EFICIENCIA ENERGETICA E INNOVACION TECNOLOGICA EN LA INDUSTRIA

PETROLERA ECUATORIANA FRENTE A ENERGIAS ALTERNATIVAS

• HIDROTRATAMIENTO DE CRUDO Y ENERGIAS ALTERNATIVAS • PRODUCCION OPTIMA CRUDO DE CRUDO. RECUPERACION

MEJORADA. • REFINACION CRUDO Y PETROQUIMICA. TRATAMIENTO

INTEGRAL DE CATALIZADORES.

Dr Edward Jimenez Calderón Ph.D.

Dr Edward Jimenez Calderón Ph.D.

CIUDAD DEL CONOCIMIENTO YACHAI -> CENTROS ESPECIALIZADOS DE CIENCIA, TECNOLOGIA E INNOVACION. • El proyecto Ciudad del Conocimiento “YACHAY” se construye en el cantón San Miguel de Urcuquí,

localizado al noroccidente de la provincia de Imbabura, al norte de Ecuador, en un área de 4.270 hectáreas.

• La Universidad de Investigación Experimental Tecnológica que operará en la Ciudad del Conocimiento se vinculará con la comunidad, el Estado y el sector empresarial.

• Cinco áreas de investigación: Ciencias de la Vida, Nanociencia, Tecnologías de la Información y Comunicación (TIC’s), Energía renovable y Cambio Climático, y Petroquímica.

• • AREAS ESTRATEGICAS EN EPPETROECUADOR. 2012- 2025, QUIEBRE ENERGIAS ALTERNATIVAS. • NANOCIENCIA: • RECUPERACION MEJORADA: POLIMEROS, SURFACTANTES. • CRUDOS PESADOS. • PETROQUIMICA Y ENERGIA RENOVABLE: • TRATAMIENTO INTEGRAL DE CATALIZADORES Y RESIDUOS PELIGROSOS. • HIDROTRATAMIENTO. • • BECAS ILIMITADAS PREGRADO, POSTGRADO -> EFICIENCIA INDUSTRIAL Y AUMENTO DE

PRODUCTIVIDAD. • BECAS EN PETROECUADOR. (20 BECAS: 2010,2011,2012 MAESTRÍA GAS, TRANSPORTE CRUDO Y

DERIVADOS) Y (60 BECAS 2013,2014,2015,2016 MAESTRIA, DOCTORADO Y POSTDOCTORADO)

POLITICA NACIONAL CIENCIA, TECNOLOGIA E INNOVACION

• Yacimiento petrolero es un medio poroso y el medio poroso es un catalizador NO UNIFORME Y ANISOTRÓPICO.

Dr Edward Jimenez Calderón Ph.D.

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NUCLEOS DE POZOS PETROLEROS Y CATALIZADORES

7th International Symposium on Hydrotreating / Hydrocracking Technologies August 28 – September 1, 2011, Denver, CO. 242nd American Chemical Society (ACS) Application of Nanomaterials, Catalyst Regeneration and Rejuvenation Heavy Oil, Synthetic Oil, Liquefied Coal, and Biomass Processing/Co-processing

ESTUDIOS EN NUCLEOS

• Tipo de información requerida: • Se cortan de 1 a 2 núcleos por intervalo dependiendo del análisis de los primeros núcleos. Así

mismo, se busca obtener información geológica adicional como: • § Litología. • § Textura. • § Edad. • § Depositación. • § Planos de fractura. • § Porosidad, permeabilidad y saturación de fluidos. • Para casos de pozos en desarrollo, la información requerida depende de los antecedentes de

producción de pozos de correlación. • § Distribución de porosidades. • § Distribución de permeabilidades. • § Permeabilidades relativas. • § Saturación residual de aceite. • § Mojabilidad. • § Contacto agua aceite. • § Presión en el volumen poroso. • Por lo general se corta un núcleo en cada una de las formaciones que son productoras en los pozos

de correlación.

NUCLEOS DE POZOS PETROLEROS Y CATALIZADORES

QUIMICA CUANTICA, TERMODINAMICA Y REFINACION

• La Química Cuántica es una rama de la química teórica en donde se aplica la mecánica cuántica y la teoría cuántica de campos.

GAUSSIAN 03 es producido por Gaussian Inc., es un sistema de programas conectados para ejecutar una variedad de cálculos de estructura electrónica. Capaz de predecir muchas propiedades moleculares y reacciones químicas, incluyendo:

• Energías y estructuras moleculares. • Energías y estructuras de estado de transición. • Frecuencias vibracionales.

• Es importante recalcar que la Termodinámica ofrece un aparato

formal aplicable únicamente a estados de equilibrio.

Algunos resultados

Agua Método

Real HF QCSID MINDO3 B3LYP

Geometría

Distancia O-H (A) 0,95840 0,94960 0,97590 0.9488 0.9759

Ángulo H-O-H (°) 104,45000 115,4330 109,08850 103.7716 108.293

Termoquímica (1 atm, 298 K)

Masa molecular (umas) 18,01528 18,10560 18,10560 18,10560 18,10560

Entropía S (Cal/mol K) 45,13465 46,31600 46,50900 46.393 46.519

Atomo /

molecula E (hatrees) E (Kcal/mol)

H -0,4982329 -312,6461271

O -74,3596380 -46661,41644

H2 -1,1478774 -720,3045473

O2 -148,9675026 -93478,59756

H2O -76,1200112 -47766,06823

Enlace

H-H -0,1514116 -95,01229312

O-O -0,2482266 -155,7646738

H-O-H -0,7639074 -479,3595326

Método de Perturbaciones

• El método dice que en caso de tener un sistema con un hamiltoniano Ĥ independiente que no podemos resolver, pero que se parece mucho a un hamiltniano conocido H₀, podemos escribir el sistema como un sistema perturbado.

• Donde H’ es el hamiltoniano de perturbación y λ es un factor (0 ≤ λ ≤ 1) del grado de perturbación del sistema.

• Para sistemas no degenerados tenemos que

Tal que

Desarrollando los términos en series de Taylor

• Los primeros términos por definición son igual a la función de onda y hamiltoniano sin perturbar.

• Trabajando matemáticamente se puede llegar a una aproximación de primer orden:

• Trabajando un poco mas a una aproximación de segundo orden

REACTIVACION DE CAMPOS MADUROS

•Implementar tecnologías de punta para maximizar la producción y el conocimiento de los campos petroleros desde la cuna hasta la tumba.

•Balance Integral de Materiales, Pozos, redes para afinamiento y mejor estimación de reservas - remanentes.

•Inversiones estratégicas en campos maduros para aumentar el recobro, la producción y así extender su vida útil.

•Uso intensivo de ciencias básicas y Tecnología de punta, crear nuevo surfactante, para lavar petróleo adherido roca. Análisis microscópico referencia, saturación de petróleo > 40%. 4 núcleos/pozo.

Dr Edward Jimenez Calderón Ph.D.

CAMPO AUCA

OPRM CAMPO AUCA

RESERVAS APROBADAS (DIC 2009) AUCA-AUCA SUR

OPRM CAMPO AUCA

HISTÓRICO DE PRODUCCIÓN AUCA-AUCA SUR

Campo Declinación

AUC-AUS 10.4%

AREA LAGO AGRIO

Dr Edward Jimenez Calderón Ph.D.

Reservas Oficiales Área Lago Agrio al 31/Dic/2009

PRODUCCION RESERVAS

PROBADAS TOTALES ACUMULADA REMANENTES

BLS BLS

Bls al

31/12/2009

Bls al

31/12/2009

BASAL TENA 24,270,000 20.00 23.00 4,854,000 4,854,000 3,419,442 1,434,558

U 101,377,197 36.92 29.60 37,428,461 37,428,461 26,505,706 10,922,755

T 107,042,729 15.00 28.90 16,056,409 16,056,409 8,787,024 7,269,386

HOLLIN SUP 84,960,558 20.00 29.80 16,992,112 16,992,112 4,992,422 11,999,690

SUB-TOTAL 317,650,484 23.72 75,330,982 75,330,982 43,704,594 31,626,388

BASAL TENA 17,771,529 40.00 27.00 7,108,611 7,108,611 4,772,581 2,336,030

U 45,593,985 24.00 28.60 10,942,556 10,942,556 2,989,024 7,953,532

T 49,148,888 24.00 32.40 11,795,733 11,795,733 6,380,313 5,415,420

HOLLIN 391,840,045 40.00 28.80 156,736,018 156,736,018 143,016,175 13,719,843

SUB-TOTAL 504,354,447 36.99 186,582,918 186,582,918 157,158,092 29,424,826

BASAL TENA 27,807,713 15.00 20.30 4,171,157 4,171,157 1,228,477 2,942,680

U 38,632,485 20.00 28.20 7,726,497 7,726,497 1,720,313 6,006,184

T 81,992,698 29.00 30.80 23,777,882 23,777,882 14,170,123 9,607,759

SUB-TOTAL 148,432,896 24.03 35,675,536 35,675,536 17,118,913 18,556,623

GUANTA

DURENO

PARAHUACU

LAGO-AGRIO13

10

RESERVAS ORIGINALES

CAMPO YACIMIENTOVOLUMEN IN

SITU(CS) BLS

FR

(INICIAL)

%

º API#

16

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Pronóstico de producción 2011-2015

AREA CUYABENO-

SANSAHUARI

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RESERVAS

Fuente: ARCH

CAMPO SHUSHUFINDI

AGUARICO

Dr Edward Jimenez Calderón Ph.D.

SHUSHUFINDI

PLAN OPERATIVO QUINQUENAL, POQ

CAMPO LIBERTADOR

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EP PETROECUADOR

GERENCIA DE EXPLORACION Y PRODUCCION

COORDINACION DE DESARROLLO

RESERVAS DE PETROLEO AL 31 DE DICIEMBRE DE 2009

CAMPO LIBERTADOR

CAMPO YACIMIENTO

PETROLEO IN

SITU

FACTOR DE

RECOBRO RESERVAS ORIGINALES

PRODUCCION

ACUMULADA

Bls. N.

RESERVAS

REMANENTES

BLS. N.

Bls. N. %

PROBADAS

Bls.N.

TOTALES Bls.

N. Al 31/12/09 AL 31/12/09

BASAL TENA 123,525,500 15.00 18,530,060 18,530,060 3,704,834 14,825,226

U-SUPERIOR 138,644,000 24.99 34,647,136 34,647,136 25,935,218 8,711,918

LIBERTADOR U-INFERIOR 686,787,000 41.00 281,582,670 281,582,670 202,249,638 79,333,032

T 340,217,000 31.00 105,467,270 105,467,270 94,850,357 10,616,913

SUB-TOTAL 1,289,173,500 34.15 440,227,136 440,227,136 326,740,047 113,487,089

CAMPO LIBERTADOR PROYECCION DE PRODUCCION 2011-2015

30-12-2010

AÑO PETROLEO PETROLEO AGUA GAS PETROLEO

CURVA BASE CON PERFORACION PRODUCCION ANUAL

BPPD BPPD BAPD MPCS/D BPPA

2011 11452 12271 49116 4345 4479073

2012 9852 11750 53441 4334 4288868

2013 8476 11525 54294 4020 4206599

2014 7292 10595 51533 3459 3867336

2015 6274 9116 49265 2976 3327186

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

2011 2012 2013 2014 2015

BP

PD

CAMPO LIBERTADORPROYECCION DE PRODUCCION

PETROLEO CURVA BASE BPPD PETROLEO CON PERFORACION BPPD

REFINACION COMPLEJO PETROQUIMICO: REFINERIA DEL PACIFICO

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NECESIDAD DE COMBUSTIBLES MÁS LIMPIOS

Norma vigente para GASOLINA EXTRA

Norma vigente para Diesel Dos

NORMAS INEN VIGENTES AL AÑO 2014 Requisitos de gasolina Extra y Súper vigentes a partir de Agosto del 2014.

REQUISITOS UNIDAD

GASOLINA EXTRA GASOLINA SÚPER MÉTODO

DE ENSAYO Mínimo Mínimo Mínimo Máximo

Número de octano Research RON * 91 -- 95 -- NTE INEN 2 102

Destilación :

10% °C -- 70 70

NTE INEN 926 50% °C 77 121 77 121

90% °C -- 189 -- 190

Punto final °C -- 215 -- 220

residuo de destilación % -- 2 -- 2

Presión de vapor kPaA -- 56B -- 56B

NTE INEN

ASTM D 4953

ASTM D 5191D

Corrosión a la lámina de cobre

(3 h a ) -- -- 1 -- 1 NTE INEN 927

Contenido de gomas mg/100 cm3 -- 2 -- 3 NTE INEN 933

Contenido de azufre, Ws % -- 0,0010 -- 0,0010 NTE INEN 929

ASTM D 4294 D

Requisitos de Diesel Oil (Diesel 2) vigentes a partir de agosto del 2014.

PARÁMETRO NORMA UNIDAD

LÍMITES

MÍNIMO MÁXIMO

Número de cetano (A) ASTM D 613 --- 52,0 ---

Densidad a 15ºC

ASTM D 4052

ASTM D 1298

NTE INEN 2319

kg/m3 Reportar

Viscosidad a 40ºC NTE INEN 810 mm2/s 2,0 5,0

Contenido de azufre

ASTM D 4294

ASTM D 5453

ASTM D 2622

mg/kg (C) --- 10

Destilación ASTM

T90 NTE INEN 926 ºC --- 320

Punto final de destilación ºC --- 350

Punto de inflamación NTE INEN 1493

Procedimiento A ºC 55 ---

Residuo de carbón, w C ASTM D 4530

NTE INEN 1491 % --- 0,20

MODULO PETROQUIMICA

Hydrocracking, hydrotreating, isomerization, hydrogenation, hydrodesulphurization (HDS), oxidation, hydrodenitrogenation (HDN), polymerization, reforming (aromatization), and steam reforming Dr Edward Jimenez Calderón Ph.D.

MODULO CATALIZADORES

Automated Catalyst

Characterization System

- A catalyst

characterization

laboratory enclosed in one cabinet. With this single instrument, you can acquire valuable information about the physical properties of your catalyst, catalyst support, or other materials. It can determine catalytic properties such as percent of metal dispersion, active metal surface area, acid strength, surface acidity, distribution of strength of active sites, BET surface area, and more

Dr Edward Jimenez Calderón Ph.D.

MODULO MICROPOROSIDAD Accelerated Surface Area and Porosimetry Analyzer . Physisorption instruments measure surface area and pore size. Chemisorption instruments measure metal dispersion and metal surface area. The one-port analysis manifold/vacuum system and two-port degas manifold/vacuum system are independent and operate concurrently. Powerful Windows® based operating program.

VENTAJAS DEL PROYECTO

• Dentro de un estudio de hidrotratamiento de gasóleos se tendrían las siguientes ventajas

• Eliminación de contaminantes como azufre, nitrógeno y metales en las alimentaciones a procesos posteriores como el FCC.

• Estudio de la influencia de las variables de operación en el proceso mencionado.

• Predecir soluciones a posibles problemas que se puedan provocar dentro del proceso.

• Mejorar el tiempo de vida útil de la unidad y equipos, catalizadores entre otros.

• Caracterización de los diferentes catalizadores con los que se trabajan en las diferentes unidades de refinación.

• Conocer las principales causas de desactivación de catalizadores y las técnicas para su regeneración y/o reactivación

• Poder trabajar con estos equipos en proceso como Hidrocracking, Hidrotratamiento, Isomerización, Hidrogenación, Hidrodesulfuración (HDS), Oxidación, Hidrodenitrogenación (HDN), Polimerización, Reformado (aromatización) y Reformado con vapor