Descargar Presentación Completa - Academia de Ingeniería

Sistemas flotantes para la producción
de petróleo en aguas profundas
mexicanas
Dr. Federico Barranco Cicilia
Fuente: http://www.boemre.gov
26 de Enero de 2012
1

Contenido
1. Introducción
2. Sistemas de producción costa afuera
3. Perspectivas de México en aguas profundas
4. Desarrollo de campos basados en sistemas
flotantes
5. Retos y oportunidades para la Ingeniería Naval
mexicana
6. Conclusiones
7. Agradecimientos
2

1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
2004
2006
2008
Millones de barriles por día
1. Introducción
Producción global de petróleo
Costa afuera, aguas profundas
En tierra, no convencional (arenas aceitosas)
Costa afuera, aguas someras
En tierra, convencional
45%
Fuentes de energía primaria
40%
35%
30%
25%
20%
15%
10%
Petróleo
Carbón
Gas Natural
Resto
Año
Producción de petróleo en México
3

Tirante de agua (m)
1. Introducción
Avance en la perforación de pozos y producción de
petróleo en el mar
3,657
3,353
3,048
2,743
2,438
Plataforma Flotante
Pozo exploratorio
Pozo productor
Record actual
Record mundial
Perforación de Pozo
3,051 m, US GdM
Cía. Transocean
Operador: Chevron
Actual
Record
mundial
Arbol
submarino
2,934 m, US
GdM,
Tobago
Operador:
Shell
2,134
1,829
1,524
1,219
915
Record
mundial
Plataforma
Flotante
2,414 m, US
GdM,
Independence
Hub
Operador:
Anadarko
610
305
1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020
Año
4

2. Sistemas de producción costa
afuera
Plataforma
Fija
Sistemas flotantes
Semi
TLP
Spar
FPSO
Sistemas submarinos
Riser
1999-2009
crecimiento de +117%
5

2. Sistemas de producción costa
afuera
Plataformas en aguas someras mexicanas
Golfo de México
350 Plataformas Fijas
1 FSO, TaKuntah
1 FPSO, Yùum K´ak´náab
6

3. Perspectivas de México en aguas
profundas
Producción por categoría de proyectos
La estrategia de PEMEX para dar sustentabilidad a la plataforma de producción
petrolera del país se basa en seis grandes proyectos:
• Ku-Maloob-Zaap,
• Cantarell,
• Chicontepec (Aceite Terciario del Golfo),
• Explotación (sin Chicontepec, Cantarell y Ku-Maloob-Zaap),
• Exploración (sin aguas profundas) y,
• Aguas profundas.
Fuente:
SENER, 2011
7

3. Perspectivas de México en aguas
profundas
Producción (Mbd)
Producción esperada en aguas profundas
• Adquisición de sísmica 3D: 90,000 Km 2
• Perforación de 18 pozos, 10 productores
• Reservas 3-P descubiertas: 790 MMbpe
• Primeras producciones
Gas: Proyecto Lakach, 2014
Aceite: Subproyecto del Golfo B, 2017
• Producción de 784 Mbd para 2025
Fuente:
Suárez-Coppel, 2011
Fuente:
SNER, 2011
8

3. Perspectivas de México en aguas
profundas
Perforación de pozos
9
Fuente: Suárez-Coppel, 2012

4. Desarrollo de campos basados
en sistemas flotantes
Infraestructura disponible
Combinación:
• Sistemas submarinos
• Ductos-Risers
• Sistemas flotantes
• Plataformas fijas
10

4. Desarrollo de campos basados
en sistemas flotantes
Metodología FEL (Front End Loading)
Fuente: Rodríguez, 2011
Alternativa de
explotación para el
Campo Lakach
11
Fuente: Dominguez-Hernandez, PEMEX, 2009

4. Desarrollo de campos basados
en sistemas flotantes
Factores de selección de sistemas flotantes
Factores de Selección
Características del Yacimiento
• Reservas recuperables
• Formación
• Área
• Inyección de Gas, Agua
Requerimientos Funcionales
Perforación
• Incluye mantenimiento de pozos
Producción
• Aceite vs. Gas
• Capacidad
• Propiedades del crudo, etc.
Infraestructura Existente/
Exportación
• Ductos
• Almacenamiento y tanqueros
Condiciones de Sitio
Normatividad y Otros
Características del Sitio
• Distancia a la costa
• Tirante de agua
• Topografía del fondo marino
• Propiedades geotécnicas
Condiciones Ambientales
• Viento
• Oleaje
• Corrientes
• Marea
Normatividad Vigente
• Prohibición de sistemas
• Contaminación
• Seguridad
• Reuso
Otros
• Patentes
• Disponibilidad de patios
• Embarcaciones para
transporte e instalación
Sistema Flotante y Componentes
12

Tirante de Agua (m)
4. Desarrollo de campos basados
en sistemas flotantes
Factores de selección de sistemas flotantes. Ejemplos
Duración de proyectos IPCIA
FPSO-Convertido
FPSO-Nuevo
SEMI
SPAR
Aplicación de la tecnología
Perdido
2,383m, USA-GdM
2009
Independence Hub
2,415m, USA-GdM
2007
Mini-TLP
TLP
0 6 12 18 24 30 36 42
Meses
3,000
2,500
Magnolia
1425m, USA-GdM
2005
SPAR
Angra dos Reis
2,150m, Brasil
2010
FPSO
SEMI
Disponibilidad de patios de fabricación
Estados Unidos Europa Asia
Topsides
Cascos
Topsides
Cascos
Topsides
Cascos
2,000
1,500
TLP
1,000
México
Topsides
Spar (3)
500
Sistemas Flotantes
13
13

Altura
5. Retos y oportunidades para la
Ingeniería Naval Mexicana
13 torres latinoamericanas
Retos: Estructuras complejas en ambientes severos
Posibilidades de instalar
plataformas en tirantes
de agua superiores a los
límites actuales (Región
de Perdido).
250 m
200 m
220 m
2,415 m
150 m
188 m
100 m
50 m
65 m
0 m
Torre
Latinoamericana
Semisumergible
Independence Hub
Truss Spar
Perdido
Plataforma Independence Hub
14

5. Retos y oportunidades para la
Ingeniería Naval Mexicana
Retos: Incremento de la seguridad
Falla en la
contención
de materiales
peligrosos
2%
Accidentes o
fallas por
errores
humanos
46%
Fallas de la
Ingeniería
41%
Falla por
medio
ambiente
severo
11%
Causas de falla o accidentes marítimos
en Estados Unidos
15

5. Retos y oportunidades para la
Ingeniería Naval Mexicana
Retos Tecnológicos
• Implementación de FPSOs para el procesamiento y almacenamiento
de gas natural.
• Implementación de FPSOs para la perforación de pozos en mares con
ambientes severos.
• Innovación en el concepto de plataformas Semisumergibles para
permitir la perforación y mantenimiento de pozos en unidades de
producción.
• Mejoramiento de las tecnologías de tendones para la aplicación de
TLPs en aguas ultra-profundas.
• Utilización de materiales no metálicos ligeros y de alta resistencia en
líneas de amarre.
• Optimización en la configuración de cascos de flotación y sistemas de
anclaje para aguas ultra-profundas.
• Mejoras a los procesos constructivos, de transporte e instalación para
optimizar el uso de materiales y reducir tiempos de ejecución.
16

5. Retos y oportunidades para la
Ingeniería Naval Mexicana
Oportunidades: Propuesta de Proyectos de Inversión en
México
6
3
Metas de producción de aceite:
7
4
• Subproyecto del Golfo B, 2017
• Subproyecto del Golfo Sur y Perdido, 2018
• Producción inicial: 5 Mbpd
• Producción para 2025: 784 Mbpd
5
2
8
1
Año de Inicio
Número
Producción
Desarrollo del Campo Operación de
(Mbped)
Proyecto
Planeación IPCIA Desarrollos Por Desarrollo Acumulada
1 2012 2014 2017 1 100 100 GdM B
8 2018 2020 2023 1 100 200 GdM B
2 2013 2015 2018 1 100 300 GdM Sur
5 2016 2018 2021 1 100 400 GdM Sur
7 2018 2020 2023 1 110 510 GdM Sur
3 2013 2015 2018 1 100 610 Área Perdido
4 2015 2017 2020 1 100 710 Área Perdido
6 2017 2019 2022 1 74 784 Área Perdido
Total 8 784
17

5. Retos y oportunidades para la
Ingeniería Naval Mexicana
Oportunidades: Asimilación, desarrollo e innovación
2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023
2005 2006 2007 2008 2009
2012
2010 2011
2013
2012
2014
2013
2015
2014
2016
2015
2017
2016
2018
2017
2019
2018 2019
2020
2020
2021
2021
2022
2022
2023
2023
2024
2024
2025
2025
1er proyecto basado en un sistema flotante
V C VD
C D
Proyecto IPC
Planeación del Desarrollo Planeación del Desarrollo
Proyecto I&A IPC
I&A
Operación
Operación
Análisis y diseño de sistemas flotantes, selección
de infraestructura
Transporte, instalación y
construcción de
infraestructura
Operación, logística y administración
de la integridad
Evaluación de
nuevos materiales
y conceptos
Adaptación e innovación para
condiciones propias (aguas ultraprofundas)
18
Establecimiento del marco normativo nacional

5. Retos y oportunidades para la
Ingeniería Naval Mexicana
Oportunidades: aprovechamiento de la energía del oceáno
Unidades flotantes y sistemas de anclaje utilizados para
soportar y mantener en posición a los equipos y dispositivos
receptores y/o generadores de energía a partir del oleaje, las
corrientes marinas, las mareas y los gradientes tanto de
temperatura como de presión y salinidad.
19

5. Retos y oportunidades para la
Ingeniería Naval Mexicana
Acciones
• Formación de recursos humanos
• Adquisición de tecnologías de última
generación para su aplicación en
proyectos de inversión
• Implementación/fortalecimiento de
infraestructura de investigación
(laboratorios)
• Establecimiento de redes de colaboración
nacionales e internacionales, estrechando
la relación Industria-Centros de
Investigación-Universidades
• Desarrollo de proveedores nacionales de
productos y servicios
20

6. Conclusiones
La tecnología existe,
pero necesitamos asimilarla, seleccionarla
inteligentemente y adaptarla a nuestro
medio; para después, desarrollar nuestra
propia tecnología.
21

7. Agradecimientos
A mi Madre, Gloria Cicilia, por la vida, mi
educación y las ilusiones para alcanzar mis
metas.
A Lola, Andrés, Rodrigo y Santiago, por
su amor, comprensión y alegría, que me
indican el rumbo de mis acciones.
A mis hermanos y familia, por su cariño,
apoyo y confianza.
22

7. Agradecimientos
A los profesores, por mi formación
académica:
Prof. Lucina Calzada
Enseñanza básica
Prof. Salvador Ávila Zintzun
CECyT Wilfrifo Massieu, IPN
M. en C. Carlos Magdaleno Domínguez
ESIA, IPN
Dr. Ernesto Heredia Zavoni
DEPFI, UNAM
Dr. Edison Castro Prates de Lima
Dr. Luis Volnei Sudati Sagrilo
COPPE, UFRJ
23

7. Agradecimientos
A mis alumnos, por sus enseñanzas, amistad
y confianza:
Ismael Pérez, ESIA-IPN
Adrián López, Unitec
Gilberto Piña, Unitec
Julián Fuentes, Unitec
Mauricio Molina, IMP
Ricardo Romero, FI-UNAM
Mario Isiordia, FI-UNAM
Asucena Rodríguez, FI-UNAM
Lallidua Cruz, FI-UV
Carlos Castelazo, ESIA-IPN
Tonalmitl González, FI-UV
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7. Agradecimientos
A mis superiores del Instituto Mexicano del
Petróleo, por mi formación profesional:
Ing. Oscar Valle Molia
M. en C. Jorge Silva Ballesteros
Ing. Roberto Ortega Ramírez
A mis compañeros de las Direcciones de
Investigación y Posgrado e Ingeniería de
Proyecto, por su amistad y contribuciones.
Al presidente de la Especialidad de Ingeniería
Naval, M. en C. Evencio Husca Lagunes, y
compañeros Académicos por su apoyo para
ingresar a la Academia.
25

7. Agradecimientos
A los Académicos Titulares, su participación
como comentaristas a mi trabajo de ingreso:
Ing. Gustavo Hernández García
Ing. Gabriel Delgado Saldivar
Ing. Oscar Valle Molina
26

¡ Gracias !
Dr. Federico Barranco Cicilia
Instituto Mexicano del Petróleo
Programa de Investigación
Explotación de Campos en Aguas Profundas
Teléfono: (55) 9175 8234
E-mail: fbarran@imp.mx
27