Trabajo preparado por Luis Guillermo Ucha Gomez 2do Congreso Logística, Transporte y Distribución de Hidrocarburos 21 de Noviembre 2013Leon, Guanajuato, Mé[email protected]
SISTEMAS FLOTANTES DE PROCESO (FPU´s) PARA DESARROLLO DE YACIMIENTOS DE HIDROCARBUROS UBICADOS EN AGUAS PROFUNDAS
Contenido del Trabajo
Sistemas Flotantes de Proceso (FPU´s) para Desarrollo de Yacimientos de Hidrocarburos Ubicados en Aguas Profundas del Golfo de México
Elaborado por: Luis Guillermo Ucha GomezI N G E N I E R O P E T R O L E R O. U N A [email protected]
¿Que es Desarrollo de Campos?
Definición Tipos ¿Donde se utilizan? Historia Retos de PEP para el desarrollo de
campos en aguas profundas usando FPSO´s
Regulaciones para operar FPSO’s en el Golfo de México
¿Que es Aguas Profundas?
Tendencias, Producción e Inversión con FPSO´s
Floating Production - Process Units
DEFINICIÓN DE AGUAS PROFUNDAS
¿Que es Aguas Profundas?
Elaborado por: Luis Guillermo Ucha GomezI N G E N I E R O P E T R O L E R O. U N A [email protected]
Aguas Someras: 0 a 500 m
En algunos casos como Petrobras lo consideran desde 300 m
Aguas Profundas: 500 a 1,500 mAguas Ultra-Profundas: mayor a 1,500 m
¿Qué es Aguas Profundas?
SubseaDevelopment
(Tied BackTo HostFacility)
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500 ma
900 m
20 - 600 m
DEFINICIÓN DE FPU´S
¿ Que es una Floating Production - Process Units ?
Son equipos flotantes que tiene como característica principal contener equipos y sistemas para separar, bombear, comprimir, deshidratar, medir, almacenar, trasegar, exportar, etc. los hidrocarburos recibidos y así como procesar los desechos generados por la ejecución de los procesos descritos y disponerlos según las normas ambientales internacionales o del país en que se encuentra.
Adicional a los sistemas anteriores, cuenta con sistemas de: Sistemas de anclas o de Posicionamiento Dinámico Sistemas de Desconexión y conexión por emergencias Sistema de Paro por emergencias Almacenamiento de hidrocarburos Pontones de almacenamiento y balance Equipos de Perforacion e Intervención a pozos Autopropulsados Sistemas de transporte, distribución y almacenamiento Alojamiento Etc.
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Oil and Gas separation & Metering Systems
Gas Lift Injection Systems Water treating and & Injection
Systems Storage & Offloading Systems Dehydration and Gas Sweetening
Systems Gas Boosting Booster & High Pressure Gas
Compression Turret Mooring Systems Air Supply auxiliary plant Power Generation Systems Inert gas Generation Systems Fuel Gas Systems Flare Systems Emergency Shutdown Systems
Sistemas que integran los FPU´s
Tipos de Floating Production - Process Units
Acroym Defintion
DDCV Deep Draft Caisson Vessel
DDF Deep Draft Floater
DDS Deep Draft Semi
FDPSO óFPDU
Floating Drilling, Production, Storage and Offloading Systems
FPDO Floating Production Drilling and Offloading Unit
FPSO Floating Storage and Offloading Systems
MiniDOC Cross Between a semisubmersible and a truss spar
MODU Mobil Offshore Drilling Unit
Semi –FPU
Semi Submersible Floating Production Unit
TLP Tension Leg Platform
SPAR SPARAcroym Defintion
FSO Floating Storage and Offloading
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Three different development systems (left to right): 1. a SeaStar TLP installed at
ChevronTexaco’s Typhoon field,
2. a spar installed at ChevronTexaco’s Genesis Field, and
3. a semisubmersible at Shell/BP’s Na Kika Field (images courtesy of ChevronTexaco, Shell International Exploration and Production Inc., and BP).
http://www.geographic.org/deepwater_gulf_of_mexico/development_systems.htmlFPDU
FDPSO
Tipos de Floating Production - Process Units
SubseaDevelopment
(Tied BackTo HostFacility)
Elaborado por: Luis Guillermo Ucha GomezI N G E N I E R O P E T R O L E R O. U N A [email protected]
500 ma
1500 m
500 ma
3000 m
500 ma
3000 m
600 ma
3000 m
150 ma
1500 m
500 ma
900 m20 - 600 m
Plataforma FijaFixed Platform
CompliantTower
Mini TLP
SPARDDCV
TLPFPDUFDPSO
FPSOFDPSO
1996 Texaco presentó el desarrollo Fuji con FPSO, sin embargo no fue rentable al determinar que las reservas eran insuficientes.
1998–1999, Shell y BP realizaron estudios de factibilidad usando un FPSO en el desarrollo Na Kika donde se incluyeron a lideres constructores en el desarrollo de estas embarcaciones.
2000–2001 un operador analizó exhaustivamente la opción de utilizar un FPSO, pero tomando en cuenta la incertidumbre generada por la regulación que en ese momento estaba vigente y analizando los rentabilidad por el uso de tuberías exportación, la combinación de un FPSO y un shuttle-tanker tuvo baja rentabilidad en contra de un Spar y plataformas Semisumergibles-.
2000–2001 En los mismos años otro operador mostró sus proyectos para evaluación en diferentes conferencias de la SPE en Houston donde incluyó shuttle tankers y un FPSO. Sin embargo ese desarrollo se convirtió en una plataforma de patas tensionadas (TLP) y líneas de exportación hacia una plataforma fija en producción.
En Marzo 17, del 2011 the Bureau of Ocean Energy Management, Regulation and Enforcement (BOEMRE) aprobó el primer desarrollo en Aguas Profundas del Golfo de México utilizando un FPSO (Projecto Cascade - Chinook)
Un poco de historia de Unidades Flotantes en el Golfo de México
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Campos marginales Incertidumbre en la cantidad de reservas a ser recuperadas, Altos costos asociados a la adquisición de información del yacimiento, Altas inversiones de capital que aun con la tecnología correcta se requiere
reducir costos para mejorar la rentabilidad del proyecto, Yacimientos rentables que por su localización están completamente
fuera del área de recolección de otros campos, por lo que su gastos de infraestructura reducen la rentabilidad de ellos,
Yacimientos delimitados de reducidas reservas y no son económicamente viables,
Costos de desarrollo muy altos debido a gastos para cumplir con normatividad ambiental o que tienen restricciones tecnológicas,
Pruebas extendidas de producción. Campos de alta productividad de aceite crudo sin instalaciones de almacenamiento
y proceso cercanas Campos de gas extremadamente productivos que amorticen la inversión, la
operación y el mantenimiento de la instalación flotante Tecnología Disponible
¿Donde se utilizan los FPU´s Unidades flotantes de Proceso?
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Estructura Principal para el desarrollo de campos en aguas profundas
4) Host Production Facilities or Floating Production Facilities orFloating Process Units
3) Subsea Production Systems or Subsea Systems
2) Wells
1) Reservoir
4) Instalación de producción Principal o Instalación flotante de Producción o Equipo Flotante de Proceso
3) Sistemas submarinos de Producción o Sistema Submarino
2) Pozos
1) Yacimiento
EXPLORATORY
APPRAISAL
DEVELOPMENT
DEVELOPMENT
VERTICALVERTICAL
DIRECCIONALDIRECCIONAL
MANIFOLD 4 HUBSPLEMJUMPER/FLOWLINE RAISERFLIYING LEADS PLET/FLET
SDU
SUBSEA TREE
OBJETIVO DEL POZO
UTA
GAS INYECTION SUBSEA TREE
UMBILICAL
Escenario de Desarrollo del campo P90
1 KM.
3 KM.
1
324
1450 MTS.
INJECTION WELLS
MANIFOLD 4 HUBS
FLEM 3 HUBSJUMPER RAISER
SDU
WET TREE
TOTAL DEVELOPED DEPTH
FLIYING LEADS PLET
UTA
GAS INJECTION WET TREE
DIRECTIONAL WELL
GAS INJECTION RAISER
INJECTION UMBILICAL
PRODUCTION RAISERS
FLOW LINE
2
DIRECCIONAL
6
DIRECCIONAL
3
DIRECCIONAL
Lost wellVERTICAL
5
DIRECCIONAL
1
VERTICAL
4
VERTICAL
78
PRODUCTION UMBILICAL
Escenario de Desarrollo del campo P50
P10 Diagram
Escenario de Desarrollo del campo P10
P10 Diagram
Escenario de Desarrollo del campo P10
EJEMPLO USO DE FPU´S PARA DESARROLLO DEL CAMPO SUBMARINO
DEEP DRAFT CAISSON VESSEL.Embarcación flotante de forma cilíndrica con compartimientos llenos de aire colocado en posición vertical, balanceada con agua de mar y contrapesos fijos la parte inferior.La superestructura del DDCV tiene las instalaciones de producción para manejo de: 100,000 bpd de Aceite Crudo 325 million pies³/day of gas Manejo de hasta 60,000 bpd de
agua. Tres niveles de proceso:
Separación Deshidratación Tratamiento
Equipo de Perforacion Arboles de producción secos (Dry
trees) con risers tensionadores para cada pozo lo que permite intervenciones a pozos con preventores superficiales.
Proyecto Hoover Diana USA DDCV
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http://www.offshore-technology.com/projects/hoover/
24 pozos fueron perforados 14 pozos productores 2 inyectores de agua 6 inyectores de gas 1 productor de gas
Dos conductores de spare 2 pozos productores mas serán perforados Capacidad de reparaciones mayores a pozos Desarrollo de reservas de mas de 304 mmboe y
51 billones de scf Capacidad de 28 risers de producción 10 risers mas de producción protegidos en el area
de LQ Capacidad de proceso de 100,000 bpd de aceite Capacidad de proceso total de 175,000 bpd Capacidad de inyección de agua de 115,00 bpd Producción de gas de 350 mmscf Capacidad de inyección de gas de 350 mmscf Capacidad total de producción de gas 635
mmsfc
Proyecto Visund, Norway FPDU GVA 8000
http://www.offshore-technology.com/projects/visund/
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Industry’s First Use of Electric Submersible Pumps in a Multi-well Subsea Environment
Project OverviewContract Award: 1994Location: China Block 11-1Host Type: FPSONo. Trees: 25Water Depth: 370 m (1,210 ft)Tree Type: HorizontalTree Pressure: 2,250 psiTree Bore Size: 4”x2”Hydrocarbon: Oil
Deepwater Subsea ProjectMixture of Manifold Cluster and Remote / Inline Tie Backs
1. Desarrollo de Normatividad Mexicana para el diseño, operación y mantenimiento.2. Disminución de Regulaciones legales excesivas.3. Mercado internacional:
1. FPSO´s (Incremento en la demanda Mundial de uso de FPSO). 2. Incremento en el Desarrollo de Yacimientos localizados en aguas profundas y
ultra profundas .4. Falta de definición de los proyectos de desarrollo (Vamos o no vamos)5. Incremento en la demanda mundial de hidrocarburos, incremento de precios.6. Evolución organizacional y legal de compañías petroleras estatales de otros países.7. Adopción de modelos organizacionales obsoletos.8. Evitar los largos y tediosos procesos licitatorios que al final no garantizan contratar
a la mejor compañía tanto en precio como en calidad.9. Los desarrollos en aguas profundas sonde Altos CAPEX Capital Expenditures10. Dependencia del Gobierno en asignación de presupuestos de inversión y operación11. Desarrollo o adpocion de estandares de calidad con extremadamente altos
requerimientos. Los ALTOS Costos de MANTEX y de Inspección ademas de los costos de Reemplazo (Sellos y otros materiales no metalicos deben estar diseñados para 20+. Los metales deben ser resistentes a la corrosion.
Principales retos de PEP para el desarrollo de campos en aguas profundas mediante el uso de FPSO´s
Elaborado por: Luis Guillermo Ucha GomezI N G E N I E R O P E T R O L E R O. U N A [email protected]
Las Regulaciones existentes por parte del Gobierno EU se enfocan en el operación y diseño de los FPSO y van en búsqueda de evitar:1. Contaminación ambiental y marina derivado de actividades de perforación y desarrollo de
campos2. Riesgos asociados a la colisión entre el FPSO y el Barco Tanquero (shuttle tanker).3. Diseño y operación de los Sistemas de emergencia y Procedimientos (incluye medidas de
reducción del riesgo para las operaciones del barco shuttle tanker cuando este se aproxima al FPSO.
4. Condiciones ambientales severas provocadas por Huracanes.5. Afectación de las operaciones de producción, proceso, almacenamiento y trasiego, por malas
condiciones ambientales. 6. Afectación de las operaciones de producción, proceso, almacenamiento y trasiego provocadas
por retrasos, problemas en el proceso que afectan la seguridad de la operación.7. Operaciones simultaneas.8. Asignación de responsabilidades en cualquier evento que ocurra durante la operación del FPSO.9. Administración y Mitigación de los riesgos asociados a la operación del FPSO.10. Comunicaciones.11. Operaciones que tienen interfases que administrar y los equipos que participan en esas
interfases.12. Suficientes safe guards construidas dentro del sistema de producción para prevenir la
ocurrencia de incidentes importantes que impacten la seguridad o el ambiente.13. Definición clara de procedimientos operativos que describan las división entre la
responsabilidad del dueño de la operación y el responsable ante las autoridades gubernamentales (resposability vs accountability).
Regulaciones para operar FPSO’s en el Golfo de México
Elaborado por: Luis Guillermo Ucha GomezI N G E N I E R O P E T R O L E R O. U N A [email protected]
Tendencia Mundial de Desarrollo de Campos con FPSO´s
Complaint Tower
SPAR/DDCVTLP
Semi FPU´sFPSO´s
Elaborado por: Luis Guillermo Ucha GomezI N G E N I E R O P E T R O L E R O. U N A [email protected]
Producción Promedio Anual Aceite Crudo en el Golfo de México de EU(Gulf of Mexico Average Annual Oil Production)
GoM Oil & Gas Production Forecast 2009-018Production Forecast 206.pdf
Elaborado por: Luis Guillermo Ucha GomezI N G E N I E R O P E T R O L E R O. U N A [email protected]
Inversión en Aguas Profundas por Región (Capital Expenditures CAPEX)
Elaborado por: Luis Guillermo Ucha GomezI N G E N I E R O P E T R O L E R O. U N A [email protected]
FIN GRACIAS
¿PREGUNTAS?
Elaborado por: Luis Guillermo Ucha GomezI N G E N I E R O P E T R O L E R O. U N A [email protected]
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