Cadena de distribución de hidrocarburos : yacimiento al consumo

CADENA DEL GAS NATURAL Y DISTRIBUCIÓN DE HIDROCARBUROS EN ESPAÑAMáster de Ingeniería de Procesos Industriales

TECNOLOGÍA DEL PETRÓLEO

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INTRODUCCIÓN

Objetivo del trabajo:Objetivo del trabajo:Completar los puntos de la cadena de obtención y consumo de hidrocarburos no tratados en la asignatura.

Motivo: Motivo: Mostrar la complejidad y amplitud de la cadena desde el yacimiento hasta su llegada en los puntos de consumo.

Presentación final:Presentación final:Aunque la amplitud de los puntos tratados en el trabajo es mayor, esta presentación se centrará en una serie de hitos en la cadena

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PUNTOS A TRATAR

1.1. ¿Cómo se comienza a explorar un país para la obtención de ¿Cómo se comienza a explorar un país para la obtención de hidrocarburos? hidrocarburos? LICITACIONES Y CONTRATOSLICITACIONES Y CONTRATOS

2.2. Exploración y Producción: Exploración y Producción: SUERTE, FUERZA BRUTA Y SUERTE, FUERZA BRUTA Y ALTA TECNOLOGÍA ALTA TECNOLOGÍA

3.3. Procesos de Procesos de LICUEFACCIÓN, TRANSPORTE Y LICUEFACCIÓN, TRANSPORTE Y REGASIFICACIÓN DEL GAS NATURAL REGASIFICACIÓN DEL GAS NATURAL DIAGRAMAS DIAGRAMAS

4.4. RED DE GASODUCTOS y OLEODUCTOS EN ESPAÑARED DE GASODUCTOS y OLEODUCTOS EN ESPAÑA: : Regasificadoras y estaciones de compresiónRegasificadoras y estaciones de compresión MAPA MAPA

5.5. Analogías en las redes energéticas y su interrelación: Analogías en las redes energéticas y su interrelación: OLEODUCTOS, GASODUCTOS, RED ELÉCTRICA OLEODUCTOS, GASODUCTOS, RED ELÉCTRICA TABLATABLA

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1. ¿CÓMO SE COMIENZA A EXPLORAR UN PAÍS PARA LA 1. ¿CÓMO SE COMIENZA A EXPLORAR UN PAÍS PARA LA OBTENCIÓN DE HIDROCARBUROS? LICITACIONES Y OBTENCIÓN DE HIDROCARBUROS? LICITACIONES Y CONTRATOS CONTRATOS

Yacimiento GNExtracción GN

Plantas de licuefacción

Transporte GNL por metaneros

Descarga GNL

Almacenamiento GNL

Regasificación

Transporte de GNL por cisterna

Transporte GN por gasoductos

(alta P)

Estaciones de compresión

Almacenamiento Subterráneo

Planta de Regasificación

Estaciones de Regulación y/o Medida

Transporte GN por red de distribución

(baja P)

Plantas satélites almacenamiento GNL

Consumo




Descarga GNL

Almacenamiento GNL

Regasificación



(alta P)






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Consumo

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1. ¿CÓMO SE COMIENZA A EXPLORAR UN PAÍS PARA LA 1. ¿CÓMO SE COMIENZA A EXPLORAR UN PAÍS PARA LA OBTENCIÓN DE HIDROCARBUROS? LICITACIONES Y OBTENCIÓN DE HIDROCARBUROS? LICITACIONES Y CONTRATOSCONTRATOS

Un esquema típico de contrato incluiría los siguientes puntos: 1.Naturaleza del Contrato:2.Contratista:. 3.Supervisión del Contrato:4.Plazos del Contrato: 5-10 años en exploración, 10-25 años en producción5.Inversiones Mínimas: Exploración, estudios sísmicos, etc.6.Restitución de áreas de Exploración:7.Retribución al Contratista: Sólo en la fase de producción8.Condición de Comercialización:9.Responsabilidad del Contratista en la Comercialización:10.Impuestos: 11.Cesión:

LICITACIONES

CONTRATOS E&P

PRESENTACIÓN DE OFERTAS (“BID TENDER”), CONSURSO Y SELECCIÓN

INICIATIVA DE LOS ESTADOS: FALTA DE INFORMACIÓN O MEDIOS

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1. ¿CÓMO SE COMIENZA A EXPLORAR UN PAÍS PARA LA 1. ¿CÓMO SE COMIENZA A EXPLORAR UN PAÍS PARA LA OBTENCIÓN DE HIDROCARBUROS? LICITACIONES Y OBTENCIÓN DE HIDROCARBUROS? LICITACIONES Y CONTRATOSCONTRATOS

Sirva como ejemplo el caso de la licitación de diez bloques en el sur de Chile en el 2007:“En ese contexto, el Ministerio de Minería está invitando a empresas nacionales e internacionales a participar en un proceso de licitación para invertir en exploración y explotación (E&P) de hidrocarburos -petróleo y gas natural- en la Cuenca de Magallanes, ubicada en la zona de Punta Arenas, en el extremo sur del país.De los diez bloques geográficos que forman parte de esta licitación, seis están ubicados en tierra (dos en territorio continental y cuatro en la Isla de Tierra del Fuego); tres están localizados off-shore o costa afuera (en el Estrecho de Magallanes); y uno abarca tanto el territorio continental como parte del Estrecho de Magallanes.La licitación se realizará a mediados del año 2007: Siete de los bloques podrán ser adjudicados exclusivamente a empresas privadas nacionales o internacionales de reconocida experiencia y solvencia; y los tres restantes podrán ser adjudicados a empresas privadas que tengan interés en asociarse con la Empresa Nacional del Petróleo (ENAP), de propiedad del Estado de Chile.Las ofertas y posterior adjudicación se realizarán de acuerdo a un proceso de licitación pública nacional e internacional, abierto y competitivo, convocado por el Ministerio de Minería de Chile. Las empresas que se adjudiquen los bloques en licitación operarán bajo la modalidad de un Contrato Especial de Operación (CEOP) que deberán suscribir con el Estado de Chile.”

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2. EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN: SUERTE, 2. EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN: SUERTE, FUERZA BRUTA Y ALTA TECNOLOGÍA FUERZA BRUTA Y ALTA TECNOLOGÍA

SUERTE?SUERTE?• Adquisición de datos previaAdquisición de datos previa• Estudios multidisciplinaresEstudios multidisciplinares• Prueba real: perforación (hasta 9KM)Prueba real: perforación (hasta 9KM)• ¿Dónde perforar? Pensar en 3 dimensiones¿Dónde perforar? Pensar en 3 dimensiones• No hay cavernas. Porosidad y No hay cavernas. Porosidad y

permeabilidadpermeabilidad

FUERZA BRUTAFUERZA BRUTA• Columna hidráulicaColumna hidráulica• Brocas con cabeza de diamanteBrocas con cabeza de diamante• Distintos tipos de rocaDistintos tipos de roca

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2. EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN: SUERTE, 2. EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN: SUERTE, FUERZA BRUTA Y ALTA TECNOLOGÍA FUERZA BRUTA Y ALTA TECNOLOGÍA

SISTEMAS DE ADQUISICIÓN SISTEMAS DE ADQUISICIÓN DE DATOS: “somos ciegos”DE DATOS: “somos ciegos”•UltrasonidosUltrasonidos•InclinaciónInclinación•Rayos gammaRayos gamma•PresiónPresión•TemperaturaTemperatura•EspectrocopíaEspectrocopía

TRANSMISIÓN Y LECTURA EN TRANSMISIÓN Y LECTURA EN SUPERFICIESUPERFICIE•LodosLodos•Pulsos (1,0)Pulsos (1,0)•Expertos en interpretación de Expertos en interpretación de señales y datosseñales y datos

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3. PROCESOS DE LICUEFACCIÓN, TRANSPORTE Y 3. PROCESOS DE LICUEFACCIÓN, TRANSPORTE Y REGASIFICACIÓN DEL GAS NATURALREGASIFICACIÓN DEL GAS NATURAL




Descarga GNL

Almacenamiento GNL

Regasificación



(alta P)






(baja P)


Consumo




Descarga GNL

Almacenamiento GNL

Regasificación



(alta P)






(baja P)


Consumo

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LICUEFACCIÓNLICUEFACCIÓN• Plantas conocidas: Shnovit (Noruega), Damietta (Egipto)Plantas conocidas: Shnovit (Noruega), Damietta (Egipto)• 4 DISEÑOS principales:4 DISEÑOS principales:

1.1. Tubos espirales Air Products (APCI y APX), Tubos espirales Air Products (APCI y APX), 2.2. cascada optimizada de Phillips, cascada optimizada de Phillips, 3.3. triple ciclo refrigerante de Linde y triple ciclo refrigerante de Linde y 4.4. caja fría con mezcla refrigerante de Black and caja fría con mezcla refrigerante de Black and

Veatch (PRICO).Veatch (PRICO).• Objetivo: GNLObjetivo: GNLmetaneros (1 atm, -160ºC)metaneros (1 atm, -160ºC)• ¿Cómo? Purificar + Licuar: Enfriar mediante expansión e ¿Cómo? Purificar + Licuar: Enfriar mediante expansión e

intercambio de calor.intercambio de calor.• 15 plantas en todo el mundo (12 países)15 plantas en todo el mundo (12 países)

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TRANSPORTETRANSPORTE• Actualmente hay en el mundo más de 120 Actualmente hay en el mundo más de 120

buques de GNL.buques de GNL.• Capacidad de carga: 19.000 m3 a 138.000 Capacidad de carga: 19.000 m3 a 138.000

m3, futuro: hasta 250.000 m3.m3, futuro: hasta 250.000 m3.• Esloras: 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft).Esloras: 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft).• Calados: 6,5 m (12 ft) a 12 m (39 ft).Calados: 6,5 m (12 ft) a 12 m (39 ft).• Autoconsumo del “off-gas”Autoconsumo del “off-gas”• 2 tipos: Membrana, Moss2 tipos: Membrana, Moss

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DESCARGA EN REGASIFICADORASDESCARGA EN REGASIFICADORAS• España tiene 6 plantas regasificadoras España tiene 6 plantas regasificadoras

(unas 38 en el mundo, 10 países)(unas 38 en el mundo, 10 países)• Almacenamiento para mantener reserva Almacenamiento para mantener reserva

energética y garantizar el suministro en la energética y garantizar el suministro en la red. (cantidad regulada)red. (cantidad regulada)

• Brazos de descarga: 12h/descargaBrazos de descarga: 12h/descarga• Coordinación importanteCoordinación importante• ““off-gas” de retorno para evitar depresionesoff-gas” de retorno para evitar depresiones

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ALMACENAMIENTO:TANQUES GNLALMACENAMIENTO:TANQUES GNL• 70m alto x 70m diámetro70m alto x 70m diámetro• Doble pared, hormigón y acero Doble pared, hormigón y acero

(interno y externo)(interno y externo)• Equilibrio L-V (techo flotante)Equilibrio L-V (techo flotante)• ““Off-gas”Off-gas”• Suelo calefactadoSuelo calefactado

• T=-160ºC ; P=1 atmT=-160ºC ; P=1 atm• Entrada a varios niveles: Entrada a varios niveles:

evitar capas y buena mezclaevitar capas y buena mezcla• Bombas primarias Bombas primarias

(sumergidas, criogénicas)(sumergidas, criogénicas)• 80.000-140.000m380.000-140.000m3

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PROCESO DE REGASIFICACIÓN Y ODORIZACIÓNPROCESO DE REGASIFICACIÓN Y ODORIZACIÓN

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•VAPORIZADOR DE AGUA DE MAR (10-20ºC)VAPORIZADOR DE AGUA DE MAR (10-20ºC)

•VAPORIZADOR DE VAPORIZADOR DE COMBUSTIÓN SUMERGIDACOMBUSTIÓN SUMERGIDA

VAPORIZADORES: VAPORIZADORES: CAMBIADORES DE CALOR:CAMBIADORES DE CALOR:

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4. RED DE GASODUCTOS EN ESPAÑA: UBICACIÓN DE 4. RED DE GASODUCTOS EN ESPAÑA: UBICACIÓN DE REGASIFICADORAS Y ESTACIONES DE COMPRESIÓNREGASIFICADORAS Y ESTACIONES DE COMPRESIÓN




Descarga GNL

Almacenamiento GNL

Regasificación



(alta P)






(baja P)


Consumo




Descarga GNL

Almacenamiento GNL

Regasificación



(alta P)






(baja P)


Consumo

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RED DE GASODUCTOSRED DE GASODUCTOS

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ESTACIÓN DE COMPRESIÓNESTACIÓN DE COMPRESIÓN

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ESTACIÓN DE REGULACIÓN Y MEDIDA E.R.M.ESTACIÓN DE REGULACIÓN Y MEDIDA E.R.M.

• Reducción y regulación de presiónReducción y regulación de presión• Medida de caudalMedida de caudal• Medida de composición Medida de composición

(cromatografía)(cromatografía)• Puntos de entregaPuntos de entrega• Facturación: Energía=Q x CpFacturación: Energía=Q x Cp

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GESTOR TÉCNICO DEL SISTEMA (GTS)GESTOR TÉCNICO DEL SISTEMA (GTS)

• Centro de Control TelemáticoCentro de Control Telemático• Presión del sistemaPresión del sistema• Gestión de incidencias y coordinación de la Gestión de incidencias y coordinación de la

programación de consumo entre grandes programación de consumo entre grandes “sumideros” (cerámicas, ciclos combinados, etc.)“sumideros” (cerámicas, ciclos combinados, etc.)

Más de 7.600 km de gasoductos

1 Centro Principal de Control (Gestor

Técnico del Sistema: ENAGAS)

6 Plantas de regasificación

Más de 10 Estaciones de compresión

Más de 40 centros de operación y

mantenimiento

Almacenamientos subterráneos

Más de 450 estaciones de

regulación y medida

conexiones internacionales

Red de distribución

(baja presión)

Más de 7.600 km de gasoductos

1 Centro Principal de Control (Gestor

Técnico del Sistema: ENAGAS)

6 Plantas de regasificación

Más de 10 Estaciones de compresión

Más de 40 centros de operación y

mantenimiento

Almacenamientos subterráneos

Más de 450 estaciones de

regulación y medida

conexiones internacionales

Red de distribución

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5. ANALOGÍAS EN LAS REDES ENERGÉTICAS Y SU 5. ANALOGÍAS EN LAS REDES ENERGÉTICAS Y SU INTERRELACIÓN: OLEODUCTOS, GASODUCTOS, RED ELÉCTRICAINTERRELACIÓN: OLEODUCTOS, GASODUCTOS, RED ELÉCTRICA

CRUDO/ REFINADOS

GAS NATURAL ELECTRICIDAD

ENTRADA AL SISTEMA/ CENTRO DE PRODUCCIÓN

Puerto/Refinería Conex.Internacional/ Regasificadora

Conex.Internacional/ Planta de generación eléctrica

RED DE TRANSPORTE Oleoducto de crudo/ Oleoducto de refinado

Gasoducto (alta, media, baja presión)

Redes de tensión (alta, media, baja)

CORRECCIÓN Presión/Caudal: Estaciones de bombeo (C/50Km)

Presión/Caudal: Estaciones de Compresión (c/150-200Km)

Voltaje: Estaciones de transformación

GESTOR DEL SISTEMA CLH Enagas Red Eléctrica

HITOS/SEÑALES Hitos rojos Hitos amarillos Torres de AT

REGULACIÓN FINAL Centros de distribución, almacenamiento: mezclas de aditivos

ERM: regulación y medida a entregar

Subestaciones

DISTRIBUCIÓN A CONSUMIDORES

Gasolineras Empresas comercializadoras

Empresas comercializadoras

MEDIDOR FINAL Contador/Surtidor Contador Contador

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5. ANALOGÍAS EN LAS REDES ENERGÉTICAS Y SU 5. ANALOGÍAS EN LAS REDES ENERGÉTICAS Y SU INTERRELACIÓN: OLEODUCTOS, GASODUCTOS, RED ELÉCTRICAINTERRELACIÓN: OLEODUCTOS, GASODUCTOS, RED ELÉCTRICA

OLEODUCTOS Y GASODUCTOS (AP)OLEODUCTOS Y GASODUCTOS (AP)

RED ELÉCTRICA (AT)RED ELÉCTRICA (AT)

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TRABAJO FINAL DE TECNOLOGÍA DEL PETRÓLEO (2009):CADENA DEL GAS NATURAL Y DISTRIBUCIÓN DE

HIDROCARBUROS EN ESPAÑA

MUCHAS GRACIASMUCHAS GRACIAS

JUAN JOSÉ DAPENA GÓMEZJUAN JOSÉ DAPENA GÓ[email protected]@gmail.com

mailto:[email protected]

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