

5.1 WTSV (FPSO-DP2) “TOISA PISCES”

La embarcación “Toisa Pisces” Figure No. 9, se convirtió en base a una embarcación de tendido de cables, con diseño de un casco de diseño UT-736 y con sistema de posicionamiento dinámico Clase 2. El periodo de conversión tomo 12 meses, incluyendo el desarrollo de la ingeniería a detalle de la planta de proceso y embarcación, modificaciones, fabricación de planta y componentes adicionales y servicios auxiliareis.

La conversión se inicio en Gdansk, Polonia, la planta de proceso se fabrico en Houston, TX, y su integración se realizo en el Puerto de Galveston, TX. Las características principales se enlistan en la tabla No. 1

Figura No. 9 WTSV “TOISA PISCES”

5.2 WTSV (FPSO-DP2) BOURBON OPALE

La embarcación Bourbon Opale, Figura No. 10, se construyo en base a un abastecedor de diseño UT-745E, dotado también de sistemas de posicionamiento Clase 2. El periodo de construcción, basado en un casco semi-construido fue de 9 meses, incluyendo ingenierías, construcción de planta y equipos auxiliares.



La construcción se realizo en Tomrefjord, Noruega; la planta se fabrico en Reading, Inglaterra, y la integración se llevo a cabo en Noruega. Las caracteristicas principales se enlistan en la Tabla No. 1

Figura 10. WTSV (FPSO-DP2) “Bourbon Opale”

5.3 WTSV (FPSO-DP2) “ECO-III”

La tercer embarcación de esta categoría de servicio se encuentra en las ultimas fases de conversión, se llama “ECO-III”, Figura No. 11, se esta convirtiendo en buque tanque de productos químicos. En este caso se tuvo que dotar de los sistemas de posicionamiento dinámico Clase 2 y la planta de proceso. El periodo de construcción ha sido de 14 meses, basado en una embarcación en operaciones. El periodo ha incluido desarrollo de ingenierías, construcción de planta y equipos auxiliares.

La construcción se realizo en Tuzla, Turquía, la planta se fabrico en Calgary, Canadá, Inglaterra, y al integración se esta concluyendo en Tuxpan, México. Las características principales se enlistan en la Tabla No. 1

La embarcación se encuentra en la fase final de conversión, esperando finalizar sus pruebas durante el 2009, e iniciar sus servicios a finales del 2009/principio del 2010.



Figura No. 11 WTSV (FPSO‐DP2) “ECO‐III”

EMBARCACION TOISA PISCES BOURBON OPALE ECO‐III Capacidad de Proceso. Aceite 20,000 BPD 15,000 BPD 20,000 BPD Capacidad de proceso. Gas 31.83 MMSCFD 24,000 MMSCFD 36,000 MMSCFD Capacidad de Proceso. Agua 4,800 BPD 2,800 BDP 6,500 BPD Capacidad de proceso de productos químicos

2,500 BPD 1,800 BPD 3,000 BPD

Almacenamiento de aceite crudo

24,000 bbls 10,500 bbls 50,000 bbls

Almacenamiento de aguas oleosas

6,000 bbls 3,000 BBLS 15,000 bbls

Rango de productos. Densidad del aceite

14 to 43O API 14 A 43O API 10 a 43O API

H2S NACE 7% NACE 7% NACE 7% Temperatura maxima 130O C 130O C 130O C Eslora 103.5 m 90.7 m 135.0 m Manga 23.2 m 18.8 m 21.0 m Puntal 9.1 m 7.6 m 9.15 m Habitacional 70 personas 50 personas 60 personas Año de construccion / conversion

1997/2004 2004 2008/2009

Helipuerto Bell‐412 N/A Bell‐412 Clasificacion DNV 1A1 Ship Oil Prod.

Storage, Offloading PROD E0 Dynpos‐AUTR – HELDK

DNV 1A1 Ship Oil Prod. Storage, Offloading PROD E0 Dynpos‐AUTR – HELDK

ABS. WTSV FPSO DP2 HLDK

Tabla No. 1 Caracteristicas principales. Embarcaciones WTSV existentes



Estas embarcaciones han estado al servicio de PEMEX Exploración y Producción desde el año 2004, brindando servicios en la Bahía de Campeche y en forma limitada en la Región Marina Norte cubriendo actividades exploratorias en aguas profundas, únicamente en mar territorial de México en el Golfo de México.

En el entorno internacional, la tecnología WTSV es aun desconocida, y es tan solo a últimas fechas que se ha comenzado a promover este servicio.

Se puede observar que existen diferencias en cuanto a capacidades, principalmente en lo referente a almacenamiento. La embarcación ECO-III es de capacidades superiores con respecto al TOISA PISCES y el BOURBON OPALE. Existe una razón estratégica, y es que, en tanto la Exploración y producción se mueva a aguas profundas, existirá la posibilidad de utilizar este tipo de embarcación para producción temprana y pruebas extendidas, de mayor tiempo, por ello la capacidad e almacenamiento se incrementa a fin de poder recibir volúmenes mayores de fluidos.

5.4 Cuarta Embarcación

El servicio que se ha otorgado a PEMEX Exploración y Producción ha demostrado la bondad y efectividad, y lo que en el año 2000 se vislumbraba como una sola embarcación, se ha convertido ahora en una necesidad, al grado de que, a principios del 2009, PEP asigno el contrato para una cuarta embarcación, la cual se encuentra en proceso de construcción en Turquía, y se llamara ECO-IV. Las características de la embarcación se anticipa que serán idénticas a las del ECO-IV.

Figura No. 12 Vista general de la planta de proceso. “Bourbon Oaple” y “Toisa Pisces”



6.0 RESULTADOS OBTENIDOS

6.1 Toisa Pisces

La embarcación “Toisa Pisces” inicio servicios en Marzo del 2004, trabajando ininterrumpidamente desde esa fecha, excepto por mantenimientos en dique seco de acuerdo a los requerimientos de clase. A la fecha ha brindado los siguientes servicios:

SERVICIO TOTAL DE INTERVENCIONES POR SERVICIO

AFORO DE CRUDO PESADO 152

INYECCION DE AGUA OLEOSA 35

LIMPIEZA DE POZO 19

EXPORTACION DE CRUDO 112

INDUCCION Y LIMPIEZA 371

APOYO 23

TOTAL DE INTERVENCIONES 712

Figura No. 13 Distribución y servicios. WTSV Toisa Pisces



6.2 Bourbon Opale

La embarcación “Bourbon Opale” inicio servicios en Marzo del 2004, trabajando ininterrumpidamente desde esa fecha, excepto por mantenimientos en dique seco de acuerdo a los requerimientos de clase. A la fecha ha brindado los siguientes servicios:

SERVICIO TOTAL DE INTERVENCIONES POR SERVICIO

AFORO DE CRUDO PESADO 140

INDUCCION 213

LIMPIEZA 49

REINYECCION DE AGUAS OLEOSAS 44

DESHIDRATACION 1

IMPORTACION O RECEPCION 65

TRASIEGO DE ACEITE 77

DESFOGUE 13

TOTAL DE INTERVENCIONES 602

Figura No. 14 Distribución y servicios. “Bourbon Opale”



6.3 Volúmenes procesados

En cuanto a los volúmenes recibidos y procesados, las embarcaciones Toisa Pisces y Bourbon Opale han recibido, exportado y re-inyectado los siguientes volúmenes, considerando la fecha de inicio del servicio, evitando con ello la incineración de casi 2 millones de barriles de productos:

Embarcación Aceite Crudo (barriles) Aguas Oleosas (barriles) Total (barriles)

Toisa Pisces 1,150,000 210,000 1,360,000

Bourbon Opale 462,000 148,000 610,000

Total 1,612,000 358,000 1,970,000

Tabla No. 2 Volúmenes procesados

6.4 Tiempos operativos

En cuanto a los tiempos operativos, las dos embarcaciones se han mantenido en un 98.5% del tiempo en servicio, excepto por los periodos de dique seco, de tal forma que las embarcaciones han operado:

Embarcación Días operados Servicios brindados Promedio del servicio (días)

Toisa Pisces 1,906 712 2.70

Bourbon Opale 1,827 602 3.03

Total 3,733 1,334 2.79

Tabla No 3 Operaciones y promedio de servicio

6.5 Reducción de emisiones

Considerando los volúmenes procesados entre las dos embarcaciones, el servicio a pozos utilizando la tecnología WTSV ha contribuido a la reducción de emisiones, considerando dos (2) barril de fluidos procesados igual a una (1) tonCO2 equivalente.

Embarcación Total (barriles) TonCO2

Toisa Pisces 1,360,000 680,0000

Bourbon Opale 610,000 305,000

Total 1,970,000 985,000



Tabla No. 4 Reducción de emisiones

El promedio de reducción de emisiones por día de servicio es de servicio es de:

263 tonCo2/día/barco

Eso indica que cada barco puede reducir del orden de 100,000 TonCo2/año, por lo que, con el fin de evitar al 100% la emisión de gases efecto invernadero, tan solo en México, se requiere de un total de 5 embarcaciones, o buscar de alguna forma eficientar el servicio de las cuatro que estarán en servicio a mediados del año 2010.



7.0 CONCLUSIONES

Desde el punto de vista de reducción de emisiones durante el servicio a pozos, el uso de las embarcaciones con Tecnología WTSV deberá convertirse en una práctica común. La protección ambiental no tiene un precio; la Tecnología WTSV se proyecta como un sistema que coadyuvará en forma significativamente en la reducción de emisiones.

La UNFCCC considera un proyecto grande a aquel que reduce 100,000 tonCO2 a año, la introducción de dos embarcaciones representan mas de 200,000 año, considerando las cuatro embarcaciones que se pretende tener en servicio en el año 2010, representaran del orden de 400,000 tonCO2/año, esto es, mas del 4% de la producción en México, esto, en términos de la UNFCC es un proyecto ya no grande, sino mayor.

La industria se esta concientizando a la necesidad de reducir los gases efecto invernadero, y estas embarcaciones son sin duda alguna una herramienta útil. En caso de incorporar esta tecnología en otras partes del mundo, la contribución a la reducción de emisiones será del orden de millones de TonCO2.

Es conveniente promocionar los beneficios que brinda estas embarcaciones y buscar introducirla en aquellos países en que la exploración y explotación petrolera es de gran volumen y justifica la introducción del servicio.

Las necesidades energéticas globales vana incrementar, las fuentes de energía alterna aun se encuentra en fases incipientes, por lo que las próximas décadas muy probablemente continuemos dependiendo en gran forma de los combustibles fósiles. Se considera que el uso de estas embarcaciones deberá incrementar en numero y en interés conforme los grandes campos petroleros se abatan, y las empresas petroleras se vean en la necesidad de extraer los productos residuales de los grandes campos, o cuando el mundo se vea en la necesidad de explotar campos marginales, los cuales actualmente se abandonan por ser incosteable su explotación. Ref [3].

Si bien no se menciona en este documento, hay un valor adicional que las empresas petroleras seguramente utilizaran como beneficio adicional a la reducción de emisiones, y se refiere a la recuperación comercial del aceite crudo, el cual en otras condiciones se incinera, mas no así con la introducción dela tecnología WTSV. Sin entrar en detalles específicos, la recuperación del producto y su exportación o utilización representan un porcentaje del orden del 60% del costo de operación y fletamento de una embarcación con Tecnología WTSV.

Como ultimo punto, es muy conveniente considerar la incorporación de esta tecnología a los servicios a pozos petroleros en tierra. El problema es tanto o mas grave que ;as emisiones que actualmente se envían en los pozos marinos.



8.0 REFERENCIAS

[1] Anuario Estadistico PEMEX 2009. www.pemex.com

[2] United Nations Framework Convention on Climate Control http://cdm.unfccc.int

[3] “Floating Production and Offloading Vessels with Dynamic Positioning: An Approach for the Future” Document SPE-58973. International Conference. Villahermosa México. February 2000.

tecnologia wtsv: un sistema para la reducción de gases efecto

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