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EMULSIÓN INVERSA DE CRUDO COMO OPCIÓN TECNOLÓGICA PARA
EL MANEJO Y TRANSPORTE DEL CRUDO EXTRA PESADO DE LOS
CAMPOS DE CAMPECHE ORIENTE
Mayo 2010
I CONGRESO SUDAMERICANO DE INGENIERÍA
PETROLERA , GAS Y MINAS
Contenido
•Antecedentes
•Localización
•Objetivo
•¿Que es una emulsión?
•Escenarios Propuestos
•Comparación de indicadores económicos de escenarios
propuestos
•Conclusiones
•Recomendaciones
Antecedentes
• El Activo Integral Ku-Maloob-Zaap se dio a la tarea de realizar estudios de
factibilidad técnica y económica de la explotación de los campos Tson y Pohp
pertenecientes al Proyecto de Explotación Campeche Oriente.
• En el área de estos campos no se cuenta con infraestructura para el manejo
de la producción, es por esto que la propuesta de desarrollo plantea la
utilización de la infraestructura del AIKMZ dada la cercanía de los campos.
• Tson se ubica en los horizontes cretácico y jurásico superior kimmeridiano, y
Pohp en el JSK, el aceite de los tres yacimientos es crudo extra pesado de 8 y
8.2ºAPI respectivamente.
• Para este estudio se tomaron como base los resultados del proyecto
desarrollado por el Instituto Mexicano del Petróleo (IMP) F.30645 “Desarrollo
de escenarios de explotación de los campos Phop y Tson”
Las coordenadas geográficas donde se localizan estos campos son las siguientes:
Campo X Y
Pohp 577,274 2,174,113
Tson 579,043 2,175,967
KAYAB-1
NUMAN-1
NAB-1
BAKSHA-1
TUNICH-101
KU-H
KU-M
KU-A
TSON-1
POPH-1
MALOOB-BMALOOB-A
ZAAP-DZAAP-A
ZAAP-C
ZAAP-B
Zazil-Ha
Ta¨Kuntah
FPSO
FASE I
FASE II
2,145,000
2,155,000
2,165,000
2,175,000
2,185,000
2,195,000
2,205,000
550,000 555,000 560,000 565,000 570,000 575,000 580,000 585,000 590,000 595,000 600,000
PIT
LEM
YAXILTUN
KANCHE
Localización
Plano Estructural
Tson-1Pohp-1
Pit-1Baksha-1
Tunich-101
Nab-1
Numan-1
Kayab-1
Yaxiltun-1
Kanche-1
Bok-1
Lem-1
Bacab 301
Ku
Zaap
Maloob
Pozos Productor
Pozo invadido
Ayatsil-1
Maloob-DL 3Ayatsil-1DL
Pozo en perforación
Pit-DL1
100
500
Tekel 1
Chapabil-1A
Panil1
Kayab-DL1
Objetivo
Efectuar el análisis, evaluación técnica y económica de escenarios de
desarrollo de la infraestructura superficial de los campos Pohp y Tson
pertenecientes al Proyecto de Explotación Campeche Oriente,
considerando la formación de una emulsión inversa de aceite en agua.
Una emulsión es una mezcla de dos líquidos inmiscibles entre sí, de modo que uno
de ellos se dispersa en el otro en forma de pequeñas gotas.
Requisitos para la formación de emulsión:
• Dos líquidos inmiscibles.
• Suficiente agitación para dispersar un líquido en pequeñas gotas.
• Un emulsionante para estabilizar la dispersión de las gotas.
|
¿Qué es una emulsión?
70% Agua
+
Surfactante
30%
Aceite
T(°C) Crudo extra pesado
(cP)
Emulsión inversa
(cP)
30 56,444 660
40 31,795 510
50 11,321 410
60 4,609 340
Escenarios Propuestos
Para el análisis, evaluación técnica y económica de la aplicación de la
tecnología de emulsiones se han propuesto dos escenarios:
• Transporte de la producción emulsionada más dilución con condensados
para su comercialización hacia las instalaciones del AIKMZ.
1. Interconexión entre plataformas
2. Diagrama de flujo de proceso
• Comercialización de la emulsión de crudo extra pesado como
combustible para la industria.
1. Interconexión entre plataformas
2. Diagrama de flujo de proceso
Existe viabilidad técnica de ambos escenarios con sus riesgos asociados para su
implantación.
• El escenario que considera la venta de la producción emulsionada es el que
presenta factibilidad económica debido a que se comercializaría un producto
con valor agregado (Emulsión como combustible).
• En este escenario se propone sacar una utilidad a un crudo no
comercializable (8 °API), convirtiéndolo en un producto de consumo para el
mercado nacional de combustible intentando desplazar al combustóleo.
• Sin embargo el escenario de Venta de emulsión requiere de la operación de
líneas y equipos a altas temperaturas, lo cual podría representar un riesgo
operativo, pero se podría operar tomando los cuidados necesarios.
Conclusiones (1/2)
Conclusiones (2/2)
• En este escenario de Transporte de la emulsión mas dilución, se requiere
deshidratar el crudo, lo cual implica problemas operativos y por ende, podría
incumplirse con la especificación del producto para exportación,
adicionalmente se requiere la dilución del crudo con condensado, tanto para
lograr separarle el agua, como para comercializarlo.
• Con el análisis técnico económico realizado se puede concluir que el
escenario más viable para la explotación del campo Tson y Pohp productor de
aceite extra pesado, es el de Venta de la producción emulsionada para
combustible, debido a que los indicadores económicos mayores utilidades
en el periodo de explotación.
Recomendaciones
• Se recomienda que se continúe con el estudio de explotación de la segunda
fase de Campeche Oriente, ya que la explotación por medio de la formación
de una emulsión podría significar un beneficio para el país obteniendo un
producto comercializable a partir de materia prima con muy bajo valor en el
mercado.
• Por lo anterior se recomienda difundir estos resultados ante las instituciones
federales privadas y sectores industriales, que podrían utilizar la emulsión
para combustión ( SENER,CONAE,PEMEX,PMI,CFE, industrias Siderúrgica,
cementera y Cañeras etc.)
• Se recomienda además realizar el estudio integral del conjunto de campos
que integran Campeche Oriente con la finalidad de buscar soluciones
tecnologícas que se alinean al plan de negocios de la empresa.
Premisas económicas
Para el análisis económico de escenarios se utilizaron las siguientespremisas:
Criterio de evaluación: Valor Presente Neto (VPN).
Horizonte de estudio 25 años.
Tasa de descuento 12%.
Paridad peso dólar 11.2 $ / USD.
Precio del gas combustible 5908.0 USD / MMPCD.
Precio del crudo Maya (21 API) 31.62 USD / barril.
Precio del condensado 29.11 USD / barril.
Precio del nitrógeno 530.0 USD / MMPCD.
Precio del crudo extra pesado (8.2 API): 11.78 USD / barril.
Precio del gas en función del poder calorífico: 6,280.01 USD / MMPCD.
Precio de la emulsión en función del poder calorífico:
24.67 USD / barril.
Precio del surfactante: 25.0 $ MN / Kg.
Precio del des emulsificante: 885.32 USD / barril.
Precio del fluido térmico: 700 USD / barril.
F.30645 “Desarrollo de escenarios de explotación
de los campos Phop y Tson”
Se evaluaron técnica y económicamente distintas alternativas, siendo la mas
viable la que considera:
• Una Plataforma Fija Octápodo (14 Pozos productores y 1 Pozo Inyector
de N2).
• Mezclado en el Fondo del pozo y superficie con condensado para elevar
la calidad a 21º API, proveniente de Akal-J y Akal-B
• Bombeo Multifásico, separación trifásica , Compresión del Nitrógeno en
Ku –M, generación eléctrica en Ku-H
• Envío de la Producción al FPSO YKN
Estructura fija en Tson, bombeo multifásico con oleogasoducto al FPSO formación de emulsión para
transporte. Generación eléctrica en Ku-H. Iny de N2 al yacimiento. Deshidratación de crudo de 8°API y
mezclado con condensado de Cantarell en FPSO KMZ.
FPSO KMZ
Ku-M
Tson y Pohp
14 pozos y 1 Iny N2
Ptp = 5.0 Kg/cm2 man
T. A, m Formación Pozos
Tson100 K 10
100 JSK 3
Pohp 100 JSK 1
FPSO KMZ 100 - -
Ku-H
Nitrogenoducto10 pg. x 14.9 Km.
Máxima producción en el año 2014:
Aceite – Qo = 34.268 MBPD
Emulsión – Qe = 48,954 BPD
Gas – Qg = 8.719 MMSCFD
Nitrógeno – Qiny = 28 MMPCD
BMF
Producción de los pozos
Emulsión + gas hacia
FPSO KMZAgua +
surfactante Mezclado y agitación
Akal-B
Conexión con otras plataformas.
Transporte de la producción emulsionada hacia las
instalaciones del AIKMZ.
Ducto, Emulsión16 pg. x 9.88 Km.
Gasolinoducto8 pg. x 30 Km.
Gasolinoducto8 pg. x 4.7 Km
Ducto, agua a re-inyección10 pg. x 9.88 Km.
Ducto de emulsión
Fibra óptica
Cable eléctrico
Nitrogeno
Condensado
Agua a re-inyección
Cable eléctrico submarino10.7 Km.
Pozo 1
Pozo 2
Pozo n
BMF
Pozo Iny
N2
Plataforma
Tson
Emulsión a
FPSO KMZFPSO KMZ
Separador
Bifásico
Medidor
By-pass
Plataforma
Ku-M
Compresor
de N2
Medidor
multifásico
Inyección de
surfacntante
Emulsión
Nitrogeno
Aceite de pozos
Gas producido
Agua a re-inyección
Mejorador de flujo
Medición
Medición multifásica
Agua tratada
Mezclador
estático
Planta de
tratamiento de
agua
Inyección de
Agua tratada
Gas
Diagrama de flujo de proceso en Tson.
Transporte de la producción emulsionada hacia las instalaciones del
AIKMZ.
Agua a re-inyeción
a pozo
46.2T
23.5P
46.2T
23.5P
Pozo Inyector
Crudo a venta
Calentamiento con
fluido térmico
Emulsión +
gas de Tson
Agua a
inyección a pozo
en Tson
Vapores a RV
Aceite 21°API
estabilizado
Separador para
estabilización de crudo
P = 1.5 – 2.0 kg/cm2 abs
+ -
Condensado
estabilizado
de Akal-J,
Akal-B
Des-emulsificante
Mezclador
estático
FPSO KMZ
Diagrama de flujo de proceso en el FPSO KMZ
para la ruptura de la emulsión y la separación del agua del crudo de 8°API.
Transporte de la producción emulsionada hacia las instalaciones del AIKMZ.
Vapores a RV
Agua tratada para emulsión
Emulsión
Crudo de 8°API
Gas
Agua a tratamiento
Condensado estabilizado
Aceite estab. de 21°API
Agua a
tratamiento o
disposición
Separador
agua-aceite
Akal-J
Akal-B
29T
3.03P
29.8T
53P
75.6T
52.3P
91.1T
51.6P
118T
50.9P
60.3T
48.3P
118T
50.2P
105T
48.1P40.0T
2.0P
T [=] °C, P [=] kg/cm^2 abs
Deshidratador
Electrostático
Estructura fija en Tson (dodecápodo), oleogasoducto al FPSO. Envío del gas producido hacia Maloob-A.
Envío de condensado producido hacia Zaap-C. Generación eléctrica en Ku-H. Iny de N2 al yacimiento.
Formación de emulsión para venta en Tson y envío hacia el FPSO KMZ.
FPSO KMZ
Ku-M
Tson y Pohp
14 pozos y 1 Iny N2
Ptp = 5.0 Kg/cm2 man
Ku-H
Gas hacia Maloob.A
Aceite acondicionado para la emulsión
Emulsión hacia FPSO
KMZAgua +
surfactante
Maloob-A
MMezclado y agitación
Conexión con otras plataformas.
Escenario de comercialización de la emulsión de crudo extra
pesado como combustible para la industria.
T. A, m Formación Pozos
Tson100 K 10
100 JSK 3
Pohp 100 JSK 1
FPSO KMZ 100 - -
Máxima producción en el año 2014:
Aceite – Qo = 34.268 MBPD
Emulsión – Qe = 42.728 BPD
Gas – Qg = 8.719 MMSCFD
Condensado – Qc = 1 MBPD
Nitrógeno – Qiny = 28 MMPCD
Ducto de emulsión
Fibra óptica
Cable eléctrico
Nitrogeno
Condensado
Gasoducto
Gasoducto8 pg. x 9.484 Km.
Ducto, Emulsión16 pg. x 9.88 Km.
Gasolinoducto6 pg. x 12.1 Km.
Zaap-C
Nitrogenoducto10 pg. x 14.9 Km.
Cable eléctrico submarino10.7 Km.
Plataforma
Ku-M
Compresor
de N2
Pozo 1
Pozo n
Pozo Iny
N2
Medidor
multifásico
2° Etapa
P = 2.5
kg/cm2 abs
Diagrama de flujo de proceso
Escenario de comercialización de la emulsión de crudo extra
pesado como combustible para la industria.
Agua Tratada de
planta desaladora
Emulsión a
Venta en FPSO o
FSO Ta’kuntha
Surfactante
P>Pb @T>100°C
Condensado
a Zaap-C
LC
MAgitador
60 T 80°C85/15% o/w
70/30% o/w
1° Etapa
4 kg/cm2 abs
Deshidratador
electrostático
+ -
Agua a pozo
inyector
Agua de
Lavado
Bomba de bajo
esfuerzo de corte
Calentamiento con
fluido térmico
1
1
Gas a
Maloob-A
Aceite de pozos
Gas producido
Agua producida
Agua tratada
Emulsión
Nitrogeno Medición
Medición
multifásica
Condensado
Plataforma
Tson
45T
4.0P
250T
18.4P217T
2.5P
75T
1.83P
106T
19.3P
T [=] °C, P [=] kg/cm^2 abs
55.6T
36.5P
54T
13.2P
C
Comparación de indicadores económicos de los escenarios
•Podemos observar que el VPN del escenario de venta de emulsión es mayor, esdecir se obtendrán mayores utilidades en este escenario.
•En cuanto al VPI, el escenario de transporte requiere una mayor inversión, ya quese requiere de la instalación de ductos de mayores distancias.
•Para el escenario de venta de emulsión el Índice de utilidad es mayor, para estecaso, por cada peso invertido, se obtendrán 2.48 de utilidad.
•Se puede observar que el escenario de Transporte de la emulsión no es rentable.
Indicadores económicos Símbolo
Transporte de
emulsión +
Dilución
Comerciali
zación de
la emulsión
Valor Presente Neto, (MMUSD) VPN -20.644 1,414.296
Valor Presente de Inversión, (MMUSD) VPI 583.089 570.344
Índice de Utilidad VPN / VPI --------- 2.480
Tasa Interna de Retorno TIR 11.52% 34.89%
Tiempo de Recuperación de la Inversión,
(años)TRI No se recupera 4.5
Premisas Económicas Pronóstico Producción
Comparación de curvas de comportamiento del VPN de los
escenarios.
•Se puede observar que para el escenario de venta de emulsión se tendría un VPNmayor, esto indica que a lo largo de proyecto se tendrían ganancias mayores, unavez cubierta la inversión. También se muestra que el tiempo de recuperación de lainversión es menor que el escenario de transporte de la emulsión
Comparación de pronósticos de producción de aceite
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
40.00
2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035
Años
Qo,
BP
D
Aceite producido Qo, MBPD
Crudo para Emulsión Qo, MBPD
Condensado a inyección a pozos, MBPD
Condensado hacia Zaap-C, MBPD
Pronósticos de producción antes y después del proceso de
evaporación de crudo
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