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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?


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)


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.


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


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)


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


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?


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


P10 Diagram


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


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/




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


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


Tendencia Mundial de Desarrollo de Campos con FPSO´s

Complaint Tower

SPAR/DDCVTLP

Semi FPU´sFPSO´s


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


Inversión en Aguas Profundas por Región (Capital Expenditures CAPEX)


FIN GRACIAS

¿PREGUNTAS?


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