Presentacin de PowerPoint

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGAFACULTAD DE INGENIERA QUMICA Y METALURGIAESCUELA DE FORMACIN PROFESIONAL DE INGENIERA QUMICA

INGENIERA DE GAS NATURAL IQ 549

TEMA: EXPLORACIN Y EXTRACCIN DEL PETROLEO EN AGUAS PROFUNDAS DOCENTE : M.Q. Ing. PREZ CHUACA, FernandoALUMNO : TORRES VEGA, Nery JoelAYACUCHO PER2012

INTRODUCCINEl petrleo est constituido por una mezcla compleja de molculas de hidrocarburos, con pesos moleculares que van desde los ms livianos hasta los ms pesados, presenta cantidades variables de gas disuelto y agua.Adems existen parmetros internacionales, como los del Instituto Americano del Petrleo (API) que diferencian sus calidades y, por tanto, su valor. As, entre ms grados API tenga un petrleo, mejor es su calidad.Los petrleos de mejor calidad son aquellos que se clasifican como "livianos" y/o "suaves" y "dulces".Hace 50 aos, los fondos marinos, constituan una zona insondable y misteriosa, prcticamente tan desconocida.

Hace tan slo 30 aos, pareca imposible encontrar, y an ms explotar, yacimientos de petrleo, o gas ubicados a varios kilmetros de profundidad desde el fondo marino y bajo 500 metros de lmina de agua. Hoy en da, la perforacin de sondeos de exploracin y las actividades de produccin de campos localizados en el subsuelo marino, por debajo de una columna de agua entre 2.800 a 3.000 metros, demuestran claramente cun equivocados estbamos.

El progresivo agotamiento de las reservas mundiales de crudo de petrleo ha provocado un considerable avance en la exploracin de yacimientos marinos a elevada profundidad

El inters por la exploracin en aguas profundas, (las situadas a profundidades mayores de 500 metros) se inicia a finales de los 70

3EXPLORACIN Y EXPLOTACIN EN AGUAS PROFUNDASLa extraccin de petrleo desde aguas profundas est constituyendo una alternativa que cada vez ms empresas estn dispuestas a seguir, especialmente luego de los pozos descubiertos en el Golfo de Mxico

Los yacimientos en aguas profundas se han convertido en la principal fuente de nuevas reservas costa afuera a nivel mundial.

La participacin de produccin proveniente de aguas profundos respecto a la produccin mundial alcanz el 7.6% en 2006.Han comenzado a reemplazar parte de la produccin de yacimientos convencionales a nivel internacional.

Su desarrollo impone dos grandes retos.Adquirir el conocimiento para administrar y operar las nuevas tecnologasTener una alta eficiencia en la ejecucin de proyectos Cubiertas Casco

EXPLORACIN Y EXPLOTACIN OPORTUNA EN AGUAS PROFUNDAS DEL GOLFO DE MXICO

Un alto porcentaje de incorporacin de reservas provienen de aguas profundas (>500 m)

En la exploracin costa fuera y en particular en el Golfo de Mxico, los retos se relacionan con:

Mejores prcticas para planeacin y diseo para el desarrollo de camposAlta eficiencia en ejecucin de proyectosMejores imgenes ssmicas en ambientes con salDeteccin de cuerpos delgados de arenasMejor interpretacin y modelado del subsueloMejores indicadores para entender

ESTRATEGIA EN AGUAS PROFUNDAS

ASIMILACIN Administracin integral de proyectosCaracterizacin de peligros, riesgos y confiabilidadConstruccin de pozosEquipos y sistemas de produccin.Operacin6.Materiales

DESARROLLO TECNOLGICO1. Perforacin y terminacin de pozos2 .Sistemas submarinos3. Ductos y umbilicales4. Sistemas flotantes5. Equipos y sistemas sobre cubierta6. Control y automatizacin7. Operacin y mantenimiento.INVESTIGACIN(*) 1. Oceanografa 2. Hidrulica martima3. Riesgo y confiabilidad de sistemas de produccin4. Geotecnia y cimentaciones5. Control y automatizacin6. Materiales7. Aseguramiento de flujo8. Perforacin(*)

TECNOLOGAS MEJORADAS PARA EXPLORACIN

Extender capacidades para yacimientos ms complejosImgenes de mayor calidadIdentificacin ms precisa de trampasModelos geolgicos ms precisosPermite el anlisis cuantitativoDeteccin de acumulacin de hidrocarburos previo a la perforacinMejor caracterizacin del riesgoIncremento en el xito exploratorioInnovaciones en modelado electromagntico 3D y de imgenes ms ntidas

El aprovechamiento de los recursos de hidrocarburos en aguas profundas no era viable desde el punto de vista comercial porque no exista la tecnologa apropiada para su explotacin. El principal inconveniente al que se enfrenta esta tecnologa es la de adaptarse a las condiciones del mar que pueden provocar el arrastre y destruccin de las plataformas. Actualmente se cuenta con la tecnologa necesaria para investigar las partes exteriores de las zonas continentales y los mares, incluso las cuencas ocenicas profundas. Para la extraccin del crudo en yacimientos marinos, tradicionalmente se han empleado sistemas que se fijan firmemente en el fondo del mar mediante diferentes dispositivos (plataformas convencionales). Sin embargo, la exploracin de aguas profundas ha hecho necesario el desarrollo de nuevos sistemas capaces de llevar a cabo el procesado, almacenamiento y abastecimiento del crudo de petrleo en esas condiciones. La caracterstica comn de los diferentes sistemas empleados para ello es que poseen estructura modular y son flotantes. Precisamente, al no estar ancladas de manera permanente al lecho marino pueden desplazarse de un yacimiento a otro segn las necesidades del momento. De los sistemas flotantes utilizados en aguas profundas los ms completos son las unidades de procesamiento, almacenamiento y descarga (comnmente conocidas como unidades FPSO). La gran ventaja de este tipo de sistemas respecto a otros es su versatilidad ya que permite no slo procesar el crudo, sino tambin almacenarlo y abastecer a otros barcos o plataformas.Los sistemas FPSO consisten en un gran buque-tanque anclado que se disea para procesar y almacenar la produccin de pozos submarinos cercanos, como se muestra en la Figura 1

El xito de la exploracin y desarrollo en aguas profundas ha sido el resultado de la confluencia del avance continuo de las tecnologas tanto de las geociencias como de la ingenieraa. Geociencias: determinan las Cuencas con recursos petrolferos prospectivos, objetivos exploratorios y de desarrollo con base a los volmenes de reservas descubiertas.b. Ingeniera: Determina los requerimientos tecnolgicos, para el desarrollo y explotacin de los yacimientos

12METODOLOGAS Y APLICACIN PARA LA EXPLORACIN EN EL MAR

las diversas metodologas tcnicas que en su conjunto al integrarse constituyen el grupo de alternativas tcnicas como sistema de herramientas a utilizar en los estudios del fondo marino

1. Anlisis de imgenes satelitales.Se han desarrollado potentes metodologas para la deteccin de derrames de petrleo, su anlisis y clasificacin a partir de imgenes de radar de alta resolucin (Radarsat), permitiendo diferenciar su ocurrencia por factores de polucin o emanaciones desde el fondo. Se han confeccionado mapas de anomalas gravimtricas, derivados de los datos de altimetra obtenidos por satlite como una variante rpida y econmica para una visin regional de la existencia y posicin de depsitos viables.2. Sistema de posicionamiento satelital y submarino.En cualquier estudio es imprescindible la utilizacin de sistemas DGPS referenciados por satlites para el posicionamiento preciso de la plataforma de investigacin, es muy conveniente contar con un sistema de lnea base de onda ultra corta para posicionar por debajo de la superficie del mar y desde el barco, los diferentes sensores de arrastre y otros equipos autnomos con rangos de alcance en distancia de ms de 10 Km y en profundidades mayores de 5 Km. La utilizacin combinada garantiza mantener y conocer con exactitud la posicin dinmica del buque y seguir el desplazamiento preciso de los equipos de remolque. Debe ser utilizado un sistema de navegacin por cartas electrnicas que permita integrar toda la informacin de las diferentes tcnicas simultneas en adquisicin en tiempo real (Figura. 1).

3. Batimetra.Metodologa muy til y prcticamente necesaria en cualquier objetivo, permite obtener datos precisos de profundidad y estudiar la morfologa del fondo con detalles. En su modalidad actual multihaz (Multibeam) se hace muy productiva y rpidamente permite localizar zonas de inters con un cubrimiento amplio del rea en estudio. Es imprescindible para evaluar las condiciones y geometra del arrastre de otros equipos en su desplazamiento cercano al fondo en etapas posteriores.4. Sonografa.Metodologa complementaria que en forma semejante a la batimetra multihaz brinda informacin rpida de un rea considerable al abarcar su barrido extensiones de hasta kilmetros a ambos lados de la lnea de sondeo. Sus resultados brindan una imagen acstica del fondo marino y de esta forma incorpora informacin que no brinda la batimetra permitiendo detallar las zonas morfolgicamente interesantes (Figura. 2). Los mosaicos que se componen con su aplicacin brindan criterios sobre el desarrollo de las estructuras y permiten diferenciar las caractersticas de los tipos de fondos, llegndose a interpretaciones geolgicas preliminares, es de primer orden su aplicacin en la delimitacin de obstculos u objetos en los fondos.

5. Perfil ssmico de alta resolucin.Es la tcnica que permite ampliar el alcance de la informacin que vamos obteniendo de los fondos con la Batimetra y la Sonografa, hasta profundidades que pueden llegar a las primeras decenas de metros y vincular los rasgos morfolgicos del fondo con estructuras someras cubiertas de sedimentos y que la interpretacin de los datos batimtricos de haz simple o multihaz no permiten revelar, pudiendo obtener criterios de identificacin y localizacin de ndices directos de presencia de hidrocarburos y de riesgos geolgicos.6. Magnetometra.Es muy difundida la utilizacin simultnea con los mtodos acsticos anteriores, de magnetmetros de alta sensibilidad (protnicos o de cesio), para la interpretacin combinada y el apoyo al anlisis de todo el conjunto de mtodos7. Sistemas Integrados.Actualmente la tecnologa ha permitido integrar en un solo equipamiento la combinacin de datos simultneos de varias de estas tcnicas y as se cuenta con sonares multihaz, que vienen acoplados con perfiladores de subfondo y hasta magnetmetros, cuyos datos pueden ser integrados en un solo procesador en tiempo real. Aqu tambin se integran todos los sensores dinmicos para evaluar el rumbo, cabeceo, balanceo y profundidad de inmersin.8. Muestreo y Ensayo.Estas actividades en ocasiones constituyen el ncleo central de la exploracin por la informacin que brindan, se proyectan su distribucin y volumen a partir de los resultados de las tcnicas anteriores con densidades y alcance que dependen adems de la etapa y objetivos del estudio que se considere. Las muestras son descritas, clasificadas y ensayadas de forma general con multipropsito; desde geolgicos, geoqumicos y hasta geotcnicos. El muestreo se realiza desde las variantes ms simples pero muy tiles de los muestreadores de gravedad y pistn hasta estructuras ms complejas que desde el fondo alcanzan profundidades de muestreo mayores y con menor alteracin, inclusive llegando a perforar materiales rocososLos ensayos de acuerdo al propsito de su evaluacin pueden ser: Geologa: Fsicos, paleontolgicos, metales, qumicos, biolgicos. Geotecnia: Fsicos (granulomtricos, humedad, plasticidad, densidad). Mecnicos (consolidacin, triaxiales). Geoqumica: Intensidad de fluorescencia de hidrocarburos, cromatografa gaseosa, istopos de carbonos e hidrgenos, biomarcadores.9. Ensayos Geotcnicos In-Situ.Ya en las etapas de estudio detallado del sitio de emplazamiento de la estructura se procede a ensayar directamente los suelos del fondo para precisar su comportamiento mecnico, desde plataformas complejas que se acoplan al fondo con diferentes instrumentos para realizar penetracin y cortante en la profundidad de los sedimentos (Figura. 3). Generalmente se simultanea el muestreo de los materiales ensayados, con mnima alteracin

Figura. 3- Penetrmetro de aguas profundas con su registro.En etapas iniciales se utilizan formas ms simples de ensayos como pueden ser los penetrmetros de cada libre, en todos los casos el objetivo es la obtencin de los parmetros geotcnicos que caracterizan el comportamiento mecnico de los suelos marinos ante la interaccin con las estructuras que en ellos se insertarn10. Hidroqumica y Oceanografa.

A travs de estas investigaciones se obtienen las caractersticas fsicas y qumicas de las aguas en las que se encuentran las estructuras petrolferas potenciales. Se obtienen datos como velocidad y direccin de las corrientes marinas, temperatura, turbidez, anlisis qumico de las aguas y otros.

11. Plataforma de soporte de los estudios.No es una metodologa, pero es de suma importancia para todas las descritas hasta el momento son las caractersticas de las embarcaciones que operan como plataforma de soporte de los estudios en aguas profundas donde por las complejidades tecnolgicas y las particularidades de este entorno, requieren tener garantizados medios imprescindibles tales como:Sistemas y equipos de navegacin de alta tecnologa.Sistemas de comunicacin de alta tecnologa.Sistemas de propulsores de posicionamiento dinmico.Gras y winches de izaje.Embarcaciones auxiliaresCapacidades de laboratorio y almacenaje.Operacin en red de computadoras y monitores.Tecnologa p/ rescate submarino.

EXTRACCIN DE PETROLEO EN AGUAS PROFUNDAS

La demanda de petrleo natural exige buscar yacimientos en zonas casi inaccesibles. Las plataformas petrolferas extraen petrleo del mar. Las instalaciones terrestres son menos complejas, pero en ocasiones han de instalarse en lugares tan inhspitos como este desierto de Argelia.Aunque en un principio se emple el mtodo de percusin, cuando los pozos petrolferos estaban situados a poca profundidad y bajo rocas de gran dureza, dicha tcnica desde mediados del siglo XX dej y paso al mtodo de rotacin, ya que la mayor parte del petrleo se ha determinado que se encuentra a una profundidad de entre 900 y 5.000 metros, aunque hay pozos que llegan a los 7.000 u 8.000 metros

Mtodo de rotacinConsiste en un sistema de tubos acoplados unos a continuacin de otros que, impulsados por un motor, van girando y perforando hacia abajo. En el extremo se halla una broca o trpano con dientes que rompen la roca, cuchillas que la separan y diamantes que la perforan, dependiendo del tipo de terreno. Adems, existe un sistema de polea mvil del que se suspende el conjunto de los tubos que impide que todo el peso de los tubos los pozos tienen profundidades de miles de metros recaiga sobre la broca.EncamisadoPara evitar que las paredes del pozo se derrumben durante la perforacin y, al mismo tiempo, la estructura de los estratos del subsuelo permanezca inalterada, segn se va perforando el pozo, ste va siendo recubierto mediante unas paredes o camisas de acero de un grosor de entre 6 y 12 milmetros.Aprovechamiento del yacimientoLos clculos realizados histricamente permiten afirmar que habitualmente una bolsa de petrleo slo suele ser aprovechada entre un 25% y un 50% de su capacidad total. El petrleo suele estar acompaado en las bolsas por gas. Ambos, por la profundidad a la que se hallan, estn sometidos a altas presionesel gas, por esa circunstancia, se mantiene en estado lquido. Al llegar la broca de perforacin, la rotura de la roca impermeable provoca que la presin baje, por lo que, por un lado, el gas deja de estar disuelto y se expande y el petrleo deja de tener el obstculo de la roca impermeable y suele ser empujado por el agua salada que impregna generalmente la roca porosa que se encuentra por debajo de la bolsa de petrleo. Estas dos circunstancias hacen que el petrleo suba a la superficie.

Extraccin en el marEl avance en las tcnicas de perforacin ha permitido que se puedan desarrollar pozos desde plataformas situadas en el mar (off-shore), en aguas de una profundidad de varios cientos de metros.

En ellos, para facilitar la extraccin de la roca perforada se hace circular constantemente lodo a travs del tubo de perforacin y un sistema de toberas en la propia broca.

Con ello, se han conseguido perforar pozos de 6.400 metros de profundidad desde el nivel del mar, lo que ha permitido acceder a una parte importante de las reservas mundiales de petrleo

En la exploracin de los recursos petroleros costeros se utilizan plataformas flotantes y barcos para perforar pozos, y la tecnologa para hacerlo est limitada a una profundidad mxima de unos 450 metros. Despus de esta exploracin, y a medida que van apareciendo acumulaciones de petrleo consideradas como comercialmente explotables, las naves flotantes son remplazadas por enormes estructuras fijas para perforar los pozos requeridos y para alojar las instalaciones de produccin y almacenamiento. Hasta ahora, se han utilizado con este propsito grandes plataformas ancladas en el fondo por medio de pilotes que salen sobre la superficie del agua. La profundidad mxima a la que se han instalado esas estructuras no pasa de 100 metros.ALGUNOS ACCIDENTES EN EXPLOTACIN DE HIDROCARBUROS EN AGUAS PROFUNDAS

1975El 29 de enero, el petrolero dans "Jakob Maersk" cargado con crudo iran, golpea con un bajo de arena a la entrada del puerto de Leixoes (Portugal), producindose unos segundos despus una gran explosin en la sala de mquinas, el buque se incendia y arde durante varios das, las llamas alcanzan los 100 m. de altura. El petrolero se parte en tres, hundindose dos partes pero la proa sigue flotando y llega a tierra, derramando el crudo en la costa. De las 88.000 tn. Que transportaba la mitad aproximadamente ardieron, un 30% se dispersaron en el mar y el resto lleg a las playas y costa prxima.

El 7 de junio, el petrolero japons "Showa Maru" naufraga , en el ocano Indico, con 237.000 toneladas de petrleo en su interior

1976El 24 enero, el petrolero liberiano "Olimpyc Bravery", con una carga de 250.000 toneladas de petrleo, se parti en dos frente a la costa norte de Quessant, en Francia. Provocando un vertido de 1.200 tn. y la muerte de los cuatro tripulantes de un helicptero que se estrellaba mientras realizaba las tareas de observacin de la marea negra

El 04 de febreo, el petrolero de bandera liberiana "Saint Peter, con 33.000 tn. de crudo y 300 de fuel oil para su propio consumo, se incendi y al da siguiente se hunda a 720 m. de profundidad en la baha Ancn de Sardinas, Ecuador. Protagonizando uno de los mayores desastres ecolgicos en el Pacfico Sur.

El 12 de mayo, el petrolero "Urquiola" de 276,54 metros de eslora y 111.225 t.p.m . construido tan slo tres aos antes de la tragedia, en 1973. P rocedente de Arabia Saudita con un cargamento de 107.678 tn . de Arabian Light y Arabian Mdium, ms el combustible propio unas 5.000 tn ., puesto que haba repostado en Canarias, embarranc en el canal de entrada al puerto de A Corua (NO de Espaa). Aproximadamente unas partes del crudo ardieron tras la explosin inicial y durante 2 das, entre los das 21 y 27 de Mayo el buque de salvamento holands Smit Lloyd 106 trasvas al petrolero Camporraso cerca de 7.700 tn. y 20.000 tn. de crudo fueron derramadas al mar, que produjeron graves daos a las costas de las ras de Ferrol , Ares y A Corua

El 15 de diciembre , el petrolero "Argo Merchant" de 196 metros de eslora en medio de un pequeo temporal, encalla en unos bajos en Nantucket Island, Massachusetts, seis das despus se parte en dos y se hunde con 27.000tn de fuel oil N6. La investigacin posterior aade otros factores a los climatolgicos, inexperiencia, cartas anticuadas y el giroscopio averiado. Construido en el ao 1953 sus ltimos aos de vida transcurrieron llenos de incidentes, hasta 15, incluida una colisin en Japn.

El "Argo Merchant" encallado y tras seis das partido en dosEL PETRLEO Y EL MEDIO AMBIENTE

El petrleo tiene el problema de ser insoluble en agua y por lo tanto, difcil de limpiar. Adems, la combustin de sus derivados produce productos residuales: partculas, CO2, SOx (xidos de azufre), NOx (xidos nitrosos), etcLa contaminacin por petrleo se produce por su liberacin accidental o intencionada en el ambiente, provocando efectos adversos sobre el hombre o sobre el medio, directa o indirectamente.La contaminacin involucra todas las operaciones relacionadas con la explotacin y transporte de hidrocarburos, que conducen inevitablemente al deterioro gradual del ambiente. Afecta en forma directa al suelo, agua, aire, y a la fauna y la flora

Efectos sobre el agua: en las aguas superficiales el vertido de petrleo u otros desechos produce disminucin del contenido de oxgeno, aporte de slidos y de sustancias orgnicas e inorgnicas.En el caso de las aguas subterrneas, el mayor deterioro se manifiesta en un aumento de la salinidad, por contaminacin de las napas con el agua de produccin de petrleo de alto contenido salino.Efectos sobre la flora y la fauna: la fijacin de las pasturas depende de la presencia de arbustos y matorrales, que son los ms afectados por la contaminacin con hidrocarburos. A su vez estos matorrales proveen refugio y alimento a la fauna adaptada a ese ambiente. Dentro de la fauna, las aves son las ms afectadas, por contacto directo con los cuerpos de agua o vegetacin contaminada, o por envenenamiento por ingestin. El efecto sobre las aves puede ser letal. Si la zona de explotacin es costera o mar adentro el derrame de hidrocarburos produce daos irreversibles sobre la fauna marina.

CONCLUSIN

exploracin y explotacin de los sectores de aguas profundas es de produccin compartida de compaas petroleras internacionales con capacidades tecnolgicas innovativas y potencial financiero para enfrentar los requerimientos de alta complejidad y riesgo de los estudios.El xito de la exploracin y desarrollo en aguas profundas requiere del avance continuo de las tecnologas tanto de las geociencias como de la ingeniera.

GRACIAS