Analisis y Diseño de una Red de GN - tesis.ipn.mxtesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/11562/1/30.pdf · Con el presente trabajo se busca en ... comentara de las diferencias entre

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

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Gas Natural - Pgina 1

DISEO Y ANLISIS DE LA RED INTERNA DE CONDUCCIN

Y DISTRIBUCIN DE GAS NATURAL HACIA LOS CENTROS

DE CONSUMO DE LA PLANTA METAL-MECNICA, BAJO

NORMAS DE USO Y MANEJO DE GAS NATURAL.

Tesis para obtener el grado de

Ingeniero Mecnico

Presenta el alumno:

Erick Fernando Ramrez Espejel

Director de Tesis:

Ing. J. Santana Villarreal Reyes

Mxico, D. F., Enero 2013



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AGRADESIMIENTOS.

Agradezco y honro a mi madre Ma. Del Carmen Espejel Monsalvo; quien a pesar de todas las

adversidades que se le presentaron sola siempre me impulso y apoyo para formarme como

profesionista y persona sin imponerme una forma de ser, adems de ser un ejemplo de fuerza,

constancia, confianza, dedicacin y amor, a mi esposa Lysbet Angeles Mancilla quien tambin

me a dado fuerzas para salir adelante y fortalecer mi carrera como ingeniero mecnico, como

pareja el amor y padre de familia, a mis hijos Ian Kaleb Ramirez Angeles y Erick Naim Ramirez

Angeles, a ellos por darme una fortaleza mas pra superar mis expectativas as como

plantearme ms objetivos para trabajar por su bienestar; a mis Hermanos Hector, Mario y

Francisco quienes tambin saben que los buenos valores, unin y amor por uno mismo y de

una familia, pueden sacar adelante a cualquier persona sin importar de la situaciones. Al

Ingeniero Santana Villarreal gracias por mostrarme su calidad como docente y persona, por su

paciencia e inters para guiarme a desarrollar mi proyecto.

Gracias DIOS por mi salud, gracias por mi familia, gracias por estos y muchos ms xitos

gracias por mi VIDA.

Me di cuenta que si iba a lograr algo en la vida deba ser agresivo. Tena que buscarlo.

Yo se que el miedo es un obstculo para muchas personas, pero para m es una ilusin

Michael Jordan 23.

.



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RESUMEN

La ingeniera es una ciencia en constante desarrollo. A medida que la investigacin y la

experiencia amplan nuestros conocimientos, se requieren cambios en el uso de los

energticos y materiales en medida de la aplicacin de estas en obra y procesos

Residenciales, Comerciales e Industriales. As pues, aunque hay caractersticas que se puede

predecir por la experiencia, es importante comprobarlo y sustentar estas decisiones con bases

tcnicas y experimentales, en este trabajo se ha esforzado por asegurar la calidad en los

sistemas de consumo de Gas Natural, siempre en mejora a la atencin, cumplimiento de las

necesidades del cliente y .normas que regulan a este energtico (Gas Natural).



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INTRODUCCION

Con el presente trabajo se busca en esencia el uso del Gas Natural para los distintos mercados

tanto industrial, comercial y domestico, dando a conocer el enfoque del Ingeniero para

comenzar el Anlisis y Diseo dependiendo el mercado de aplicacin.

El trabajo consta de cuatro temas principalmente siendo que en el primero nos enfocamos en

temas como anteriormente lo comentamos historia del gas natural, pasando a caractersticas

qumicas del hidrocarburo y el porcentaje de cada uno de los compuestos en el gas natural, se

comentara de las diferencias entre lo que es el Gas Natural y el Gas LP asiendo notar los

beneficios del uso del gas natural ante el LP.

Continuando con el estudio y mtodos para la localizacin, Extraccin y Refinacin del gas

natural, conocern el proceso de licitacin para Transporte del Gas natural y los requerimientos

de la dependencia Federal para el uso del Gas natural. As tambin el desarrollo de la industria

del GAS NATURAL en el Mundo y principalmente en Mxico para su localizacin, extraccin,

almacenamiento y transporte.

En el segundo tema se presenta el Marco regulatorio oficial en Mxico sobre el diseo,

instalacin, uso y mantenimiento para los distintos trabajos que se pueden tener sea

Transporte, distribucin, autoabastecimiento y aprovechamiento del Gas Natural, dentro de

este tema se muestran las cualidades del hidrocarburo y los manejos y seguridad que se debe

tener para su uso con forme a la ficha tcnica de PEMEX.

En el tema tres conocemos al hidrocarburo como Fluido sus propiedades y caractersticas en

esta condicin fsica para el transporte, distribucin y aprovechamiento, sabremos de qu

depende la seleccin de los elementos y accesorios que nos ayudaran al desarrollo de nuestro

proyecto.

El anlisis y el diseo de nuestro proyecto que es el alimentar de manera eficaz y eficiente a

los equipos de consumo de la empresa Metal Mecnica ubicada en Av. Acueducto del Alto

Lerma No. 2, Parque Industrial Ocoyoacac C.P. 52740, Estado de Mxico, Mxico

Para terminar en el tema 5 con el Anlisis Costo Beneficio del Proyecto donde veremos el costo

y valor total de nuestro proyecto par el cliente directo, tomando en cuenta costos de

Verificacin y Validacin ante la CRE (Comisin Reguladora de Energa).



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OBJETIVO:

Satisfacer las necesidades del cliente, consumidor de combustible (Gas LP), con un

combustible alterno (Gas Natural), a un bajo costo e inversin de areas y personal capacitado

para su manejo.

JUSTIFICACION:

Debido a que la empresa metal-mecnica consume grandes cantidades de Gas LP es

necesario disear una red de combustible alterno en este caso Gas Natural, que satisfaga las

necesidades propias de la empresa por un lado dando la presin necesaria y por el otro la

cantidad de gas requerido evitando asi el costo de transporte y almacenamiento.



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NDICE

AGRADECIMIENTOS ii

RESUMEN iii

INTRODUCCION iv

OBJETIVO v

JUSTIFICACIN vi

INDICE vii

INDICE DE FIGURAS viii

INDICE DE ECUACIONES ix

INDICE DE TABLAS x

INDICE DE DIAGRAMAS xi

INDICE DE GRAFICAS xii

TEMA 1. GENERALIDADES DEL USO Y MANEJO DEL GAS NATURAL

1.1 Resea histrica del Gas natural 1

1.2 Propiedades y Especificaciones del Gas natural 3

1.3 Diferencias entre el Gas natural y el Gas L.P 6

1.4 Exploracin, localizacin, Extraccin y procesamiento 7

1.5 Procedimiento para uso del Gas natural 34

1.6 Clasificacin de las Instalaciones de Aprovechamiento de gas natural 39

1.7 Consumos y Reservas actuales del Gas natural en el mundo 39

TEMA 2. NORMAS REGULADORAS ACTUALIZADAS DEL USO Y MANEJO DEL GAS

NATURAL

2.1 Tabla de las Normas Oficiales Mexicanas (Gas Natural y Gas Licuado) 58

NOM-001-SECRE-2010 Especificaciones del Gas Natural.

NOM-002-SECRE-2010 Instalaciones de Aprovechamiento de Gas natural.

NOM-003-SECRE-2002 Distribucin de gas natural y gas licuado de petrleo por



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Ductos.

NOM-007-SECRE-2010 Transporte de Gas Natural.

NOM-008-SECRE-1999 Control de la Corrosin Externa en tuberas de acero

Enterradas y/o sumergidas.

2.2 Hojas de datos de seguridad de Gas natural 59

TEMA 3. INGENIERIA DEL GAS NATURAL

3.1 Fluido 70

3.2 Propiedades de los fluidos 70

3.3 Caractersticas de los hidrocarburos 74

3.4 Gas natural 78

3.5 Propiedades y comportamiento del gas natural 79

3.6 Fundamentos del Flujo del Gas 85

3.7 Presin 91

3.8 Almacenamiento, transporte y medicin del gas natural. 97

3.9 Concepto de mol . Ley de Avogadro 115

3.10 Ley de los gases perfectos 115

3.11 Densidad, volumen, especfico y gravedad especfica de gases ideales 120

3.12 Condiciones para el Clculo del Sistema de gas Natural (Red interna de

aprovechamiento) 121

3.13 Seleccin de tubera para las lneas de conduccin del gas natural 125

3.14 Software para anlisis y clculo de las condiciones en el Sistema de Gas

Natural. 130

3.15 Tubera y Materiales utilizados 135

3.16 Instalacin y Construccin de materiales y accesorios ( tuberas, vlvulas y

conexiones de acero, cobre y polietileno), para redes internas 151

Tema 4. DESARROLLO DEL PROYECTO.

4.1 Nombre y ubicacin de la instalacin de aprovechamiento. 146

4.2 Caractersticas de servicio. 146

4.3 Filosofa de operacin, procesos industriales y sus interrelaciones 147

4.4 Descripcin de la red de aprovechamiento de gas natural 147

4.5 Equipos y consumos 157



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4.6 Diseo de la red de aprovechamiento de Gas Natural 158

4.6.1 Calculo de las Condiciones reales de consumo 162

4.7 Calculo del espesor del tubo 163

4.8 Memoria de calculo 166

4.9 Demostracin de la estimacin del dimetro del tubo necesario para la

conduccin del gasto real. 168

4.10 Sistemas contra incendios 173

4.11 Especificacin de vlvulas y conexiones 173

4.12 Instalacin de aprovechamiento 173

4.13 Tendido de tubera 174

TEMA 5. COSTO BENEFICIO DEL PROYECTO 175

5.1 Beneficios 178

CONCLUSIONES 179

BIBLIOGRAFIA 181

REFERENCIAS 181

ANEXOS 183

INDICE DE FIGURAS

Fig 1 Compuestos Qumicos del Gas Natura 4



Fig 4 Superficie Geolgica 8

Fig 5 Sismgrafo 9

Fig 6 Colocacin de gefonos 9

Fig 7 Sismologa en la Practica 10



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Fig 8 Camin vibrador ssmico 11

Fig 9 Exploracin Ssmica costa afuera 13

Fig 10 Ej de datos de registro de polos 15

Fig11 uso interactivo de Ssmica 3-D 17

Fig 12 Ej. De 3-D de imagen ssmica 18

Fig 13 Ssmica en la Practica 19

Fig 14 Extraccin 20

Fig 15 Procesamiento Ind. Del GN 22

Fig 16 planta de procesamiento de GN 23

Fig 17 Ingeniero Pemex 25

Fig 18 Planta de Procesamiento Mxico 28

Fig 19 Tuberas y torre de absorcin 29

Fig 20 Planta de Gas Endulcorante 32

Fig 21 Etapas de Procesamiento del GN 33

Fig 22 Consumo Regional de GN 2009 42

Fig 23 Distribucin regional de las reservas probadas de Gas Seco 2009 47

Fig 24 Crecimiento de la Demanda de GN y el PIB de Mxico 1999-2009 49

Fig 25 Extraccin de GN por Regin 2009 56

Fig 26 Rombo de clasificacin de riesgo NFRA-704 59

Fig 27 Mezcla de Aire + Gas Natural 62

Fig 28 Correcta ventilacin donde exista GN 64

Fig 29 Numero asignado por la ONU 68

Fig 30 Alcanos 75

Fig 31 Factor volumtrico de formacin del Gas 84



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Fig 32 Flujo turbulento 86

Fig 33 Flujo Laminar 88

Fig 34 Fuerza dP- dS 91

Fig 35 Ciclo del GN 101

Fig 36 Red de Ducto y centros de procesados de Gas 105

Fig 37 Distribucin de GN desde estacin de compresin de Gn 2009 106

Fig 38 Calidad de la interconexin de GN con EU 107

Fig 39 Ley de Charles Gay Lussac 117

Fig 40 LEy de Boyle 118

Fig 41 Mapa de ubicacin de la empresa 118

INDICE DE ECUACIONES.

Ec 1Constitutiva 71

Ec 2 Ec. Constitutiva que relaciona el tensor tensin y el gradiente de celocidad 72

Ec 3 Viscocidad y Temperatura 72

Ec 4 Peso molecular del gas 80

Ec 5 Densidad del Gas 81

Ec 6 Factor de compresibilidad 82

Ec 6.1 Factor de compresibilidad pseudo critica por temperatura 82

Ec 6.2 Factor de compresibilidad pseudo critica por presin 83

Ec 7 Factor de compresibilidad pseudo reducida por presin 83

Ec 8 Factor de compresibilidad pseudo reducida po temperatura 83

Ec 9 Ec 10 Ecuaciones peseudo reducidas = Z 83

Ec 11 Factor volumtrico de formacin del Gas 84



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Ec 12 Volumen especifica 84

Ec 13 Compresibilidad isomtrica del gas 85

Ec 14 Flujo turbulento 86

Ec 15 Flujo turbulento por esfuerzos cortantes 86

Ec 16 Flujo laminar 87

Ec 17 Flujo incompresible 88

Ec 18 flujo permanente 89

Ec 19 Flujo permanente segn el punto de inters 89

Ec 20 Flujo no permanente 89

Ec 21 Flujo uniforme 90

Ec 22 Presin 92

Ec 23 Presin cuando la fuerza tiene cualquier direccin 92

Ec 24 Presin manomtrica 94

Ec 25 Presin vacuomtrica 94

Ec 26 Factores de correccin 111

Ec 27 Volumen de Gas 111

Ec 28 Factor de Presin 111

Ec 29 Factor de Temperatura 112

Ec 30 Factor de supercompresibilidad 112

Ec 31 Ley de Boyle 115

Ec 32 Ley de Boyle constante de temperatura 115

Ec 33 Ley de Boyle cuando la densidad varia directamenete 116

Ec 34 Ley de Charles Gay Lussac 116

Ec 34.1 Ley de charles a presin constante 116

Ec 35 Gases ideales 118

Ec 36 Gas ideal formula con la constante individual R. 119



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Ec 37 Gases idelaes y la constante Ru 119

Ec 38 Densidad 120

Ec 39 Volumen especifico 120

Ec 40 Gravedad del Gas 121

Ec 41 Formula de Barlow , para espesores de tubera de acero 127

Ec 42 Formula para determinar la presin de trabajo de tubera de PE 3408 128

Ec 43 Consumo Real 162

Ec 45 Formula de Chamberlain Cox 168

Ec 45.1 Presin 2 absoluta por Cox 169

Ec 46 Formula de Dr. Pole 172

Ec 47 Formula de continuidad (despejando velocidad) 169

INDICE DE TABLAS

Tabla 1 Clasificacion de las Instalaciones de Aprovechamiento de GN 39

Tabla 2 Clasificacion de la reservas de GN 39

Tabla 3 Consumo Anual de energa por tipo de fuente de 1999-2009 41

Tabla 4 Consumo de GN 2009 43

Tabla 5 Consumo regional de GN 2000-2010 50

Tabla 6 Reservas remanentes totales de GN 2000-2010 51

Tabla 7 Reservas probadas de Gas seco por regin 2000-2010 53

Tabla 8 Extraccin de GN por Regin 1999-2009 54

Tabla 9 Extraccin de Gas Natural por Regin 1999-2009 56

Tabla 10 Norma oficiales Mexicanas (gas natural y gas licuado) 59

Tabla 11 Tipos de fluidos, su comportamiento y caractersticas. 73

Tabla 12 Friccin de hidrocarburos separados por destilacin 78

Tabla 13 Conversin de unidades de Presin 96



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Tabla 14 Permisos de transporte de uso propio 102

Tabla 15 Usuarios totales del servicio de distribucin por permisionario 103

Tabla 16 Capacidad mundial de almacenamiento de GN 2009 109

Tabla 17 Factor de diseo de poblacin 124

Tabla 18 Consideracin de las variables de diseo segn el tipo de instalacin 125

Tabla 19 Factor de eficiencia de la junta longitudinal 127

Tabla 20 Clasificacin de la colocacin para y accesorios dependiendo el material 139

Tabla 21 Seleccin de material por concepto de experiencia 156

Tabla 22 Consumo por hora de cada equipo en la planta 163

Tabla 23 Resultado del clculo de la red de alta presin 166

Tabla 24 Constante de la red de aprovechamiento 167

Tabla 25 Resultados del clculo de red de baja presin 172

INDICE DE DIAGRAMAS

Diag 1 Proceso para otorgar un permiso de transporte de GN 35

Diag 2 Marco Regulatorio de la CRE para permisos de transporte 38

Diag 3 Cadena de Gas Natural 99

INDICE DE GRAFICAS

Graf 1 Reservas probadas mundiales de GN 2009 45

Graf 2 Reservas remanentes de GNpor categora al 01 de Enero 2010 52

Graf 3 Produccion de GN por tipo y % de Gas enviado 57

Graf 4 Factor de compresibilidad de los Gases idelaes 82



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TEMA 1 GENERALIDADES DEL USO Y MANEJO DEL GAS NATURAL

1.1 Resea histrica del Gas Natural.

Los primeros descubrimientos de yacimientos de gas natural fueron hechos en Irn entre los

aos 6000 y 2000 A.C. Estos yacimientos de gas, probablemente encendidos por primera vez

mediante algn relmpago, sirvieron para alimentar los "fuegos eternos" de los adoradores del

fuego de la antigua Persia. Tambin se menciona el uso del gas natural en China hacia el 900

A.C. Precisamente en China se reporta la perforacin del primer pozo conocido de gas natural

de 150 metros de profundidad en el 211 A.C. Los chinos perforaban sus pozos con varas de

bamb y primitivas brocas de percusin, con el propsito expreso de buscar gas en

yacimientos de caliza. Quemaban el gas para secar las rocas de sal que encontraban entre las

capas de caliza. El gas natural era desconocido en Europa hasta su descubrimiento en

Inglaterra en 1659, e incluso entonces, no se masific su utilizacin. La primera utilizacin de

gas natural en Norteamrica se realiz desde un pozo poco profundo en la localidad de

Fredonia, estado de Nueva York, en 1821. El gas era distribuido a los consumidores a travs

de una caera de plomo de dimetro pequeo, para cocinar e iluminarse. A lo largo del siglo

19, el uso del gas natural permaneci localizado porque no haba forma de transportar grandes

cantidades de gas a travs de largas distancias, razn por la que el gas natural se mantuvo

desplazado del desarrollo industrial por el carbn y el petrleo.

Un importante avance en la tecnologa del transporte del gas ocurri en 1890, con la invencin

de las uniones a prueba de filtraciones. Sin embargo, como los materiales y tcnicas de

construccin permanecan difciles de manejar, no se poda llegar con gas natural ms all de

160 kilmetros de su fuente. Por tal razn, la mayor parte del gas asociado se quemaba en

antorchas y el gas no asociado se dejaba en la tierra. El transporte de gas por largas distancias

se hizo practicable a fines de la segunda dcada del siglo 20 por un mayor avance de la

tecnologa de caeras. En Estados Unidos entre 1927 y 1931 se construyeron ms de 10

grandes sistemas de transmisin de gas. Cada uno de estos sistemas se construy con

caeras de unos 51 centmetros de dimetro y en distancias de ms de 320 kilmetros.

Despus de la Segunda Guerra Mundial se construyeron ms sistemas de mayores longitudes

y dimetros. Se hizo posible la construccin de caeras de 142 centmetros de dimetro.

A principios de la sptima dcada del siglo veinte tuvo su origen en Rusia la caera de gas

ms larga. La red de Northern Lights, de 5470 kilmetros de longitud, cruza los Montes Urales y



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unos 700 ros y arroyos, uniendo Europa Oriental con los campos de gas de Siberia del Oeste

en el crculo rtico. Otra red de gas, ms corta, pero de gran dificultad de ingeniera, es la que

se extiende desde Argelia, a travs del Mar Mediterrneo hasta Sicilia. El mar tiene ms de 600

metros de profundidad en algunos tramos de la ruta.

Un importante avance en la tecnologa del transporte del gas ocurri en 1890, con la invencin

de las uniones a prueba de filtraciones. Sin embargo, como los materiales y tcnicas de

construccin permanecan difciles de manejar, no se poda llegar con gas natural ms all de

160 kilmetros de su fuente. Por tal razn, la mayor parte del gas asociado se quemaba en

antorchas y el gas no asociado se dejaba en la tierra.

El transporte de gas por largas distancias se hizo practicable a fines de la segunda dcada del

siglo 20 por un mayor avance de la tecnologa de caeras. En Estados Unidos entre 1927 y

1931 se construyeron ms de 10 grandes sistemas de transmisin de gas. Cada uno de estos

sistemas se construy con caeras de unos 51 centmetros de dimetro y en distancias de

ms de 320 kilmetros. Despus de la Segunda Guerra Mundial se construyeron ms sistemas

de mayores longitudes y dimetros. Se hizo posible la construccin de caeras de 142

centmetros de dimetro.

A principios de la sptima dcada del siglo veinte tuvo su origen en Rusia la caera de gas

ms larga. La red de Northern Lights, de 5470 kilmetros de longitud, cruza los Montes Urales y

unos 700 ros y arroyos, uniendo Europa Oriental con los campos de gas de Siberia del Oeste

en el crculo rtico. Otra red de gas, ms corta, pero de gran dificultad de ingeniera, es la que

se extiende desde Argelia, a travs del Mar Mediterrneo hasta Sicilia. El mar tiene ms de 600

metros de profundidad en algunos tramos de la ruta.



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1.2 Propiedades y especificaciones del Gas Natural.

El gas natural es un componente vital del suministro mundial de energa. Se trata de uno de los

ms limpios, ms seguros y ms til de todas las fuentes de energa. A pesar de su

importancia, sin embargo, hay muchas ideas equivocadas sobre el gas natural. Por ejemplo, el

"gas" de la palabra en s tiene una gran variedad de usos diferentes, y los significados. Cuando

damos combustible a nuestra auto, ponemos "gas" en ella. Sin embargo, la gasolina que entra

en su vehculo, mientras que un combustible fsil en s, es muy diferente del gas natural. El

'gas' en la barbacoa comn es en realidad el propano, el cual, aunque estrechamente

relacionados y se encuentran comnmente en el gas natural, no es realmente el gas natural en

s. Aunque comnmente se agrupan con otros combustibles fsiles y las fuentes de energa,

hay muchas caractersticas del gas natural que lo hacen nico. A continuacin se muestra un

poco de informacin bsica sobre el gas natural

Qu es exactamente, cmo se forma y cmo se encuentran en la naturaleza?

El gas natural, en s mismo, puede ser considerado un gas sin inters - es incoloro, sin forma, y

sin olor en su forma pura. Muy interesante, salvo que el gas natural es combustible, abundante

en los Estados Unidos y cuando se quema emite una gran cantidad de energa y las emisiones

de pocos. A diferencia de otros combustibles fsiles, el gas natural es de combustin limpia y

emite niveles ms bajos de subproductos potencialmente dainos en el aire. Se requiere de

energa constante, para calentar nuestros hogares, cocinar nuestros alimentos, y generar la

electricidad. Es esta necesidad de energa que ha elevado el gas natural a un nivel de

importancia en nuestra sociedad, y en nuestras vidas.

El gas natural es una mezcla combustible de gases de hidrocarburos. Mientras que el gas

natural est formada principalmente de metano, que tambin puede incluir etano, propano,

butano y pentano. La composicin del gas natural puede variar ampliamente, pero a

continuacin es una tabla que resume la composicin tpica del gas natural antes de que se

refina.



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(Fig. 1)

En su forma ms pura, como el gas natural que se entrega a su casa, es casi metano puro. El

metano es una molcula compuesta por un tomo de carbono y cuatro tomos de hidrgeno, y

se conoce como el CH4. El distintivo "huevo podrido" que se suele asociar con el gas natural es

en realidad un odorante llamado mercaptano que se aade al gas antes de que se entrega al

usuario final. Mercaptano ayuda en la deteccin de cualquier fuga.

Etano, propano, y los otros hidrocarburos comnmente asociados con el gas natural tienen

ligeramente diferentes formulas qumicas.

(Fig 2)

Composicin tpica de Gas Natural

Metano CH 4 70-90%

Etano C 2 H 6

0-20% Propano C 3 H 8

Butano C 4 H 10

Dixido de carbono CO 2 0-8%

Oxgeno O 2 0-0.2%

Nitrgeno N 2 0-5%

El sulfuro de hidrgeno H 2 S 0-5%

Gases raros A He, Ne, Xe rastrear



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El gas natural es considerado "seco" cuando es casi metano puro, despus de haber tenido la

mayora de los otros hidrocarburos asociados comnmente eliminados. Cuando estn

presentes otros hidrocarburos, el gas natural es "hmedo".

El gas natural es considerado "seco" cuando es casi metano puro, despus de haber tenido la

mayora de los otros hidrocarburos asociados comnmente eliminados. Cuando estn

presentes otros hidrocarburos, el gas natural es "hmedo".

El gas natural tiene muchos usos, residencial, comercial, e industrial. Se encuentra en los

embalses por debajo de la tierra, el gas natural se asocia a menudo con los depsitos de

petrleo. Las compaas de produccin bsqueda de evidencias de estos depsitos mediante

el uso de una sofisticada tecnologa que ayuda a encontrar la ubicacin del gas natural, y los

pozos de perforacin en la tierra donde es probable que se encuentre. Una vez llevado desde

el subsuelo, el gas natural se refina para eliminar impurezas tales como agua, otros gases,

arena y otros compuestos. Algunos hidrocarburos se eliminan y se vende por separado,

incluidos el propano y butano. Otras impurezas se eliminan tambin, tales como sulfuro de

hidrgeno (la refinacin de los cuales puede producir azufre, que luego se venden tambin por

separado). Despus de la refinacin, el gas natural limpio se transmite a travs de una red de

tuberas, miles de kilmetros de los que existen en los Estados Unidos. A partir de estas

tuberas, el gas natural se entrega a su punto de uso. Para obtener ms informacin acerca de

cmo el gas natural llega por debajo de la tierra a su destino final.

El gas natural puede ser medido en un nmero de maneras diferentes. Como gas, que puede

ser medido por el volumen que ocupa a temperaturas y presiones normales, comnmente

expresado en metros cbicos. Las compaas de produccin y distribucin de frecuencia mide

el gas natural en miles de pies cbicos (Mpc), millones de pies cbicos (MMcf), o trillones de

pies cbicos (TCF).Durante la medicin en volumen es til, el gas natural tambin se puede

medir como una fuente de energa. Al igual que otras formas de energa, el gas natural que

comnmente se mide y se expresa en unidades trmicas britnicas (Btu). Un BTU es la

cantidad de gas natural que producir energa suficiente para calentar una libra de agua en un

grado a presin normal. Para dar una idea, un pie cbico de gas natural contiene alrededor de

1,027 Btu. Cuando el gas natural se entrega a una residencia, se mide por la utilidad de gas en

los termias para los fines de facturacin. Una termia es equivalente a 100.000 Btu, o un poco

ms de 97 pies cbicos, de gas natural.



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1.3 Diferencias entre gas natural y gas lp

Qu hace?

El procesamiento del gas son los procesos industrial que transforman el gas natural extrado

del subsuelo en:

Gas Seco o Gas Natural Comercial GN

Gas Licuado de Petrleo GLP

El gas natural es una mezcla de hidrocarburos simples compuesta principalmente de metano

(CH4) y otros hidrocarburos ms pesados; adems tambin puede contener trazas de

nitrgeno, bixido de carbono, cido sulfhdrico y agua. Dependiendo de su origen se clasifica

en:

Gas asociado: es el que se extrae junto con el petrleo crudo y contiene grandes cantidades

de hidrocarburos como etano, propano, butano y naftas.

Gas no asociado: es el que se encuentra en depsitos que no contienen petrleo crudo.

Hay dos formas principales de transportar gas seco (gas natural comercial) de los centros

productores al mercado de consumo, por gasoductos o en forma de Gas Natural Licuado

(GNL).

Fig 3 Componentes del gas natural antes de ser procesado



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1.4 Exploracin, localizacin, Extraccin y procesamiento.

La prctica de la localizacin de los depsitos de gas natural y derivados del petrleo se ha

transformado dramticamente en los ltimos 20 aos con la llegada de muy avanzada, la

tecnologa ingeniosa. En los primeros das de la industria, la nica manera de localizar el

petrleo bajo tierra y depsitos de gas natural era buscar pruebas superficie de estas

formaciones subterrneas. Los que buscan depsitos de gas natural se vieron obligados a

recorrer la tierra, en busca de filtraciones de hidrocarburos o de gas emitido desde el subsuelo

antes de que tuvieran alguna idea de que haba depsitos por debajo. Sin embargo, debido a

una proporcin tan baja de petrleo y gas natural en realidad filtrarse a la superficie, este hecho

para un proceso de exploracin muy ineficiente y difcil. A medida que la demanda de energa

de combustibles fsiles se ha incrementado dramticamente en los ltimos aos, por lo que

tiene la necesidad de mtodos ms precisos de localizacin de estos depsitos.

1.4.1 Exploracion

Fuentes de datos

La tecnologa ha permitido un notable incremento en la tasa de xito de la localizacin de

yacimientos de gas natural. En esta seccin, se describe cmo los gelogos y geofsicos utilizar

la tecnologa y el conocimiento de las propiedades de los depsitos subterrneos de gas

natural para obtener datos que luego pueden ser interpretados y utilizados para hacer

conjeturas en cuanto a donde existen yacimientos de gas natural. Sin embargo, hay que

recordar que el proceso de exploracin de gas natural y los depsitos de petrleo es una forma

caracterstica una incierta, debido a la complejidad de la bsqueda de algo que es a menudo

miles de metros bajo tierra.

Servicios Geolgicos

La exploracin de gas natural, por lo general comienza con gelogos examinando la estructura

superficial de la tierra, y determinar las reas donde es probable que geolgicamente

yacimientos de petrleo o de gas que podran existir. Fue descubierto a mediados de 1800 que

los pendientes de los anticlinales tenido la oportunidad en particular el aumento de contener

yacimientos de petrleo o de gas. Estas pendientes anticlinales son las zonas donde la tierra

se ha doblado sobre s mismo, formando la forma de cpula que es caracterstico de un gran



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nmero de embalses. Por topografa y cartografa de la superficie y la superficie sub-

caractersticas de un rea determinada, el gelogo puede extrapolar las reas de ms probable

que contenga un reservorio de petrleo o gas natural. El gelogo tiene muchas herramientas a

su disposicin para hacerlo, a partir de los afloramientos de rocas en la superficie o en los

valles y quebradas, a la informacin geolgica alcanzado desde los detritos de la roca y las

muestras obtenidas a partir de la excavacin de zanjas de irrigacin, pozos de agua y otros

pozos de petrleo y gas. Esta informacin se combinaron para permitir que el gelogo para

hacer inferencias en cuanto al contenido lquido, la porosidad, la permeabilidad, la edad, y la

secuencia de formacin de las rocas debajo de la superficie de un rea particular. Por ejemplo,

en la imagen que se muestra, un gelogo puede estudiar los afloramientos de roca para

conocer mejor la geologa del subsuelo de las reas.

Fig. 4 Superficie geologa

Una vez que el gelogo ha determinado una zona en la que es geolgicamente posible que un

gas natural o petrleo, la formacin de existir, otras pruebas se pueden realizar para obtener

datos ms detallados sobre el rea de la reserva potencial. Estas pruebas permiten la

cartografa ms precisa de las formaciones subterrneas, sobre todo aquellas formaciones que

se asocian comnmente con gas natural y reservas de petrleo. Estas pruebas se realizan

comnmente por un geofsico, el que utiliza la tecnologa para encontrar y cartografiar

formaciones subterrneas de roca.

Superficie Geologa

Fuente: Anadarko Petroleum Corporation



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Fig.5 Sismgrafo

Exploracin Ssmica

Podra decirse que el mayor avance en el petrleo y gas natural lleg a travs del uso de la

sismologa bsica. Sismologa se refiere al estudio de cmo la energa, en forma de ondas

ssmicas, se mueve a travs de la corteza de la Tierra e interacta de manera diferente con los

distintos tipos de formaciones subterrneas. En 1855, L. Palmiere desarroll el primer

"sismgrafo", un instrumento utilizado para detectar y registrar los terremotos. Este dispositivo

era capaz de recoger y registrar las vibraciones de la tierra que se producen durante un

terremoto. Sin embargo, no fue hasta 1921 que esta tecnologa se aplic a la industria del

petrleo y se utiliza para ayudar a localizar las formaciones subterrneas de combustibles

fsiles.

Fig. 6 Colocacin de Gefonos

Un sismgrafo

Fuente: Servicio Geolgico

de EE.UU.

Colocacion de goefonos



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El concepto bsico de la sismologa es bastante simple. Como la corteza terrestre se compone

de diferentes capas, cada una con sus propias caractersticas, la energa (en forma de ondas

ssmicas) que viajan subterrnea interacta de manera diferente con cada una de estas

capas.Estas ondas ssmicas, emitido por una fuente, viajar a travs de la tierra, sino que

tambin se refleja de vuelta hacia la fuente por las capas de metro.

A travs de la sismologa, los geofsicos son capaces de crear artificialmente las vibraciones en

la superficie y el registro de cmo estas vibraciones se reflejan de vuelta a la superficie,

dejando al descubierto las propiedades de la geologa por debajo.

Una analoga que tiene un sentido intuitivo es que de rebote una pelota de goma. Una pelota

de goma que se deja caer sobre el concreto se recuperar de una manera muy diferente a una

pelota de goma lanzada sobre la arena. De la misma manera, las ondas ssmicas enviado

subterrneo se reflejan en las capas densas de roca de manera muy diferente que las capas

extremadamente porosos de roca, permitiendo que el gelogo deducir de los datos ssmicos

exactamente lo capas existen subterrneo y en qu profundidad. Mientras que el uso real de la

sismologa en la prctica es un poco ms complicado y tcnico, este concepto bsico se

mantiene.

Aqu est una descripcin ms detallada de la exploracin ssmica .

Fig. 7 Sismologa en la practica

Sismologa en la prctica

http://walter.kessinger.com/work/seisx_outline.html



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Sismologa en tierra

En la prctica, con la sismologa para explorar reas en tierra consiste en crear artificialmente

las ondas ssmicas, la reflexin de los cuales son luego recogidas por partes sensitivas de

equipo de los llamados gefonos de los que estn incrustados en el suelo. Los datos recogidos

por estos gefonos se transmite a un camin de registro ssmico, que registra los datos de una

interpretacin posterior por los geofsicos e ingenieros de petrleo del yacimiento. El dibujo

muestra los componentes bsicos de un equipo de estudio ssmico. La fuente de las ondas

ssmicas (en este caso, una explosin subterrnea) crea que se reflejan en las diferentes capas

de la Tierra, para ser recogidos por los gefonos en la superficie y de transmitirla a un camin

de registro ssmico debe ser interpretado y registrado.

Aunque el sismgrafo fue originalmente desarrollado para medir los terremotos, se descubri

que gran parte de la misma clase de vibraciones y ondas ssmicas podran ser producidos

artificialmente y se utiliza para asignar las formaciones geolgicas subterrneas. En los

primeros das de la exploracin ssmica, las ondas ssmicas fueron creado con dinamita. Estos

cuidadosamente planificadas, pequeas explosiones crea las ondas ssmicas necesarias, las

cuales fueron recogidos por los gefonos, la generacin de datos para ser interpretados por los

geofsicos, gelogos e ingenieros de petrleo.

Fig. 8 Camin vibrador ssmico

Recientemente, debido a las preocupaciones ambientales y la mejora de la tecnologa, es a

menudo ya no es necesario utilizar cargas explosivas para generar las ondas ssmicas

Un camin vibrador ssmico



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necesarias. En cambio, los equipos ms ssmicas utiliza no explosivo tecnologa ssmica para

generar los datos requeridos. Esta tecnologa no es explosivo por lo general consiste en una

grande y pesada, de ruedas u orugas, vehculo que transportaba a un equipo especial

diseado para crear un gran impacto o una serie de vibraciones. Estos impactos o vibraciones

crean ondas ssmicas similares a los creados por la dinamita. En el camin ssmica se muestra,

el pistn grande en el medio se utiliza para crear vibraciones en la superficie de la tierra, el

envo de ondas ssmicas que se utilizan para generar datos tiles.

Sismologa Marina

El mismo tipo de proceso se utiliza en la exploracin ssmica en alta mar. Cuando la

exploracin de gas natural que pueden existir miles de metros debajo del lecho marino, que

puede ser en s miles de metros bajo el nivel del mar, un mtodo ligeramente diferente de la

exploracin ssmica que se utiliza. En lugar de camiones y gefonos, un barco se utiliza para

recoger los datos ssmicos y los hidrfonos son usados para captar las ondas ssmicas

submarinas. Estos hidrfonos se remolcado detrs del buque en varias configuraciones,

dependiendo de las necesidades de la geofsico. En lugar de utilizar dinamita o los impactos

sobre los fondos marinos, el buque ssmico utiliza una pistola de aire grande, que libera las

rfagas de aire comprimido bajo el agua, la creacin de las ondas ssmicas que pueden viajar a

travs de la corteza de la Tierra y generar las reflexiones ssmicas que son necesarios.

Magnetmetros

Adems de utilizar la sismologa para recoger datos sobre la composicin de la corteza

terrestre, las propiedades magnticas de las formaciones subterrneas pueden ser medidos

para generar datos geolgicos y geofsicos. Esto se logra mediante el uso de magnetmetros,

que son dispositivos que pueden medir las pequeas diferencias en el campo magntico de la

Tierra. En los primeros das de magnetmetros, los dispositivos eran grandes y voluminosos, y

slo es capaz de medir un rea pequea a la vez.



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Fig. 9 Exploracin ssmica costa afuera

Gravmetros

Adems de utilizar las diferencias en el campo magntico de la Tierra, los geofsicos pueden

medir y registrar la diferencia en el campo gravitatorio de la Tierra para obtener una mejor

comprensin de lo que est bajo tierra. Diferentes formaciones subterrneas y tipos de rocas

tienen un efecto ligeramente diferente en el campo gravitatorio que rodea la Tierra. Al medir

estas pequeas diferencias con equipos muy sensibles, los geofsicos son capaces de analizar

las formaciones subterrneas y desarrollar una visin ms clara sobre los tipos de formaciones

que pueden caer por debajo del suelo, y si las formaciones tienen el potencial de contener

hidrocarburos como el gas natural.

Pozos Exploratorios

La mejor manera de obtener un completo entendimiento de la geologa del subsuelo y el

potencial de yacimientos de gas natural que existen en un rea determinada es perforar un

pozo exploratorio. Consiste en excavar en la corteza terrestre para permitir a los gelogos

estudiar la composicin de las capas de rocas subterrneas en detalle. Adems de en busca

de gas natural y los depsitos de petrleo mediante la perforacin de un pozo exploratorio, los

gelogos examinan tambin los cortes de perforacin y fluidos para obtener una mejor

comprensin de las caractersticas geolgicas de la zona. Inicio de sesin, se explica ms

adelante, es otra herramienta que se utiliza en los pases desarrollados, as como los pozos

exploratorios. Perforacin de un pozo exploratorio es un esfuerzo costoso, consume mucho

tiempo. Por lo tanto, slo se pozos exploratorios perforados en reas donde otros datos ha

Exploracin ssmica costa afuera



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indicado una alta probabilidad de formaciones de petrleo. Para obtener ms informacin sobre

el proceso de perforacin de pozos de gas natural.

1.4.2 Localizacin

El registro se refiere a la realizacin de pruebas durante o despus del proceso de perforacin

que permiten a los gelogos y los operadores de perforacin para monitorear el progreso de la

perforacin de pozos y para obtener una imagen ms clara de las formaciones del

subsuelo. Hay muchos tipos diferentes de registro, de hecho, ms de 100 pruebas diferentes

de registro se puede realizar, pero en esencia consisten en una variedad de pruebas que

ilumina la verdadera composicin y las caractersticas de las diferentes capas de roca que el

bien pasa a travs.Registro tambin es esencial durante el proceso de perforacin. Los

registros de vigilancia pueden garantizar que el equipo de perforacin se usa correcta y que la

perforacin no se contina, si las condiciones desfavorables de desarrollo.

Est ms all del alcance de este sitio web para entrar en detalles con respecto a los distintos

tipos de registro de las pruebas que se pueden realizar. Varios tipos de pruebas son estndar,

acstica, electricidad, radiactividad, la densidad, la induccin, la pinza, la tala direccional y la

energa nuclear, por citar slo algunos. Dos de las pruebas ms prolficos e interpretada a

menudo incluyen el registro estndar y del perfilaje elctrico.

Registro estndar consiste en el examen y el registro de los aspectos fsicos de un pozo. Por

ejemplo, los cortes de perforacin (trozos de roca desplazados por la perforacin del pozo) son

todos examinados y registrados, permitiendo gelogos para examinar fsicamente la roca del

subsuelo. Adems, los testigos se tomada por el levantamiento de una muestra de roca

subterrnea intacta a la superficie, permitiendo que las diversas capas de roca y su espesor a

examinar. Estos cortes y los ncleos se examinan a menudo con poderosos microscopios que

pueden magnificar la roca hasta 2.000 veces. Esto permite que el gelogo para examinar el

contenido de la porosidad y el fluido de la roca del subsuelo, y para obtener una mejor

comprensin de la tierra en la que est siendo el pozo perforado.

Registro elctrico consiste en bajar un dispositivo utilizado para medir la resistencia elctrica de

las capas de roca en la parte del "fondo del pozo 'del pozo. Esto se realiza mediante la

ejecucin de una corriente elctrica a travs de la formacin de roca y la medicin de la

resistencia que encuentra a lo largo de su camino. Esto da una idea de gelogos el contenido



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de fluido y las caractersticas. Una nueva versin de perfilaje elctrico, llamado el registro

elctrico de induccin, proporciona gran parte los mismos tipos de lecturas, pero es ms fcil

de realizar y proporciona datos que es ms fcil de interpretar.

Un ejemplo de los datos obtenidos a travs de diversas formas de registro se muestra a

continuacin. En esta representacin, las distintas columnas indican los resultados de

diferentes tipos de pruebas. Los datos son interpretados por un gelogo con experiencia,

geofsico o ingeniero en petrleo, que es capaz de aprender de lo que aparecen como los

garabatos de las lneas de la lectura de los datos tambin.

Fig. 10 Ejemplo de datos de registros de pozos

La perforacin de un estudio exploratorio o en desarrollo y es el primer contacto que un

ingeniero gelogo o el petrleo tiene con el contenido real de la geologa del

subsuelo. Registro, en sus mltiples formas, utiliza esta oportunidad de adquirir una

comprensin ms completa de lo que realmente se encuentra debajo de la superficie. Adems

de proporcionar informacin especfica para ese bien particular, vastos archivos de los registros

histricos existen para los gelogos interesados en las caractersticas geolgicas de una zona

determinada o similar.

Interpretacin de los datos

Hay muchas fuentes de datos e informacin para el gelogo y geofsico para su uso en la

exploracin de hidrocarburos. Sin embargo, estos datos en bruto slo sera intil sin una

Un ejemplo de datos de registro de pozos



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interpretacin cuidadosa y metdica. Al igual que armar un rompecabezas, el geofsico utiliza

todas las fuentes de datos disponibles para crear un modelo, o conjetura, en cuanto a la

estructura de las capas de roca debajo de la tierra. Algunas tcnicas, incluyendo la exploracin

ssmica, se prestan bien a la construccin de una interpretacin a mano o por computadora-

visual de una formacin subterrnea. Otras fuentes de datos, como la obtenida de muestras de

ncleos o la tala, son tenidos en cuenta por el gelogo para determinar las estructuras

geolgicas del subsuelo. A pesar de la sorprendente evolucin de las tcnicas de la tecnologa

y la exploracin, la nica manera de estar seguro de que un depsito de gas licuado de

petrleo o natural que existe es para perforar un pozo exploratorio. Los gelogos y geofsicos

pueden hacer sus mejores estimaciones en cuanto a la ubicacin de los yacimientos, pero

estos no son infalibles.

Interpretacin ssmica 2-D

La imagen bidimensional ssmica se refiere a los geofsicos utilizan los datos de las actividades

de exploracin ssmica para desarrollar una imagen de corte transversal de las formaciones

rocosas subterrneas. El geofsico interpreta los datos ssmicos obtenidos en el campo,

teniendo las grabaciones de vibracin del sismgrafo y su utilizacin para desarrollar un

modelo conceptual de la composicin y el grosor de las distintas capas de tierra de rock. Este

proceso normalmente se utiliza para asignar formaciones subterrneas, y hacer estimaciones

basadas en las estructuras geolgicas para determinar dnde es probable que los depsitos

pueden existir.

Otra tcnica que utiliza de base de datos ssmicos que se conoce como "la deteccin

directa. En los mediados de 1970, se descubri que las bandas de blancos, llamados 'puntos

brillantes', a menudo apareci en tiras de registro ssmico. Estas bandas blancas podran

indicar depsitos de hidrocarburos. La naturaleza de la roca porosa que contiene el gas natural

a menudo puede resultar en consecuencia del fortalecimiento de las reflexiones ssmicas de lo

normal, lleno de agua de roca. Por lo tanto, en estas circunstancias, el depsito real de gas

natural podra ser detectada directamente de los datos ssmicos. Sin embargo, esto no se

sostiene universalmente. Muchos de estos 'puntos brillantes "no contienen hidrocarburos, y

muchos depsitos de hidrocarburos no estn indicados por las tiras blancas en los datos

ssmicos. Por lo tanto, aunque la adicin de una nueva tcnica de localizar petrleo y depsitos

de gas natural, la deteccin directa no es un mtodo completamente fiable.



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Asistido por Computadora de exploracin

Una de las mayores innovaciones en la historia de la exploracin de petrleo es el uso de

ordenadores para compilar y reunir los datos geolgicos en un todo coherente "mapa" de la

tierra. El uso de esta tecnologa de la computacin se conoce como 'CAEX', que es la

abreviatura de "exploracin asistida por ordenador".

Fig. 11 Uso interactivo de ssmica 3-D

Con el desarrollo del microprocesador, se ha vuelto relativamente fcil de usar equipos para

ensamblar los datos ssmicos que se recoge desde el campo. Esto permite el procesamiento de

grandes cantidades de datos, aumentando la fiabilidad y el contenido informativo del modelo

ssmico. Hay tres tipos principales de modelos de exploracin asistida por ordenador: dos

dimensiones (2-D), en tres dimensiones (3-D), y, ms recientemente, de cuatro dimensiones (4-

D). Estas tcnicas de imagen, mientras que se basan principalmente en los datos ssmicos

adquiridos en el campo, se estn volviendo ms y ms sofisticados. La tecnologa informtica

ha avanzado tanto que ahora es posible incorporar los datos obtenidos de los diferentes tipos

de pruebas, tales como la tala, la informacin de la produccin y ensayo gravimtrico, los

cuales pueden ser combinados para crear una 'visualizacin' de la formacin subterrnea. As,

los gelogos y geofsicos son capaces de combinar todas sus fuentes de datos para compilar

una imagen clara y completa de la geologa del subsuelo. Un ejemplo de esto se muestra que

un gelogo utiliza una visualizacin interactivo de computadoras genera de 3-D los datos

ssmicos para explorar las capas del subsuelo.

Gelogo uso interactivo de ssmica3-D



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3-D de imgenes ssmicas

Uno de los mayores avances en la exploracin asistida por ordenador fue el desarrollo de

imgenes ssmicas en tres dimensiones (3-D). Tres-D de imgenes utiliza datos ssmicos de

campo para generar un perodo de tres dimensiones "imagen" de las formaciones subterrneas

y caractersticas geolgicas. Esto, en esencia, permite que el geofsico y gelogo para ver una

imagen clara de la composicin de la corteza terrestre en una zona determinada. Esto es

tremendamente til para permitir la exploracin de petrleo y gas natural, como una imagen

real podra ser utilizado para estimar la probabilidad de las formaciones existentes en un rea

en particular, y las caractersticas de la formacin potencial. Esta tecnologa ha tenido un gran

xito en el aumento de la tasa de xito de los esfuerzos de exploracin. De hecho, utilizando

ssmica 3-D se ha estimado para aumentar la probabilidad de xito ubicacin depsito 50 por

ciento.

Fig. 12 Ej de 3-D de tecnologa de imagen ssmica

Aunque esta tecnologa es muy til, tambin es muy costoso. Tres-D de imgenes ssmicas

puede costar cientos de miles de dlares por milla cuadrada. La generacin de imgenes 3-D

requiere que los datos se recogieron a partir de varios miles de sitios, a diferencia de imgenes

2-D, que slo requiere varios cientos de puntos de datos. Como tal, 3-D es un proceso mucho

ms complejo y prolongado. Por lo tanto, generalmente se utiliza en conjuncin con otras

tcnicas de exploracin. Por ejemplo, un geofsico puede utilizar tradicional 2-D de modelado y

examen de las caractersticas geolgicas para determinar si hay una probabilidad de la

presencia de gas natural.Una vez que estas tcnicas bsicas se utilizan, en 3-D de imgenes

Un ejemplo de 3-D de tecnologa de imagen ssmica



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ssmicas se puede utilizar slo en aquellas reas que tienen una alta probabilidad de contener

yacimientos.

Adems de la localizacin del petrleo en trminos generales los embalses, en 3-D de

imgenes ssmicas permite la colocacin ms exacta de los pozos a ser perforados. Esto

aumenta la productividad de los pozos con xito, permitiendo ms petrleo y gas natural que se

extrae del suelo. De hecho, ssmica 3-D puede aumentar las tasas de recuperacin de los

pozos productores de 40-50 por ciento, en comparacin con 25-30 por ciento con las tcnicas

tradicionales de exploracin 2-D.

Fig 13 imagen ssmicas en la practica

Tres-D de imgenes ssmicas se ha convertido en una herramienta extremadamente

importante en el gas de la bsqueda natural. En 1980, a slo 100 en 3-D las pruebas de

obtencin de imgenes ssmicas se haba realizado. Sin embargo, a mediados de la dcada de

1990, de 200 a 300 en 3-D los estudios ssmicos se llevaban a cabo cada ao. En 1996, en el

Golfo de Mxico, uno de los mayores productores de gases naturales-reas en los EE.UU., casi

el 80 por ciento de los pozos perforados en el Golfo se basa en 3-D los datos ssmicos. En

1993, el 75 por ciento de todos los estudios exploratorios en tierra conducidas utilizada en 3-D

de imgenes ssmicas.

Imgenes ssmicas en la prctica



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1.4.3 Extraccin.

Una vez que un depsito potencial de gas natural ha sido localizado por un equipo de gelogos

y geofsicos, le corresponde a un equipo de expertos de perforacin para excavar hacia abajo,

donde el gas natural se cree que existe. Esta seccin describe el proceso de perforacin de

gas natural, tanto en tierra como costa afuera. Aunque el proceso de excavar profundamente

en la corteza de la Tierra para encontrar depsitos de gas natural que puede o no puede

realmente existir parece desalentador, la industria ha desarrollado una serie de innovaciones y

tcnicas que ambos disminuyen el costo y aumentar la eficiencia de la perforacin de gas

natural . Los avances en la tecnologa han contribuido en gran medida al aumento de la

eficiencia y la tasa de xito para la perforacin de pozos de gas natural.

Fig. 14 Extraccin

La determinacin de si se debe perforar un pozo depende de una variedad de factores,

incluyendo el potencial econmico de la reserva de gas natural, esperado. Su precio es de una

gran cantidad de dinero para las compaas de exploracin y produccin para buscar y perforar

en busca de gas natural, y siempre existe el riesgo inherente de que no hay gas natural se

encuentra.

La colocacin exacta del sitio de perforacin depende de muchos factores, incluyendo la

naturaleza de la formacin potencial de ser perforado, las caractersticas de la geologa del

subsuelo, y la profundidad y el tamao del depsito de destino. Despus de que el equipo de



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geofsicos identifica la ubicacin ptima para un pozo, es necesario que la empresa de

perforacin para asegurar que se complete todas las medidas necesarias para que legalmente

puede perforar en esa zona. Esto implica generalmente la obtencin de permisos para las

operaciones de perforacin, el esta cimiento de un acuerdo legal que permita a la compaa de

gas natural para extraer y vender los recursos en un rea determinada de tierra, y un diseo de

recogida de las lneas que conectan el pozo con la tubera.

Hay una variedad de posibles propietarios de los derechos a la tierra y minerales de una zona

determinada.

Si el nuevo pozo, una vez perforado, no en el hecho de entrar en contacto con depsitos de

gas natural, que ha sido desarrollado para permitir la extraccin de este gas natural, y se

denomina "desarrollo" o "productivo" bien. En este punto, con el pozo perforado y el presente

hidrocarburos, el bien puede ser completada para facilitar su produccin de gas natural. Sin

embargo, si el equipo de exploracin era incorrecta en su estimacin de la existencia de una

cantidad comercial de gas natural en un pozo, el pozo se denomina un "pozo seco", y la

produccin no se detiene.

En tierra y costa afuera de perforacin presentan ambientes nicos de perforacin, lo que

requiere tcnicas y equipos especiales

Procesamiento industrial del gas natural

El gas natural, ya que es utilizado por los consumidores, es muy diferente de la de gas natural

que se trae desde el subsuelo hasta la boca del pozo. Aunque el procesamiento de gas natural

en muchos aspectos es menos complicado que el procesamiento y refinacin de petrleo

crudo, es igualmente necesario antes de su uso por los usuarios finales.

http://naturalgas.org/naturalgas/production.asphttp://naturalgas.org/naturalgas/production.asphttp://naturalgas.org/naturalgas/extraction_onshore.asphttp://naturalgas.org/naturalgas/extraction_offshore.asp



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Fig. 15 Procesamiento industrial de Gas Natural

El gas natural utilizado por los consumidores se compone casi exclusivamente de metano. Sin

embargo, el gas natural que se encuentra en boca de pozo, a pesar de que est compuesta

principalmente de metano, no es en absoluto tan puro. De gas natural en bruto proviene de tres

tipos de pozos: pozos petroleros, pozos de gas y condensado de los pozos. El gas natural que

proviene de los pozos de petrleo normalmente se denomina "gas asociado". Este gas puede

existir separado del aceite en la formacin (gas libre), o disuelto en el petrleo crudo (gas

disuelto). El gas natural desde los pozos de gas y condensado, en las que hay petrleo crudo

poca o ninguna, se denomina "gas no asociado '. Pozos de gas suelen producir gas natural

crudo por s mismo, mientras que los pozos producen gas natural condensado libre junto con

un hidrocarburo condensado semi-lquida.Cualquiera que sea la fuente del gas natural, una vez

separado de petrleo crudo (si est presente) que existe comnmente en mezclas con otros

hidrocarburos; principalmente etano, propano, butano y pentanos. Adems, el gas natural en

bruto contiene vapor de agua, sulfuro de hidrgeno (H 2 S), dixido de carbono, helio,

nitrgeno y otros compuestos.

Procesamiento de gas natural consiste en separar todos los diferentes tipos de hidrocarburos y

lquidos del gas natural puro, para producir lo que se conoce como gas natural seco "calidad

gasoducto. Los principales gasoductos de transporte por lo general imponen restricciones

sobre la composicin del gas natural que se permite en la tubera. Esto significa que antes de

que el gas natural puede ser transportado debe ser purificado. Mientras que el etano, propano,



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butano y pentanos debe ser removido del gas natural, esto no quiere decir que todos ellos son

los productos de desecho.

De hecho, los hidrocarburos asociados, conocidos como los lquidos de gas natural (LGN)

pueden ser muy valiosos subproductos del procesamiento del gas natural. LGN incluyen etano,

propano, butano, iso-butano, y gasolina natural. Estos lquidos de gas natural se vende por

separado y tienen una variedad de diferentes usos, incluyendo la mejora de la recuperacin de

petrleo en pozos de petrleo, suministro de materias primas para refineras de petrleo o

plantas petroqumicas, y como fuentes de energa.

Fig 16. Planta de Procesamiento de gas natural

Mientras que algunos de la transformacin necesaria se puede conseguir en o cerca de la

cabeza del pozo (procesamiento de campo), la transformacin completa de gas natural se lleva

a cabo en una planta de transformacin, que normalmente se encuentra en una regin

productora de gas natural. El gas natural extrado es transportado a estas plantas de

procesamiento a travs de una red de ductos de recoleccin, que son de pequeo dimetro,

tuberas de baja presin. Un complejo sistema de recoleccin puede estar formado por miles

de kilmetros de tuberas, la interconexin de la planta de procesamiento de ms de 100 pozos

en el rea.



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Adems de la transformacin efectuada en boca de pozo y en las plantas de procesamiento

centralizado, un tratamiento final a veces tambin se realiza en las plantas de extraccin de

prtico. Estas plantas se encuentran en sistemas de tuberas principales. Aunque el gas natural

que llega a estas plantas de empalme de extraccin ya es de calidad gasoducto, en ciertos

casos existen todava pequeas cantidades de lquidos de gas natural, que se extraen en las

plantas de empalme.

La prctica actual de procesamiento de gas natural a los gasoductos de gas seco niveles de

calidad puede ser bastante complejo, pero por lo general consta de cuatro procesos principales

para eliminar las impurezas diversas:

El petrleo y de eliminacin de condensacin

La eliminacin de agua

Separacin de Lquidos del Gas Natural

La eliminacin de azufre y dixido de carbono

Desplcese hacia abajo, o haz clic en el enlace de arriba para ser transportados a una seccin

en particular.

Adems de los cuatro procedimientos anteriores, los calentadores y depuradores estn

instalados, por lo general en o cerca de la cabeza del pozo. Los lavadores de servir

principalmente para eliminar la arena y otras impurezas de partculas grandes. Los

calentadores de asegurar que la temperatura del gas no descienda demasiado bajo. Con el gas

natural que contiene incluso pequeas cantidades de agua, los hidratos de gas natural tienen

una tendencia a formar cuando la temperatura baja. Estos hidratos son compuestos slidos o

semi-slida, parecida hielo como cristales. En caso de que estos hidratos se acumulan, pueden

impedir el paso de gas natural a travs de vlvulas y sistemas de recoleccin. Para reducir la

aparicin de los hidratos, pequeas naturales a gas unidades de calentamiento normalmente

se instalan a lo largo del tubo de recogida donde es probable que se pueden formar hidratos.

El petrleo y de eliminacin de condensacin

Con el fin de procesar y transportar gas asociado disuelto natural, debe ser separado del aceite

en el que se disuelve. Esta separacin de gas natural a partir de aceite se realiza con ms

frecuencia con los equipos instalados en o cerca de la boca del pozo.

http://naturalgas.org/naturalgas/processing_ng.asp#oilhttp://naturalgas.org/naturalgas/processing_ng.asp#waterhttp://naturalgas.org/naturalgas/processing_ng.asp#seperatenghttp://naturalgas.org/naturalgas/processing_ng.asp#sulphur



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El proceso real utilizado para separar el aceite del gas natural, as como el equipo que se

utiliza, puede variar ampliamente. Aunque la calidad de tubera de gas seco natural es

prcticamente idntico a travs de diferentes reas geogrficas, el gas natural en bruto de

diferentes regiones pueden tener diferentes composiciones y los requisitos de separacin. En

muchos casos, el gas natural se disuelve en aceite subterrneo principalmente debido a la

presin que la formacin es bajo. Cuando este gas natural y petrleo que se produce, es

posible que se separar por su cuenta, simplemente debido a la disminucin de la presin, al

igual que la apertura de una lata de refresco permite la liberacin de dixido de carbono

disuelto. En estos casos, la separacin de petrleo y gas es relativamente fcil, y los dos

hidrocarburos se envan caminos separados para su posterior procesamiento. El tipo ms

bsico de separador se conoce como un separador convencional. Se compone de un tanque

cerrado simple, donde la fuerza de la gravedad sirve para separar los lquidos ms pesados

como el petrleo, y los gases ms ligeros, como el gas natural.

Fig 17. Ing. pemex

En ciertos casos, sin embargo, el equipo especializado es necesario separar el aceite y el gas

natural. Un ejemplo de este tipo de equipo es el separador de baja temperatura (LTX). Esta es

la ms utilizada en los pozos productores de gas de alta presin junto con el petrleo crudo

ligero y condensado. Estos separadores utilizar diferenciales de presin para enfriar el gas



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natural hmedo y separar el aceite y el condensado. El gas hmedo entra en el separador, se

enfra ligeramente por un intercambiador de calor. El gas se desplaza a travs 'nocaut' un

lquido a alta presin, que sirve para eliminar cualquier lquido en un separador de baja

temperatura. El gas pasa entonces a este separador de baja temperatura a travs de un

mecanismo de estrangulacin, que se expande el gas que entra en el separador. Esta rpida

expansin del gas permite la disminucin de la temperatura en el separador. Despus de la

eliminacin de lquido, el gas seco se desplaza entonces hacia atrs a travs del

intercambiador de calor y es calentado por el gas hmedo entrante. Al variar la presin del gas

en diversas secciones del separador, es posible variar la temperatura, que hace que el aceite y

un poco de agua que se condensa de la corriente de gas hmedo. Esta base de presin-

temperatura relacin puede funcionar a la inversa, as, para extraer gas de una corriente de

aceite lquido.

La eliminacin de agua

Adems de separar el aceite y el condensado alguna de la corriente de gas hmedo, es

necesario para eliminar la mayor parte del agua asociada. La mayor parte del agua lquida,

libre asociado con el gas natural se extrae separa por mtodos de separacin simples en o

cerca de la cabeza del pozo. Sin embargo, la eliminacin del vapor de agua que existe en

solucin en el gas natural requiere un tratamiento ms complejo. Este tratamiento consiste en

'deshidratar' el gas natural, que por lo general implica una de dos procesos: o absorcin o

adsorcin.

La absorcin se produce cuando el vapor de agua se saca por un agente deshidratante. La

adsorcin se produce cuando el vapor de agua se condensa y se recoge en la superficie.

La deshidratacin de glicol

Un ejemplo de la deshidratacin de absorcin que se conoce como deshidratacin de glicol. En

este proceso, un deshidratador desecante lquido sirve para absorber vapor de agua de la

corriente de gas. Glicol, el agente principal en este proceso, tiene una afinidad qumica del

agua. Esto significa que, cuando est en contacto con una corriente de gas natural que

contiene agua, glicol servir para "robar" el agua de la corriente de gas. Esencialmente, la

deshidratacin de glicol implica el uso de una solucin de glicol, por lo general bien

dietilenglicol (DEG) o trietilenglicol (TEG), que se pone en contacto con la corriente de gas



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hmedo en lo que se denomina la "contactor". La solucin de glicol absorbe agua del gas

hmedo. Una vez absorbidos, las partculas de glicol se vuelven ms pesados y se hunden al

fondo del contactor donde se retiran. El gas natural, despus de haber sido despojado de la

mayor parte de su contenido de agua, se transporta fuera del deshidratador. La solucin de

glicol, teniendo todo el agua rectificada del gas natural, se somete a una caldera especializada

diseada para vaporizar slo el agua de la solucin. Mientras que el agua tiene un punto de

ebullicin de 212 grados Fahrenheit, el glicol de no hervir hasta 400 grados Fahrenheit. Este

diferencial de punto de ebullicin hace relativamente fcil de eliminar el agua de la solucin de

glicol, permitiendo que se reutiliza en el proceso de deshidratacin.

Una nueva innovacin en este proceso ha sido la adicin de Flash tanque separador de

condensadores. As como la absorcin de agua de la corriente de gas hmedo, la solucin de

glicol ocasionalmente lleva consigo pequeas cantidades de metano y otros compuestos que

se encuentran en el gas hmedo. En el pasado, este metano se purg simplemente fuera de la

caldera. Adems de perder una porcin del gas natural que se extrajo, esta ventilacin

contribuye a la contaminacin del aire y el efecto invernadero. Con el fin de disminuir la

cantidad de compuestos de metano y otros que se pierden, flash tanque separador de

condensadores trabaja|r para eliminar estos compuestos antes de la disolucin de glicol llega a

la caldera. Esencialmente, un depsito separador de lquido consiste en un dispositivo que

reduce la presin de la corriente de solucin de glicol, permitiendo que el metano y otros

hidrocarburos para vaporizar ("flash"). La solucin de glicol se desplaza entonces a la caldera,

que tambin puede estar equipado con condensadores enfriados por aire o agua, que sirven

para capturar cualquier compuestos orgnicos restantes que pueden permanecer en la

solucin de glicol. En la prctica, de acuerdo con el Departamento de Energa de la Oficina de

la energa fsil , estos sistemas se han mostrado para recuperar el 90 al 99 por ciento de

metano que de lo contrario sera quemado en la atmsfera.

Para obtener ms informacin acerca de la deshidratacin de glicol, visite la pgina web del

Instituto de Tecnologa.

Desecante slido deshidratacin

Desecante slido deshidratacin es la forma primaria de deshidratacin del gas natural

mediante adsorcin, y generalmente se compone de dos o ms torres de adsorcin, que estn

llenos con un desecante slido. Desecantes tpicos incluyen almina activada o un material de

http://www.fe.doe.gov/http://www.fe.doe.gov/



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gel de slice granular. El gas natural hmedo se pasa a travs de estas torres, de arriba a

abajo. A medida que el gas hmedo pasa alrededor de las partculas de material desecante, el

agua es retenida en la superficie de estas partculas desecantes. Pasando a travs del lecho

desecante entera, casi toda el agua se adsorbe sobre el material desecante, dejando el gas

seco para salir de la parte inferior de la torre.

Desecante slido deshidratadores son generalmente ms eficaces que los deshidratadores de

glicol, y generalmente se instala como un tipo de sistema a horcajadas a lo largo de las

tuberas de gas natural. Estos tipos de sistemas de deshidratacin son los ms adecuados

para grandes volmenes de gas a presin muy alta, y por lo tanto se encuentra normalmente

en una tubera aguas abajo de una estacin de compresin. Dos o ms torres son necesarios

debido al hecho de que despus de un cierto perodo de uso, el desecante en una torre

particular, se satura con agua. Para 'regenerar' el desecante, un calentador de alta temperatura

se utiliza para calentar el gas a una temperatura muy alta. Pasando este gas caliente a travs

de un lecho de desecante saturado vaporiza el agua en la torre de desecante, dejndolo seco y

permitiendo adems la deshidratacin de gas natural.

Separacin de Lquidos del Gas Natural

El gas natural que viene directamente de un

pozo contiene muchos lquidos de gas

natural que se suelen eliminar. En la

mayora de los casos, los lquidos de gas

natural (LGN) tienen un valor superior como

productos separados, por lo que es

econmico para retirarlos de la corriente de

gas. La eliminacin de los lquidos de gas

natural por lo general tiene lugar en una

planta de procesamiento relativamente

centralizada, y utiliza tcnicas similares a los

utilizados para deshidratar el gas natural.

Fig. 18 Planta de Procesamiento - Mxico



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Fig. 19 tuberas y torre de absorcin

Hay dos pasos bsicos para el tratamiento de los lquidos de gas natural en la corriente de gas

natural. En primer lugar, los lquidos deben ser extrado del gas natural. En segundo lugar,

estos lquidos de gas natural se debe a s mismos separados, hasta sus componentes bsicos.

Extraccin de LGN

Hay dos tcnicas principales para la eliminacin de lquidos de gas natural a partir de la

corriente de gas natural: el mtodo de absorcin y el proceso criognico expansor. De acuerdo

con la Asociacin de Procesadores de Gas , estos representan dos procesos alrededor del 90

por ciento del total de gas natural la produccin de lquidos.

El mtodo de absorcin

El mtodo de absorcin de extraccin NGL es muy

similar al uso de absorcin para la deshidratacin. La

diferencia principal es que, en la absorcin NGL, un

absorbente de aceite se utiliza en lugar de glicol. Este

aceite tiene un absorbente 'afinidad' para lquidos de

gas natural en gran parte la misma manera que glicol

tiene una afinidad por el agua. Antes de que el petrleo

se ha recuperado ningn lquidos de gas natural, se

denomina 'magra' absorcin de aceite. A medida que el

gas natural se hace pasar a travs de una torre de

absorcin, se pone en contacto con la absorcin de

aceite que absorbe una alta proporcin de los lquidos

de gas natural. El "rico" del petrleo de absorcin, que

ahora contiene lquidos de gas natural, sale de la torre

de absorcin a travs de la parte inferior.

Ahora es una mezcla de aceite de absorcin, propano, butanos, pentanos, y otros

hidrocarburos ms pesados. El aceite rico se alimenta en alambiques petrleo magras, donde

se calienta la mezcla a una temperatura superior al punto de ebullicin de los lquidos de gas

natural, pero por debajo de la del aceite. Este proceso permite la recuperacin de alrededor del

http://www.gpaglobal.org/



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75 por ciento de butanos, y 85 a 90 por ciento de pentanos y molculas ms pesadas de la

corriente de gas natural.

El proceso de absorcin de base antes pueden ser modificados para mejorar su eficacia, o

para orientar la extraccin de lquidos de gas natural especficos. En el mtodo de absorcin de

aceite refrigerado, donde se enfra el aceite magra a travs de la refrigeracin, la recuperacin

de propano pueden ser ms de 90 por ciento, y alrededor de 40 por ciento de etano puede ser

extrado de la corriente de gas natural. La extraccin de los lquidos de gas natural de otros,

ms pesados puede ser cercana al 100 por ciento con este proceso.

El proceso de expansin criognica

Procesos criognicos tambin se utilizan para extraer lquidos de gas natural a partir de gas

natural. Si bien los mtodos de absorcin puede extraer casi todos los lquidos de gas natural

ms pesados, los hidrocarburos ms ligeros, tales como etano, son a menudo ms difcil

recuperarse de la corriente de gas natural. En ciertos casos, es econmico para dejar

simplemente los lquidos de gas natural ms ligeros en la corriente de gas natural. Sin

embargo, si es econmico para extraer etano y otros hidrocarburos ligeros, los procesos

criognicos son necesarios para altas tasas de recuperacin. Esencialmente, los procesos

criognicos consisten en dejar caer la temperatura de la corriente de gas a alrededor de -120

grados Fahrenheit.

Hay un nmero de diferentes formas de enfriar el gas a estas temperaturas, pero una de las

ms eficaces es conocido como el proceso turbo expansor. En este proceso, los refrigerantes

exteriores se utilizan para enfriar la corriente de gas natural. Entonces, una turbina de

expansin se utiliza para ampliar rpidamente los gases fros, lo que provoca que la

temperatura disminuya de manera significativa. Esta cada rpida de la temperatura condensa

etano y otros hidrocarburos en la corriente de gas, mientras se mantiene el metano en forma

gaseosa. Este proceso permite la recuperacin de aproximadamente 90 a 95 por ciento del

etano originalmente en la corriente de gas. Adems, la turbina de expansin es capaz de

convertir parte de la energa liberada cuando la corriente de gas natural se expandi a volver a

comprimir el metano efluente gaseoso, lo que ahorra costes de energa asociados con la

extraccin de etano.



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La extraccin de lquidos de gas natural de la corriente de gas natural produce tanto ms

limpio, ms puro de gas natural, as como los hidrocarburos valiosos que son los propios

lquidos de gas natural.

Fracc

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