EMULSIÓN INVERSA DE CRUDO COMO OPCIÓN TECNOLÓGICA PARA

EL MANEJO Y TRANSPORTE DEL CRUDO EXTRA PESADO DE LOS

CAMPOS DE CAMPECHE ORIENTE

Mayo 2010

I CONGRESO SUDAMERICANO DE INGENIERÍA

PETROLERA , GAS Y MINAS

Contenido

•Antecedentes

•Localización

•Objetivo

•¿Que es una emulsión?

•Escenarios Propuestos

•Comparación de indicadores económicos de escenarios

propuestos

•Conclusiones

•Recomendaciones

Antecedentes

• El Activo Integral Ku-Maloob-Zaap se dio a la tarea de realizar estudios de

factibilidad técnica y económica de la explotación de los campos Tson y Pohp

pertenecientes al Proyecto de Explotación Campeche Oriente.

• En el área de estos campos no se cuenta con infraestructura para el manejo

de la producción, es por esto que la propuesta de desarrollo plantea la

utilización de la infraestructura del AIKMZ dada la cercanía de los campos.

• Tson se ubica en los horizontes cretácico y jurásico superior kimmeridiano, y

Pohp en el JSK, el aceite de los tres yacimientos es crudo extra pesado de 8 y

8.2ºAPI respectivamente.

• Para este estudio se tomaron como base los resultados del proyecto

desarrollado por el Instituto Mexicano del Petróleo (IMP) F.30645 “Desarrollo

de escenarios de explotación de los campos Phop y Tson”

Las coordenadas geográficas donde se localizan estos campos son las siguientes:

Campo X Y

Pohp 577,274 2,174,113

Tson 579,043 2,175,967

KAYAB-1

NUMAN-1

NAB-1

BAKSHA-1

TUNICH-101

KU-H

KU-M

KU-A

TSON-1

POPH-1

MALOOB-BMALOOB-A

ZAAP-DZAAP-A

ZAAP-C

ZAAP-B

Zazil-Ha

Ta¨Kuntah

FPSO

FASE I

FASE II

2,145,000

2,155,000

2,165,000

2,175,000

2,185,000

2,195,000

2,205,000

550,000 555,000 560,000 565,000 570,000 575,000 580,000 585,000 590,000 595,000 600,000

PIT

LEM

YAXILTUN

KANCHE

Localización

Plano Estructural

Tson-1Pohp-1

Pit-1Baksha-1

Tunich-101

Nab-1

Numan-1

Kayab-1

Yaxiltun-1

Kanche-1

Bok-1

Lem-1

Bacab 301

Ku

Zaap

Maloob

Pozos Productor

Pozo invadido

Ayatsil-1

Maloob-DL 3Ayatsil-1DL

Pozo en perforación

Pit-DL1

100

500

Tekel 1

Chapabil-1A

Panil1

Kayab-DL1

Objetivo

Efectuar el análisis, evaluación técnica y económica de escenarios de

desarrollo de la infraestructura superficial de los campos Pohp y Tson

pertenecientes al Proyecto de Explotación Campeche Oriente,

considerando la formación de una emulsión inversa de aceite en agua.

Una emulsión es una mezcla de dos líquidos inmiscibles entre sí, de modo que uno

de ellos se dispersa en el otro en forma de pequeñas gotas.

Requisitos para la formación de emulsión:

• Dos líquidos inmiscibles.

• Suficiente agitación para dispersar un líquido en pequeñas gotas.

• Un emulsionante para estabilizar la dispersión de las gotas.

|

¿Qué es una emulsión?

70% Agua

+

Surfactante

30%

Aceite

T(°C) Crudo extra pesado

(cP)

Emulsión inversa

(cP)

30 56,444 660

40 31,795 510

50 11,321 410

60 4,609 340

Escenarios Propuestos

Para el análisis, evaluación técnica y económica de la aplicación de la

tecnología de emulsiones se han propuesto dos escenarios:

• Transporte de la producción emulsionada más dilución con condensados

para su comercialización hacia las instalaciones del AIKMZ.

1. Interconexión entre plataformas

2. Diagrama de flujo de proceso

• Comercialización de la emulsión de crudo extra pesado como

combustible para la industria.

1. Interconexión entre plataformas

2. Diagrama de flujo de proceso

Existe viabilidad técnica de ambos escenarios con sus riesgos asociados para su

implantación.

• El escenario que considera la venta de la producción emulsionada es el que

presenta factibilidad económica debido a que se comercializaría un producto

con valor agregado (Emulsión como combustible).

• En este escenario se propone sacar una utilidad a un crudo no

comercializable (8 °API), convirtiéndolo en un producto de consumo para el

mercado nacional de combustible intentando desplazar al combustóleo.

• Sin embargo el escenario de Venta de emulsión requiere de la operación de

líneas y equipos a altas temperaturas, lo cual podría representar un riesgo

operativo, pero se podría operar tomando los cuidados necesarios.

Conclusiones (1/2)

Conclusiones (2/2)

• En este escenario de Transporte de la emulsión mas dilución, se requiere

deshidratar el crudo, lo cual implica problemas operativos y por ende, podría

incumplirse con la especificación del producto para exportación,

adicionalmente se requiere la dilución del crudo con condensado, tanto para

lograr separarle el agua, como para comercializarlo.

• Con el análisis técnico económico realizado se puede concluir que el

escenario más viable para la explotación del campo Tson y Pohp productor de

aceite extra pesado, es el de Venta de la producción emulsionada para

combustible, debido a que los indicadores económicos mayores utilidades

en el periodo de explotación.

Recomendaciones

• Se recomienda que se continúe con el estudio de explotación de la segunda

fase de Campeche Oriente, ya que la explotación por medio de la formación

de una emulsión podría significar un beneficio para el país obteniendo un

producto comercializable a partir de materia prima con muy bajo valor en el

mercado.

• Por lo anterior se recomienda difundir estos resultados ante las instituciones

federales privadas y sectores industriales, que podrían utilizar la emulsión

para combustión ( SENER,CONAE,PEMEX,PMI,CFE, industrias Siderúrgica,

cementera y Cañeras etc.)

• Se recomienda además realizar el estudio integral del conjunto de campos

que integran Campeche Oriente con la finalidad de buscar soluciones

tecnologícas que se alinean al plan de negocios de la empresa.

Gracias

Premisas económicas

Para el análisis económico de escenarios se utilizaron las siguientespremisas:

Criterio de evaluación: Valor Presente Neto (VPN).

Horizonte de estudio 25 años.

Tasa de descuento 12%.

Paridad peso dólar 11.2 $ / USD.

Precio del gas combustible 5908.0 USD / MMPCD.

Precio del crudo Maya (21 API) 31.62 USD / barril.

Precio del condensado 29.11 USD / barril.

Precio del nitrógeno 530.0 USD / MMPCD.

Precio del crudo extra pesado (8.2 API): 11.78 USD / barril.

Precio del gas en función del poder calorífico: 6,280.01 USD / MMPCD.

Precio de la emulsión en función del poder calorífico:

24.67 USD / barril.

Precio del surfactante: 25.0 $ MN / Kg.

Precio del des emulsificante: 885.32 USD / barril.

Precio del fluido térmico: 700 USD / barril.

F.30645 “Desarrollo de escenarios de explotación

de los campos Phop y Tson”

Se evaluaron técnica y económicamente distintas alternativas, siendo la mas

viable la que considera:

• Una Plataforma Fija Octápodo (14 Pozos productores y 1 Pozo Inyector

de N2).

• Mezclado en el Fondo del pozo y superficie con condensado para elevar

la calidad a 21º API, proveniente de Akal-J y Akal-B

• Bombeo Multifásico, separación trifásica , Compresión del Nitrógeno en

Ku –M, generación eléctrica en Ku-H

• Envío de la Producción al FPSO YKN

Interconexión entre plataformas

Estructura fija en Tson, bombeo multifásico con oleogasoducto al FPSO formación de emulsión para

transporte. Generación eléctrica en Ku-H. Iny de N2 al yacimiento. Deshidratación de crudo de 8°API y

mezclado con condensado de Cantarell en FPSO KMZ.

FPSO KMZ

Ku-M

Tson y Pohp

14 pozos y 1 Iny N2

Ptp = 5.0 Kg/cm2 man

T. A, m Formación Pozos

Tson100 K 10

100 JSK 3

Pohp 100 JSK 1

FPSO KMZ 100 - -

Ku-H

Nitrogenoducto10 pg. x 14.9 Km.

Máxima producción en el año 2014:

Aceite – Qo = 34.268 MBPD

Emulsión – Qe = 48,954 BPD

Gas – Qg = 8.719 MMSCFD

Nitrógeno – Qiny = 28 MMPCD

BMF

Producción de los pozos

Emulsión + gas hacia

FPSO KMZAgua +

surfactante Mezclado y agitación

Akal-B

Conexión con otras plataformas.

Transporte de la producción emulsionada hacia las

instalaciones del AIKMZ.

Ducto, Emulsión16 pg. x 9.88 Km.

Gasolinoducto8 pg. x 30 Km.

Gasolinoducto8 pg. x 4.7 Km

Ducto, agua a re-inyección10 pg. x 9.88 Km.

Ducto de emulsión

Fibra óptica

Cable eléctrico

Nitrogeno

Condensado

Agua a re-inyección

Cable eléctrico submarino10.7 Km.

Pozo 1

Pozo 2

Pozo n

BMF

Pozo Iny

N2

Plataforma

Tson

Emulsión a

FPSO KMZFPSO KMZ

Separador

Bifásico

Medidor

By-pass

Plataforma

Ku-M

Compresor

de N2

Medidor

multifásico

Inyección de

surfacntante

Emulsión

Nitrogeno

Aceite de pozos

Gas producido

Agua a re-inyección

Mejorador de flujo

Medición

Medición multifásica

Agua tratada

Mezclador

estático

Planta de

tratamiento de

agua

Inyección de

Agua tratada

Gas

Diagrama de flujo de proceso en Tson.

Transporte de la producción emulsionada hacia las instalaciones del

AIKMZ.

Agua a re-inyeción

a pozo

46.2T

23.5P

46.2T

23.5P

Pozo Inyector

Crudo a venta

Calentamiento con

fluido térmico

Emulsión +

gas de Tson

Agua a

inyección a pozo

en Tson

Vapores a RV

Aceite 21°API

estabilizado

Separador para

estabilización de crudo

P = 1.5 – 2.0 kg/cm2 abs

+ -

Condensado

estabilizado

de Akal-J,

Akal-B

Des-emulsificante

Mezclador

estático

FPSO KMZ

Diagrama de flujo de proceso en el FPSO KMZ

para la ruptura de la emulsión y la separación del agua del crudo de 8°API.

Transporte de la producción emulsionada hacia las instalaciones del AIKMZ.

Vapores a RV

Agua tratada para emulsión

Emulsión

Crudo de 8°API

Gas

Agua a tratamiento

Condensado estabilizado

Aceite estab. de 21°API

Agua a

tratamiento o

disposición

Separador

agua-aceite

Akal-J

Akal-B

29T

3.03P

29.8T

53P

75.6T

52.3P

91.1T

51.6P

118T

50.9P

60.3T

48.3P

118T

50.2P

105T

48.1P40.0T

2.0P

T [=] °C, P [=] kg/cm^2 abs

Deshidratador

Electrostático

Estructura fija en Tson (dodecápodo), oleogasoducto al FPSO. Envío del gas producido hacia Maloob-A.

Envío de condensado producido hacia Zaap-C. Generación eléctrica en Ku-H. Iny de N2 al yacimiento.

Formación de emulsión para venta en Tson y envío hacia el FPSO KMZ.

FPSO KMZ

Ku-M

Tson y Pohp

14 pozos y 1 Iny N2

Ptp = 5.0 Kg/cm2 man

Ku-H

Gas hacia Maloob.A

Aceite acondicionado para la emulsión

Emulsión hacia FPSO

KMZAgua +

surfactante

Maloob-A

MMezclado y agitación

Conexión con otras plataformas.

Escenario de comercialización de la emulsión de crudo extra

pesado como combustible para la industria.

T. A, m Formación Pozos

Tson100 K 10

100 JSK 3

Pohp 100 JSK 1

FPSO KMZ 100 - -

Máxima producción en el año 2014:

Aceite – Qo = 34.268 MBPD

Emulsión – Qe = 42.728 BPD

Gas – Qg = 8.719 MMSCFD

Condensado – Qc = 1 MBPD

Nitrógeno – Qiny = 28 MMPCD

Ducto de emulsión

Fibra óptica

Cable eléctrico

Nitrogeno

Condensado

Gasoducto

Gasoducto8 pg. x 9.484 Km.

Ducto, Emulsión16 pg. x 9.88 Km.

Gasolinoducto6 pg. x 12.1 Km.

Zaap-C

Nitrogenoducto10 pg. x 14.9 Km.

Cable eléctrico submarino10.7 Km.

Plataforma

Ku-M

Compresor

de N2

Pozo 1

Pozo n

Pozo Iny

N2

Medidor

multifásico

2° Etapa

P = 2.5

kg/cm2 abs

Diagrama de flujo de proceso

Escenario de comercialización de la emulsión de crudo extra

pesado como combustible para la industria.

Agua Tratada de

planta desaladora

Emulsión a

Venta en FPSO o

FSO Ta’kuntha

Surfactante

P>Pb @T>100°C

Condensado

a Zaap-C

LC

MAgitador

60 T 80°C85/15% o/w

70/30% o/w

1° Etapa

4 kg/cm2 abs

Deshidratador

electrostático

+ -

Agua a pozo

inyector

Agua de

Lavado

Bomba de bajo

esfuerzo de corte

Calentamiento con

fluido térmico

1

1

Gas a

Maloob-A

Aceite de pozos

Gas producido

Agua producida

Agua tratada

Emulsión

Nitrogeno Medición

Medición

multifásica

Condensado

Plataforma

Tson

45T

4.0P

250T

18.4P217T

2.5P

75T

1.83P

106T

19.3P

T [=] °C, P [=] kg/cm^2 abs

55.6T

36.5P

54T

13.2P

C

Comparación de indicadores económicos de los escenarios

•Podemos observar que el VPN del escenario de venta de emulsión es mayor, esdecir se obtendrán mayores utilidades en este escenario.

•En cuanto al VPI, el escenario de transporte requiere una mayor inversión, ya quese requiere de la instalación de ductos de mayores distancias.

•Para el escenario de venta de emulsión el Índice de utilidad es mayor, para estecaso, por cada peso invertido, se obtendrán 2.48 de utilidad.

•Se puede observar que el escenario de Transporte de la emulsión no es rentable.

Indicadores económicos Símbolo

Transporte de

emulsión +

Dilución

Comerciali

zación de

la emulsión

Valor Presente Neto, (MMUSD) VPN -20.644 1,414.296

Valor Presente de Inversión, (MMUSD) VPI 583.089 570.344

Índice de Utilidad VPN / VPI --------- 2.480

Tasa Interna de Retorno TIR 11.52% 34.89%

Tiempo de Recuperación de la Inversión,

(años)TRI No se recupera 4.5

Premisas Económicas Pronóstico Producción

Comparación de curvas de comportamiento del VPN de los

escenarios.

•Se puede observar que para el escenario de venta de emulsión se tendría un VPNmayor, esto indica que a lo largo de proyecto se tendrían ganancias mayores, unavez cubierta la inversión. También se muestra que el tiempo de recuperación de lainversión es menor que el escenario de transporte de la emulsión

Comparación de pronósticos de producción de aceite

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035

Años

Qo,

BP

D

Aceite producido Qo, MBPD

Crudo para Emulsión Qo, MBPD

Condensado a inyección a pozos, MBPD

Condensado hacia Zaap-C, MBPD

Pronósticos de producción antes y después del proceso de

evaporación de crudo

Acuífero

Zona Productora

VSSS

Casque de Gas

Pozo Inyector de N2 y Agua

Plataforma

Ku-M

Compresor

de N2

Plataforma

Tson

Bomba