tesis muestra aseguramiento aguas profundas

\~~~I UNIVERSIDAD NACIONAL AUTNOMA DE MXICO

FACULTAD DE INGENIERA

"APLICACIN DEL ASEGURAMIENTO DE FLUJO EN AGUAS PROFUNDAS"

T E s I s QUE PARA OBTENER EL TTULO DE:

INGENIERA PETROLERA P R E S E N T A:

YATZIL CLAUDIAN VELASCO IBAEZ

DIRECTOR DE TESIS: M.1. FELIPE DE JESS LUCERO ARANDA

MXIco D.F. CIUDAD UNIVERSITARIA. NOVIEMBRE 2011

A dios

Por brindarme salud, fortaleza y sabidura, por no abandonarme en

momentos difciles y guiar cada una de mis metas.

A mis padres

Guadalupe Ibaez Snchez y Vctor M. Velasco Martnez por su amor, apoyo

y confianza que me hizo realizar las dos metas ms importantes de mi vida, la

culminacin de mi carrera profesional y el lograr que se sientan orgullosos de

esta persona que tanto los ama.

A mis abuelos

Josefina Snchez y Jess Ibaez, quienes han sido mis segundos padres y de quienes he recibido su constante apoyo y amor, gracias por ensearme a luchar por mis metas, no olviden que este logro tambin es suyo e inspirado en ustedes.

A mi hermana

Xanat, mi hermanita que amo y adoro, quien me ha acompaado en

momentos difciles y alegres, a quien admiro y respeto, no olvides que

siempre me tienes.

A mi familia

A mis tos; Gicho, Chapis, Rito, Lulis, Rocio, Angy, Lino, Ger y Vero, de

quienes he recibido mucho cario, gracias por sus consejos, regaos y apoyo,

gracias por creer siempre en m.

A mis primos que para m son como hermanos; Betty, Yamil, Zamy, Kimy,

Linito, Cucho, Hannis, Jean, Aless e Itza, no olviden que los sueos se hacen

realidad siempre y cuando uno luche por ellos, nada es imposible y todo lo

que se propongan lo pueden lograr, siempre estar ah para brindarles mi

cario y apoyo.

A Carlos Adair Sandoval Manrquez, quien en este tiempo me ha brindado su

compaa, amor y confianza para lograr la finalizacin de este trabajo, gracias

por ensearme nuevas cosas y por hacerme madurar otras, te amo mucho

papy y espero que nuestra historia se siga escribiendo, as como agradezco a

tu familia su cario y apoyo.

A mis amigos

Saulo, Kary, Maguie, Kike Moran, Gervy, Tacho, Barrn, Foncho, Davis y

Ral, con quienes compart momentos inolvidables en la universidad, gracias

a todos por su compaa y amistad.

Ivn Durn Atilano por el cario y apoyo incondicional, gracias por impulsar

a que finalizara mi carrera, gracias por ser mi mejor compaero en clase y mi

mejor amigo en la vida, por tus consejos y regaos, tu bien sabes cunto te

estimo.

A mi director de tesis el M.I. Felipe de Jess Lucero Aranda

Por su direccin, apoyo y confianza, gracias maestro por su tiempo y

consejos para finalizar esta tesis.

A mis sinodales

Dr. Rafael Rodrguez Nieto, Ing. Israel Castro Herrera, M.I. Toms Prez

Garca y a la Dra. Rocio G. de la Torre Snchez, por su tiempo y apoyo en la

revisin de este trabajo.

A la UNAM

A la Universidad Nacional Autnoma de Mxico que fue mi segunda casa,

gracias a la Facultad de Ingeniera en donde viv la etapa ms importante de

mi vida, mi formacin como profesionista.

"Nunca consideres el estudio como una obligacin, sino como una oportunidad para penetrar en el bello y maravilloso mundo del saber".

Albert Einstein

Aplicacin del Aseguramiento de Flujo en Aguas Profundas

NDICE

INTRODUCCIN

Lista de figuras y tablas

CAPTULO 1 AGUAS PROFUNDAS

1.1 Definicin de aguas profundas

1.2 Importancia de realizar operaciones en aguas profundas

1.3 rea conformada en aguas profundas para Mxico

1.4 Situacin mundial en aguas profundas

1.5 Situacin de Mxico en aguas profundas

1.6 Aguas ultraprofundas

1.6.1 Localizacin de aguas ultraprofundas en el mundo

1.6.2 Historia sobre actividades en aguas ultraprofundas


CAPTULO 2 INSTALACIONES DE PRODUCCIN SUBMARINA EN AGUAS PROFUNDAS

2.1 Instalaciones de produccin submarina

2.2 Proceso del sistema de produccin submarina

2.3 Consideraciones para el diseo y seleccin del sistema de produccin

submarina

2.3.1 Consideraciones fsico-ambientales

2.3.2 Frentes fros

2.3.3 Ciclones tropicales

2.3.4 Condiciones geogrficas

2.3.5 Condiciones por tirante de agua

2.4 Estructuras de superficie

2.4.1 Estructuras apoyadas o ancladas verticalmente en el lecho marino

2.4.2 Sistemas flotantes de produccin

2.5 Riser

2.6 Arquitectura submarina

2.6.1 Cabezal submarino

2.6.2 rboles de produccin submarino

2.6.3 Jumper

1

6

7

7

9

10

13

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52

52

54

55

55

55

60

64

66

66

67

70


2.6.4 Manifolds

2.7 Lneas umbilicales

SDU y UTA

2.8 Lneas de flujo

2.9 ROVS


CAPTULO 3 ASEGURAMIENTO DE FLUJO

Aseguramiento de la produccin submarina

3.1 Aseguramiento de flujo

3.1.1 Importancia del anlisis de muestras y modelos

3.1.2 Definicin del Aseguramiento de Flujo

3.1.3 Objetivo del Aseguramiento de Flujo

3.1.4 Importancia del Aseguramiento de Flujo

3.1.5 Caractersticas que se consideran en el Aseguramiento de Flujo

3.1.6 Factores que afecta el Aseguramiento de Flujo en el sistema de

produccin

Asfaltenos

Control de arenas/erosin

Parafinas

Hidratos

Incrustaciones

Bacheo

Corrosin

Emulsin

Espumas

3.2 Refuerzo del flujo

3.2.1 Sistemas artificiales de produccin

Bombeo neumtico continuo

Bombeo electrocentrfugo sumergido

3.2.2 Bombas de refuerzo multifsicas submarinas

3.3 Vigilancia del flujo

3.3.1 Medidores de flujo

71

75

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80

83

83

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130

136

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139


3.3.2 Obstculos en la vigilancia del flujo


CAPTULO 4 ESTRATEGIAS PARA EL ASEGURAMIENTO DE FLUJO

4.1 Qu son las estrategias para el Aseguramiento de Flujo?

4.2 Objetivo de las estrategias para el Aseguramiento de Flujo

4.3 Clasificacin de las estrategias para el Aseguramiento de Flujo

4.3.1 Manejo trmico

Aislamiento trmico

Tuberas con aislamiento al vaco (VIT)

Calentamiento elctrico

Circulacin de fluidos calientes

4.3.2 Manejo con tratamientos qumicos

Inhibidores de hidratos

Inhibidores de ceras

Inhibidores de asfaltenos

Inhibidores de incrustaciones

Inhibidores de corrosin

4.3.3 Remediacin mecnica


CAPTULO 5 APLICACIN DEL ASEGURAMIENTO DE FLUJO

5.1 Aplicacin del Aseguramiento de Flujo en el Golfo de Mxico

5.1.1 Na Kika

5.1.2 The King

5.2 Aplicacin del Aseguramiento de Flujo en el Congo

Azurita

5.3 Campos con sistemas de produccin para aceites pesados

Aplicacin del Aseguramiento de Flujo en Brasil

Parque das Conchas

Jubarte


CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

REFERENCIAS

140

142

145

146

147

147

147

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155

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171

175

176

177

177

191

200

200

213

214

215

225

236

239

243


BIBLIOGRAFA

GLOSARIO

NOMENCLATURA

246

254

260

APLICACIN DEL ASEGURAMIENTO DE FLUJO EN AGUAS PROFUNDAS

INTRODUCCIN


1 Velasco Ibaez Yatzil Claudian

INTRODUCCIN

La explotacin de hidrocarburos durante muchos aos ha sido el motor de la

economa en Mxico, por lo cual se debe fortalecer la infraestructura productiva y

de operaciones que permita proveer la cantidad necesaria de petrleo para

satisfacer la demanda de consumo de energa.

Las actividades para extraer petrleo ya no son econmicas ni viables para

desarrollar proyectos que permitan incrementar la produccin; los campos que

aportaban cantidades considerables de aceite y gas estn en etapa de

declinacin. Cantarell tuvo un promedio de 508,000 barriles de petrleo diarios a

inicios del 2010; esto implica una reduccin alrededor de 1,051,000 barriles de

petrleo por da si se compara con la produccin promedio en el periodo 2000-

20101. Ku-Maloob-Zaap (ver Figura I-1) mantuvo una produccin constante pero

una tasa de crecimiento muy baja; registr una produccin de 829,000 barriles

diarios en el 2010 y la extraccin de crudo podra comenzar a declinar en unos 5

aos1, otro proyecto en el que se tena esperanza es en el activo Aceite Terciario

del Golfo, conocido como Chicontepec, en el que se ha tenido enormes

inversiones para incrementar la produccin y volumen de reservas, sin embargo

no ha dado los rendimientos esperados dadas las dificultades presentadas en la

explotacin y recuperacin de hidrocarburos.

Figura I-1 Plataforma PB-ZAAP-C.



A casi dos aos de trabajo la produccin proveniente del proyecto Chicontepec ha

registrado un promedio de 33,000 barriles diarios, cuando a inicios de 2009 se

pronosticaba obtener aproximadamente 60,000 barriles diarios para el 2017, es

decir se esperaba obtener el doble de la produccin en los prximos 7 aos; en

agosto de 2010 Petrleos Mexicanos anunci que el proyecto Chicontepec

producir 60 por ciento menos a lo previsto, por lo cual es necesario realizar la

exploracin de nuevos yacimientos.1

Durante los primeros ocho meses del ao 2010 la produccin promedio de crudo

que Pemex mantuvo fue de 2,585,000 barriles diarios, de los cuales el 56 por

ciento se trata de crudo pesado y el 76 por ciento del aceite proviene de las

regiones marinas del Golfo de Mxico, con dicha informacin se logra observar

con la produccin requerida y la zona con mayor actividad de explotacin

petrolera en Mxico. 2

La demanda de recursos energticos va ligada con la estimacin de crecimiento

de la poblacin mundial; por ello es fundamental el desarrollo de estrategias

energticas de todos los pases, ya que los recursos naturales para generar

energa a travs de hidrocarburos no solo se limitan a la cantidad que se

encuentra almacenada en yacimientos, si no a los costos requeridos para extraer y

producir la mayor cantidad de estos; sin embargo la infraestructura de produccin

con la que hoy se cuenta no permitir satisfacer la demanda, se requieren nuevos

procesos que optimicen los trabajos de explotacin e incrementar el volumen de

reservas trabajando en la exploracin de nuevas reas.

En la actualidad pases como Brasil, Nigeria y Estados Unidos de Amrica por

nombrar algunos, han enfrentado el reto de dirigir sus operaciones de exploracin

y explotacin en aguas profundas. Se ha determinado gracias al estudio de estas

zonas que una gran cantidad de hidrocarburos se encuentran almacenados en

yacimientos que tienen ms de 500 metros de tirante de agua (distancia entre la

superficie y el lecho marino), donde el reto principal son las condiciones

ambientales a las que son expuestos el equipo de perforacin y produccin.



Mxico tiene 5 campos explorados en reas con tirantes de aguas profundas y se

ha creado la Unidad Especializada en Aguas Profundas de Petrleos Mexicanos,

donde se pretende estudiar el potencial de explotar alrededor de 575,000

kilmetros cuadrados; donde se estima que existen numerosos campos en el rea

conocida como el Golfo de Mxico, ya que se define como la regin de mayor

potencial petrolero con un recurso prospectivo de 29,500 millones de barriles de

petrleo crudo equivalente, lo que representa un 56 por ciento del recurso total del

pas3. Solo que las condiciones bajo las que se realizan operaciones en tirantes de

aguas profundas representa desarrollar nuevas tecnologas y mejorar los procesos

de explotacin con equipos que soporten las condiciones ambientales a las que

sern sometidos.

Las operaciones en aguas profundas requieren un gran trabajo que inicia desde la

exploracin hasta la optimizacin de la mxima recuperacin disponible de

hidrocarburos; por ello la tecnologa, materiales requeridos y equipo que realiza

actividades en tirantes de aguas profundas requiere altos costos para su

adquisicin y operacin debido a la disponibilidad de los equipos que se

encuentran en el mercado, estas actividades a nivel internacional han permitido

que la demanda por adquirir nuevas herramientas y desarrollar mejores mtodos

de explotacin sea una opcin que facilite llevar a cabo las operaciones bajo

estas condiciones. El desarrollo de campos implica numerosos riesgos y altos

costos operacionales en zonas de potencial explotable, as que debe encontrarse

la forma adecuada para obtener el mayor beneficio econmico y seguro para la

produccin de hidrocarburos.

El aseguramiento de la produccin se extiende desde el yacimiento hasta el flujo

ascendente a travs de las tuberas de produccin; por ello las bajas

temperaturas, altas presiones y las extensas distancias de lneas de empalme

hacen que se realicen trabajos especializados en predicciones, modelados de

flujo, anlisis de fluidos, refuerzo del flujo, medicin, vigilancia y control de la

produccin, todo esto para proveer un enfoque multidisciplinario que trabaje en

conjunto y permita optimizar la produccin de fluidos que proviene de campos

submarinos con tirantes de agua mayores a los 500 metros7.



El aseguramiento de la produccin submarina puede dividirse en tres funciones

relacionadas entre s:

Aseguramiento de flujo.

Refuerzo del flujo.

Vigilancia del flujo.

El aseguramiento de flujo es la capacidad de producir econmica y tcnicamente

hidrocarburos del yacimiento durante la vida del campo en cualquier ambiente,

implica el anlisis de muestras de fluidos producidos para determinar el

comportamiento del yacimiento y anticipar los problemas de flujo asociados con su

explotacin, de modo que las instalaciones de produccin puedan ser diseadas y

operadas con el objetivo de evitar o manejar problemas relacionados con el flujo

continuo de hidrocarburos.

El refuerzo del flujo implica el diseo, ubicacin y operacin de los sistemas

artificiales de produccin y las bombas de refuerzo submarinas, que se combinan

para lograr superar las presiones existentes entre el yacimiento y las instalaciones

de produccin en superficie.

La vigilancia del flujo utiliza medidores de flujo submarinos, servicios fijos de

vigilancia y sensores para medir la presin, temperatura, gastos de flujo, y otras

variables que resultan esenciales en lo que respecta al ajuste de operacin de las

bombas, los inyectores qumicos y otros componentes para optimizar el

desempeo de los sistemas de produccin submarina.

Esta tesis se enfoca en presentar una descripcin de lo que es el aseguramiento

del flujo y mostrar la importancia que tiene en el proceso de explotacin de

campos en aguas profundas, as como los retos principales por los que atraviesa

la industria petrolera al operar en este tipo de ambientes.

Tambin se presentan las nuevas tecnologas que se han desarrollado a travs

de estos ltimos 10 aos y se observa la importancia de su uso.



Se exponen aplicaciones en algunos campos que han enfrentado problemas con

el aseguramiento de flujo en otros pases y que sirven de experiencia para el

desarrollo de proyectos futuros, logrando mejorar las tcnicas y equipos que se

han implementado, as como se presenta el caso del aseguramiento de flujo con

aplicacin en la explotacin de aceites pesados haciendo nfasis en los nuevos

desarrollos tecnolgicos en los sistemas artificiales de produccin para lograr

producir este tipo de aceites.

A travs del anlisis de las aplicaciones en campos se reafirma la importancia del

aseguramiento de flujo, ya que se logra optimizar la produccin y mitigar los

problemas que pueden ser provocados al medio ambiente, tema que hoy en da

es importante para lograr tecnologas que aseguren los procesos de produccin y

contemplen todos los riesgos posibles, ya que la explotacin de yacimientos en

aguas profundas no debe ser una amenaza para el medio ambiente, se deben

implementar nuevas tecnologas que cuenten con medidas ms estrictas de

seguridad.

El estudio del aseguramiento de flujo resulta importante para aplicar y desarrollar

proyectos con novedosas tecnologas, resulta una oportunidad importante para

mejorar los procesos de ingeniera petrolera en nuestro pas, desarrollando reas

en aguas profundas que incrementarn el volumen de reservas de hidrocarburos y

permitir tener sustentabilidad de recursos energticos a travs de su explotacin.




Figura I-1 Revista GlobalEnergy, Ejemplar Agosto 2010.


CAPTULO 1

AGUAS

PROFUNDAS



CAPTULO 1

AGUAS PROFUNDAS

La historia de la industria petrolera en Mxico comenz desde 1900, donde la

exploracin y explotacin de hidrocarburos se caracteriz por grandes

descubrimientos de campos petroleros de fcil acceso y alta productividad, por lo

cual las operaciones fueron dirigidas a explotar yacimientos en pozos terrestres o

tirantes de agua someras, se dise la infraestructura para realizar actividades en

estas condiciones y se optimizaron los mtodos para aumentar la recuperacin y

alargar la vida productiva de campos que han sido explotados por ms de 30

aos, sin embargo la operacin en estas zonas no solo resultan las nicas

opciones para satisfacer la demanda de consumo energtico a travs de

hidrocarburos.

1.1 Definicin de aguas profundas

La industria petrolera no cuenta con una clasificacin internacional nica que

defina que debe entenderse por aguas profundas, el pas que ha tenido gran

desarrollo en este mbito, Estados Unidos de Amrica, defina que un campo en

aguas profundas se refera a un tirante de agua mayor a los 300 metros

aproximadamente, lo que hizo que la industria petrolera en Mxico se alineara a

esa definicin durante un periodo de tiempo, unos aos ms tarde cuando

comenz a tener ms auge este tema en el pas, se decidi la siguiente

clasificacin de acuerdo al tirante de agua en el que se realizan operaciones costa

afuera (ver Figura 1-1). 4

Operaciones en aguas someras: Son actividades de exploracin y

explotacin de hidrocarburos en tirantes de agua menores a 500 metros.

Operaciones en aguas profundas: Se refiere a la exploracin y explotacin de

cuencas marinas con tirantes de agua entre 500 y 1500 metros.



Operaciones en aguas ultraprofundas: Cuando el tirante de agua supera los

1500 metros.

Los tirantes de agua son considerados, distancia entre la superficie y el lecho

marino y en todo este trabajo nos apegaremos a dicha clasificacin, entendiendo

aguas profundas al tirante comprendido entre 500 y 1500 metros.

A nivel mundial la explotacin en aguas profundas comenz en los aos ochenta,

donde se consider que las operaciones realizadas se trataban solo de una etapa

experimental en la que se determinara si a futuro resultara conveniente explotar

estos campos, es decir desde hace ya ms de 20 aos se realizaron programas

de investigacin ssmica para definir mejor las estructuras geolgicas y determinar

localizaciones de alta concentracin de hidrocarburos.

Mxico comenz a inicios de los aos noventa actividades de exploracin en

aguas profundas, elabor un programa exploratorio en el Golfo de Mxico que

llevara a Pemex a perforar pozos con tirantes de agua mayores a los 50 o 60

metros que era el estndar buscando zonas productoras de aceite y gas.

Figura 1-1 Clasificacin de acuerdo al tirante de agua en el que se realizan operaciones costa afuera.



Era importante iniciar con estudios para determinar las primeras localizaciones

mexicanas en aguas profundas cercanas a la frontera con Estados Unidos de

Amrica y Cuba, ya que exista la necesidad de conocer la extensin en la que se

puede realizar operaciones de extraccin de hidrocarburos y delimitar el rea

fronteriza con otros pases que ya haban iniciado dichas actividades en el Golfo

de Mxico.

1.2 Importancia de realizar operaciones en aguas profundas

Actualmente las reas de inters para aumentar las reservas de hidrocarburos en

todo el mundo van dirigidas hacia las zonas de aguas profundas y ultraprofundas,

en el caso de Mxico las regiones ubicadas en estos tirantes de agua se

conforman por una extensin aproximada de 575,000 kilmetros cuadrados en el

Golfo de Mxico (Figura 1-2), lo que resulta una zona estratgica con gran

potencial para desarrollar proyectos y producir el aceite y gas contenido en dicha

rea, la cual est limitada al norte con Estados Unidos de Amrica y al oriente con

aguas territoriales de Cuba.

Figura 1-2 Descripcin del rea con potencial para explotar hidrocarburos en el Golfo de Mxico.



La exploracin y explotacin de campos en aguas profundas en la parte

estadounidense cuenta ya con la participacin de alrededor de 30 compaas

operadoras y a la fecha se han descubierto ms de 190 campos, de los cuales

cerca de 150 se encuentran produciendo hidrocarburos.

Llev ms de 20 aos aproximadamente el descubrir esta rea y EUA ha logrado

alcanzar una produccin alrededor de 1 milln de barriles de aceite y 30 millones

de pies cbicos de gas diarios, operando a travs de compaas que cuentan con

tecnologa que promete en dos aos ms duplicar su produccin.

1.3 rea conformada en aguas profundas para Mxico

Figura 1-3 Mapa que muestra reas de inters para explotar en aguas profundas en el Golfo de Mxico.



La zona de aguas profundas ha sido considerada por Petrleos Mexicanos como

la regin de mayor riqueza de hidrocarburos, la explotacin de petrleo en esta

zona cuenta con un recurso prospectivo de 29,500 millones de barriles de petrleo

crudo equivalente (mbpce), lo que representara un 56 por ciento del recurso total

del pas, expertos sealan que no existe informacin cientfica aplicada a la

exploracin petrolera que permita conocer a detalle la localizacin de los sitios

para perforar pozos en aguas profundas del Golfo de Mxico, sin embargo se

busca que los proyectos de exploracin petrolera para perforar pozos vaya dirigido

a zonas de gran potencial de hidrocarburos, en la Figura 1-3 se puede observar

las reas en las que se realizarn actividades de perforacin y explotacin de

campos en aguas profundas y ultraprofundas.

Las reas ms importantes definidas para comenzar actividades en aguas

profundas y ultraprofundas por parte de Mxico son: Cinturn Plegado Perdido,

Oreos, Nancan, Jaca-Patini, Lipax, Holok, Temoa, Han y Nox-Hux, localizadas

frente a las costas de los estados de Tamaulipas y Veracruz.

Los riesgos de trabajo en estas reas varan dependiendo del tirante de agua y el

tipo de aceite, pero permitiran explotar una gran cantidad de hidrocarburos, datos

oficiales reportan que a partir del 2015 existen grandes expectativas de incorporar

produccin proveniente del Golfo de Mxico, que podra aportar un volumen de 13

mil barriles de petrleo. Esta produccin de crudo se convertira en la primera

obtenida a partir de un proyecto de aguas profundas en Mxico, misma que podra

incrementarse a 92 mil barriles de petrleo hacia el 2017.3

En la Tabla 1-1 se mencionan las caractersticas de los prospectos de Pemex en

aguas profundas y ultraprofundas del Golfo de Mxico, refirindose a las 9 reas

de inters ya mencionadas.



El rea correspondiente a Mxico cuenta con yacimientos transfronterizos, es

decir se ha identificado estructuras geolgicas capaces de contener hidrocarburos

tanto en nuestro pas como en la frontera con EUA y Cuba, por ello se describir

brevemente la situacin con estos pases.

Estados Unidos de Amrica Mxico

Estados Unidos de Amrica ha realizado actividades de perforacin de 100 pozos

anuales en los ltimos 10 aos, esto abarcando la zona conocida como rea

Perdido donde se ubican los campos Great White y Trident.

Estas estructuras geolgicas se extienden tanto en territorio mexicano como

estadounidense, cubriendo aproximadamente una superficie de 50 kilmetros

cuadrados a nivel del pozo llamado Wilcox; donde casi 7 kilmetros cuadrados

estn en territorio mexicano, en lo que se conoce como la regin Alaminos 1.

Tabla 1-1 Informacin de los 9 campos para explotar en aguas profundas y ultraprofundas en Mxico.



Otra estructura importante es la del rea de Magnnimo 1A en la parte mexicana,

que cubre tambin rea del pozo Wilcox con una superficie de 122 kilmetros

cuadrados de los cuales al menos 70 estn en territorio nacional y el resto en EUA

donde se conectan con el campo Great White.

Cuba Mxico

En lo que respecta a Cuba dividi los 112,000 kilmetros cuadrados de rea en el

mar territorial en 59 bloques, de los cuales 24 han sido asignados para su

explotacin a empresas como PDVSA (Venezolana), Sherritt International Corp.

(Canadiense), REPSOL (Espaola) y PETROBRAS (Brasilea).

CUPET, la empresa estatal cubana dedicada a la extraccin, produccin,

refinacin y distribucin de productos petrolferos y derivados, mantiene relaciones

con las compaas petroleras ya mencionadas, trabaja en colaboracin con ellas

e identificaron cinco campos que clasific como de alta calidad en aguas

profundas ubicadas en el Estrecho de Florida, apenas 32 kilmetros al noreste de

La Habana. En el 2006 se tenan firmados 25 contratos y 25 de sus bloques se

encontraban bajo licencia para ser explotados en la cuenca ubicada al norte de

Cuba, su produccin estimada de petrleo resultara ser entre 4.6 y 9.3 mil

millones de barriles de petrleo crudo y entre 9.8 y 21.8 billones de pies cbicos

de gas natural que se esperan producir.

1.4 Situacin mundial en aguas profundas5

La situacin mundial respecto aguas profundas creci un 67 por ciento, reportando

una produccin de 2.3 millones de barriles diarios en el periodo del 2005 al 2008,

en todo el mundo se ubican nueve cuencas importantes que son: el Golfo de

Mxico, Brasil, la cuenca del Delta del Nger en la costa del occidente africano, el

litoral occidental de Australia, el sur del Mar de China, los litorales de Japn e

India; el Mediterrneo y el margen del Atlntico frente a Noruega y norte de

Escocia.



Los campos registrados en aguas profundas estn distribuidos en 22 pases,

incluyendo Mxico, la zona con mayor concentracin de estos campos se

encuentra ubicada en el Golfo de Mxico donde EUA es el pas con mayor

desarrollo de pozos.

A finales del 2000, el rea del Golfo de Mxico dominaba la produccin de

hidrocarburos en aguas profundas con un 90 por ciento de produccin de aceite y

con el ranking de nuevos recursos descubiertos, Brasil ocupaba el segundo lugar

con una produccin de 75 por ciento de aceite, mientras frica Occidental, con

Angola, Nigeria y Guinea Ecuatorial ocupaban el tercer lugar.

En la Figura 1-4 se observan estas reas que en conjunto se conoce como el

tringulo de oro.

Se requiere una enorme inversin tanto econmica como de tiempo para realizar

proyectos en tirantes de agua mayores a los 500 metros, sin embargo es

indudable que las operaciones en aguas profundas han ofrecido descubrimientos

importantes, incluso de campos gigantes, es decir campos que ofrecen una

produccin de ms de 500 millones de barriles y sorprendentemente de super

gigantes con producciones de ms de 5000 millones de barriles como parecen ser

los descubiertos en los ltimos aos por Brasil.5

Figura 1-4 reas en desarrollo de campos ubicados en aguas profundas en todo el mundo.



En seguida se describir la situacin de los principales pases en todo el mundo

que realizan actividades en tirantes de aguas profundas, mencionando las

caractersticas ms importantes y los campos que se han descubierto dentro de su

territorio.

Pases en el continente Africano

Nigeria

Este pas comenz sus primeras licitaciones de bloques en aguas profundas

desde 1990, sin embargo los primeros campos con tirantes de agua mayores a los

500 metros se descubrieron en 1996 e inmediatamente se realizaron desde esa

fecha actividades para desarrollar estos campos.

La produccin se mantuvo inactiva hasta el ao 2003, debido a que las compaas

operadoras esperaron el alza del precio del petrleo para hacer ms rentable los

proyectos en estas reas.

El gobierno de Nigeria tuvo problemas al no recibir ingresos correspondientes de

la explotacin petrolera en 1998, 2000 y 2005 por lo cual revoc las concesiones

otorgadas a las empresas extranjeras que operaban en sus bloques y decidi

realizar la bsqueda con nuevas compaas dispuestas a licitar prometiendo

acelerar los proceso de explotacin y los pagos acordados.

Como se menciono ya, tanto la evaluacin y exploracin de campos en este pas

se realizaron tempranamente sin embargo el inicio de produccin sufri demoras,

ya que los costos asociados a operaciones en reas potenciales eran muy altos y

el precio del aceite no hacia rentable las operaciones.

Las empresas que realizaban actividades en este pas pusieron en actividad

cuatro campos, uno de ellos llamado Bonga, un yacimiento con clasificacin de

campo gigante, ya que el volumen sobre la produccin fue confirmado por 200 mil

barriles de crudo diarios.

Dentro de los proyectos ms recientes se encuentra la planeacin en el 2010 del

campo Usan, bajo la direccin de especialistas de Chevron.



En la Tabla 1-2 se mencionarn los principales campos en dicho pas

descubiertos durante el perodo 1996 al 2008.

Angola

Al igual que en Nigeria sus primeros campos en aguas profundas fueron

descubiertos desde los aos noventa, en el 2002 uno de ellos inici operaciones y

los dems se han desarrollado durante el periodo del 2003 al 2008.

Angola podra ser definido como un pas importante debido a los numerosos

proyectos y desarrollo que ha logrado realizar en aguas profundas (ver Tabla 1-3).

Dentro de sus descubrimientos se encuentran tres campos gigantes: Girasol; Saxe

y Batuque, el primero comenz a producir en el 2001 y los otros dos campos

tenan un programa para realizar operaciones en el 2008.

El nmero de campos en este pas ascendi a 30 en el 2008, esta cifra podra

alcanzar el nmero de campos explotados en aguas profundas realizados por

Brasil.

Entre junio de 2007 y marzo de 2008, arrancaron ocho nuevos campos, a ellos se

suman dos gigantes ya mencionados, con lo que para septiembre de 2008 este

pas contaba ya con 23 campos en desarrollo.

Tabla 1-2 Campos descubiertos en Nigeria.



Las innovaciones tcnicas en este pas han sido sorprendentes, muestra de ello

son la perforacin de un pozo horizontal, un pozo con una desviacin de 75

grados respecto a la vertical y perforaciones en tirantes de aguas ultraprofundas,

todas estas actividades han sido desarrolladas en el campo Girasol.

Guinea Ecuatorial

Los primeros tres campos desarrollados en este pas se realizaron con actividades

de perforacin en la segunda mitad de la dcada de los noventa, solo un ao

despus de su descubrimiento fue lo que tardaron en iniciar con operaciones.

Tabla 1-3 Campos descubiertos en Angola.



El campo ms importante en este pas fue nombrado Zafiro y fue descubierto por

la compaa Exxon-Mobil en 1995, una zona cuyas fronteras martimas se

encontraban indefinidas.

Este pas aprob el desarrollo del campo y la compaa acondicion un buque

tanque para reunir la produccin y exportarla. Zafiro es considerado como un

campo gigante, ya que su produccin inicial fue de 40 mil barriles diarios y en el

2008 aportaba poco menos de 250 mil barriles diarios.

El problema fundamental de Guinea est asociados a las zonas fronterizas y el

conflicto de lmites que se cre despus de explotar los campos Zafiro y Topacio,

por lo cual en el 2004 fue creada una zona de desarrollo en conjunto, en tanto la

Organizacin de las Naciones Unidas dictar una resolucin final.

En el 2007 la compaa Noble Energy, reemprendi la exploracin y con ello se

logr descubrir dos nuevos campos reportados en junio del 2008.

En la Tabla 1-4 se pueden observar los campos descubiertos en este pas.

Congo

Este pas descubri campos en aguas profundas (ver tabla 1-5) desde los aos

noventa, sin embargo sus operaciones se retrasaron hasta el 2008, en el que la

compaa Francesa Total anunci el 28 de abril que el complejo Moho-Bilondo

comenzara a producir.

Tabla 1-4 Campos descubiertos en Guinea Ecuatorial.



Muchos de los problemas que retardan la puesta de operacin de descubrimientos

son los conflictos externos entre pases que comparten territorio fronterizo, en este

caso el campo se descubri en 1995 pero la puesta en marcha del proyecto se

demor casi trece aos debido a que no se llegaba a un acuerdo en la firma del

contrato, sin embargo despus de firmarse este contrato solo se tard 33 meses

para realizar el diseo del equipo y lograr instalarlo, incluyendo el tendido de un

oleoducto de 80 kilmetros de largo y 16 pulgadas de dimetro, que trasladara el

crudo a la terminal de exportacin en la costa.

La produccin esperada de 90 mil barriles diarios se consideraba una cifra

exagerada, ya que el volumen de reservas estimado para los campos Moho-

Bilondo resultaba modesto, Offshore public que los campos unificados tenan un

volumen de reservas de 240 millones de barriles.

Costa de Marfil

Este pas comenz hace muy pocos aos con la perforacin y explotacin de sus

campos en aguas profundas, por lo cual solo se cuenta con informacin de los

campos que han sido descubiertos y se muestran en la Tabla 1-6.

Tabla 1- 5 Campos descubiertos en el Congo.

Tabla 1-6 Campos descubiertos en Costa de Marfil.



Mauritania

Mauritania solo tiene dos campos descubiertos (ver Tabla 1-7), en el 2001 la

empresa australiana Woodside descubri el primer campo, nombrado el

Chinguetti, que inici operaciones en el 2006, este yacimiento es pequeo y tiene

una modesta produccin de 15 mil barriles diarios.

El otro campo fue nombrado Tiof e iniciara su produccin en el 2007, en el 2008

aun no se tena registrada su primera produccin, sin embargo se planteo un

programa de operaciones para los prximos tres aos y se comentaba sobre el

volumen de reservas.

Ghana

En mayo del 2008 la prensa petrolera mundial anunci el primer descubrimiento

de un campo en aguas profundas de este pas (ver Tabla 1-8): el Mahogany, de la

estadounidense Kosmos Energy, al 2010 se tienen perforados 6 pozos y su

primera produccin se registro en este mismo ao.

Australia

Es uno de los pases con numerosos campos en aguas profundas (ver Tabla 1-9)

descubiertos desde los aos ochenta, la explotacin comenz hasta el 2006

cuando se alcanz el pico de los precios de aceite. Sus dos campos que cuentan

con un programa de explotacin son el campo Enfield que plane iniciar

operaciones en el ao 2006 y Stybarrow en noviembre de 2007, al 2008 se publico

que ambos retrasaran el inicio de su produccin as como se encontraba en

construccin los equipos para la produccin de los campos Eskdale y Gorgon.

Tabla 1-7 Campos descubiertos en Mauritania.

Tabla 1-8 Campo descubierto en Ghana.



Indonesia

En Indonesia los primeros campos descubiertos en aguas profundas se realizaron

en los aos noventa (ver Tabla 1-10), aunque solo uno entro en operacin, el

campo West Seno, ya que este esper el alza de precio de crudo para iniciar

operaciones.

El campo West Seno, produjo hidrocarburos desde el 2003 y su volumen estimado

permita considerar que se trataba de un campo gigante. En el 2008 se report

que se explotaban ms de 20 pozos y se producan 40 mil barriles de aceite

diarios. En este campo se construy un sistema combinado de plataformas

marinas con equipos de procesos en tierra. Se utilizaba una plataforma TLPa, dos

unidades flotantes y ductos que conducen la produccin a tierra firme a la terminal

nombrada Santan donde se procesan los hidrocarburos. Cabe mencionar que

este pas presenta un esquema que es estudiado para el desarrollo de campos en

Egipto y en los campos del Proyecto Coatzacoalcos en Mxico.

Tabla 1-9 Campos descubiertos en Australia.

Tabla 1-10 Campos descubiertos en Indonesia.



Filipinas

Este pas es considerado como un importador neto, donde la compaa Shell ha

incursionado en aguas profundas desde finales de los aos ochenta. En el 2001

se inici la produccin de gas en el campo Malampaya.

En la Tabla 1-11 se observan los campos descubiertos en este pas hasta el 2008.

Malasia

Este pas descubri su campo Kikeh en el 2002 (ver Tabla 1-12), a travs de la

pequea compaa estadounidense Murphy Oil Corporation, el campo fue

anunciado como un gran xito y se realizaron actividades para conocer la

extensin completa, a finales del 2007 se iniciaron operaciones reportando una

produccin de 100 mil barriles diarios, lo que es un dato suficiente para reconocer

a kikeh como un nuevo campo gigante.

El diseo de sus instalaciones est conformado por una combinacin de pozos

controlados desde una plataforma sparb, con otros pozos submarinos. La

compaa Schlumberger lo califica como nico en su tipo en todo el mundo, ya

que el proyecto comprende 20 pozos productores y 20 pozos inyectores de agua.

Japn

Japn comenz operaciones en aguas profundas frente a las islas Hokkaido

descubriendo solo un campo (ver Tabla 1-13), las pruebas de produccin fueron

exitosas pero las perforaciones para delimitar el yacimiento fracasaron, no

obstante a pesar de los contratiempos, el Japan Energy Group (JAPEX) afirma en

un reporte que continuar explorando con ssmica 3D y otras tcnicas avanzadas.

Tabla 1-11 Campos descubiertos en Filipinas.

Tabla 1-12 Campos descubiertos en Malasia.



India

Las actividades en aguas profundas comenzaron en el 2000 y se descubrieron

cuatro campos (ver Tabla 1-14) que hasta el 2008 no estaban en operacin. En

octubre de 2006, la plataforma Sagar Bhusan sufri un accidente en el que se

perdieron todos los equipos en el fondo del mar, por ello se retrasaron los

programas. La petrolera estatal Oil and Natural Gas Corporation Limited anunci

el descubrimiento de su campo Krishna como un gran descubrimiento de gas.

Pases en el continente Europeo

Noruega

Noruega cuenta con un solo campo en zonas de aguas profundas, fue descubierto

por la compaa Norsk Hidro en 1997, lo nombraron Ormen Lange (ver Tabla 1-

15) y es un campo productor de gas.

La produccin de este campo gigante se estima con 2,470 millones de pies

cbicos de gas diarios cuya produccin est destinada a Reino Unido.

El campo Ormen Lange se encuentra ubicado en aguas situadas hacia el litoral

de Noruega cercanas al Crculo Polar, por lo cual posee con caractersticas de

temperaturas que son prximas al punto de congelacin donde se forman hidratos

en las corrientes de produccin, los hidratos son considerados como problemas

fundamentales para el aseguramiento de flujo, as que se instal el sistema de

anticongelantes ms grande del mundo.

Tabla 1-13 Campo descubierto en Japn.

Tabla 1-14 Campos descubiertos en India.



El desafo principal en cuanto a instalaciones fue la construccin del gasoducto

que corre de una estacin de proceso situada en Noruega y el litoral de Reino

Unido. El ducto tiene 1,200 kilmetros de longitud y fue instalado a una

profundidad de entre 850 y 1,100 metros, este proyecto pasar a la historia por el

tipo de construccin y sus instalaciones.

Reino Unido

Reino Unido comenz a descubrir campos en aguas profundas desde la primera

mitad de los aos noventa, sus primeras exploraciones se realizaron en reas del

margen Atlntico, sin embargo ninguno de ellos despus de casi 15 aos ha

logrado producir.

Los tres campos que se han descubierto (ver Tabla 1-16) en profundidades

mayores a los 500 metros, se ubican al noreste de Escocia, cerca de las islas

Faroes, ya que en el Mar del Norte no se han descubierto campos.

Albania

Este pas abri su sector del Mar Adritico a licitaciones internacionales despus

del derrumbe del socialismo.

A travs de la compaa Chevron y AGIP (empresa italiana) lograron perforar un

solo pozo (ver Tabla 1-17) en 1993, el pozo tenia manifestaciones de

hidrocarburos aunque ms tarde su propio gobierno public que el descubrimiento

no resultaba comercial y probablemente nunca sera explotable.

Tabla 1-15 Campo descubierto en Noruega.

Tabla 1-16 Campos descubiertos en el Reino Unido.



Italia

Este pas perfor un pozo en aguas profundas a travs de la compaa Chevron y

La Agencia Generale Italiana Petroli, el pozo fue nombrado Aquila (ver Tabla 1-18)

y se dudaba si su produccin sera rentable, ya que tanto su ubicacin y escasa

reserva de 20 millones de barriles de petrleo lo consideraban descartado para

realizar actividades de produccin.

El desarrollo de este campo se realiz con actividades de perforaciones

horizontales, rama en la que este pas ha logrado importantes descubrimientos en

zonas submarinas.

Israel

En Israel solo se han descubierto tres campos (ver Tabla 1-19) en tirantes de

aguas profundas, sin embargo ninguno de sus campos tena programado un plan

de desarrollo para llevar a cabo la produccin de hidrocarburos.

En el 2007 la compaa Noble Energy descubri el campo que parece ser el ms

importante de esta nacin, nombrndolo Mari-B y se encuentra localizado tanto en

tirantes de aguas someras como profundas.

Tabla 1-17 Campo descubierto en Albania.

Tabla 1-18 Campo descubierto en Italia.

Tabla 1-19 Campos descubiertos en Israel.



Campos descubiertos en frica Mediterrnea

Egipto

Los primeros campos que se perforaron en aguas profundas en este pas se

realizaron en 1998, aunque al igual que varios pases que se han mencionado

esper el alza de precios para iniciar con la explotacin de estos y garantizar la

rentabilidad en sus proyectos.

En Egipto se han construido sistemas de explotacin que combinan instalaciones

de extraccin costa afuera con equipos de proceso en tierra, adems incorporaron

campos en aguas profundas y campos ubicados en aguas someras donde su

instalacin resultaba menos complicada y costosa.

Cuentan con un proyecto que une a los campos Sienna, Simian y Scarab que se

ubican en aguas profundas con el campo Sapphire que se encuentra en aguas

someras, el proyecto de desarrollo en conjunto se ubica muy cercano al Delta del

Nilo y la distancia entre los campos y las instalaciones de proceso de gas en tierra

se encuentran cerca de Alejandra, alrededor de 120 kilmetros.

En la Tabla 1-20 podemos observar los campos descubiertos en este pas.

Tabla 1-20 Campos descubiertos en Egipto.



Pases en Amrica Latina

Brasil

Brasil es un pas que en cuanto a operaciones en aguas profundas es similar a

Estados Unidos de Amrica, ya que debido a la demanda de consumo y escases

de petrleo en aguas someras, decidieron adelantar una dcada las operaciones a

realizar en tirantes de aguas profundas.

Desde que se iniciaron actividades de exploracin no dud en desarrollar

programas para llevar a cabo la explotacin de petrleo, esto aproximadamente

desde los aos noventa, como ejemplo de esto es el campo Marlim.

Otro de sus campos, nombrado Roncador, es el campo ms profundo que se ha

perforado para realizar su produccin, aproximadamente se alcanzaron los 1,850

metros de tirante de agua, demostrando la gran facilidad para llevar a cabo la

exploracin en zonas de aguas ultraprofundas.

Sus recientes descubrimientos realizados en 2007 y 2008, han mostrado que esa

nacin tendr que realizar actividades en tirantes de ms de 2,000 metros y sus

operadores se han comprometido asumir el reto y realizar operaciones seguras y

exitosas en aguas ultraprofundas.

Durante el 2007 e inicios de 2008 Brasil logr realizar tres descubrimientos, los

campos fueron nombrados Tupi, Sugar y Jpiter, donde se apreci el desarrollo

tecnolgico que han impulsado las nuevas compaas operadoras.

La zona en la que se encuentran ubicados los campos ya mencionados, es una

cuenca de cuerpos salinos en la que se haban perforado ya al menos 100 pozos,

as que se decidi regresar a explorar el rea con nuevas herramientas de ssmica

que aportaban una mejor resolucin en las imgenes para superar los problemas

con dichas estructuras.



Tabla 1- 21 Campos descubiertos en Brasil.

PETROBAS espera que entre

cinco y siete aos ms Brasil

consiga explotar campos con

profundidades mayores a los

2,230 metros, logrando as

alcanzar los avances

realizados por EUA.

Existe numerosa informacin

sobre el potencial de los

yacimientos mencionados,

incluso publicaciones han

afirmado que su produccin

se encuentra entre cinco y

ocho mil millones de barriles

de petrleo, desde luego an

no se cuenta con estadsticas

oficiales, pero hoy en da

Brasil podra convertirse en el

pas sudamericano

exportador de energa.

El ltimo hallazgo de un

campo se registr en el 2010,

nombrado Libra y con un

tamao de reserva de 8,000

millones de barriles de

petrleo crudo equivalente.

En la Tabla 1-21 se logra

observar el gran nmero de campos descubiertos en este pas.



Estados Unidos de Amrica

Estados Unidos de Amrica debido a la demanda de energa a travs de

hidrocarburos, alcanz el pico de su produccin desde los aos setenta lo que

hizo inevitable desde entonces desarrollar campos con tirantes de aguas

profundas y ultraprofundas, a la fecha es el pas que posee ms de la mitad de

este tipo de yacimientos.

Debido a lo extenso que resultara mencionar todos sus descubrimientos, solo se

menciona los detalles ms importantes que se han encontrado durante la

explotacin de campos en aguas profundas.

La produccin en aguas profundas se inici en 1979 con el campo Cognac

operado por la compaa Shell, el tirante de agua en la que se operaba eran entre

los 312 y 412 metros, recordemos que estos tirantes considerados como aguas

profundas son menores a la clasificacin que se considera en esta tesis, pero

para esos aos EUA clasific estos tirantes de agua como operaciones en aguas

profundas, el campo Cognac mantuvo el record de produccin por diez aos

logrando as mostrar al mundo porque era importante la exploracin en estas

zonas.

Este pas explor zonas con estructuras de domos salinos que se consideraba

como el rea ciega, debido a la dificultad que representaba realizar operaciones,

as que aprovecharon las nuevas tecnologas que se haban desarrollado y

lograron dar un gran salto para descubrir el enorme potencial de reservas y

sustentarlo con su explotacin.

Desde entonces las operaciones en tirantes de aguas profundas y la tecnologa

de produccin en EUA ha avanzado enormemente, tan solo en 1997 se tenan 17

proyectos que producan hidrocarburos y la mayora de los pases del resto del

mundo solo planeaban realizar exploraciones en yacimientos con estas

caractersticas.



En 2008 EUA anunci que tena ya en total:

181 campos descubiertos.

115 proyectos en explotacin.

54 proyectos que podran ponerse en explotacin entre el 2003 y

2008.

66 campos vrgenes en el Golfo de Mxico.

Este pas es el nico en el mundo que cuenta con tecnologa para desarrollar

campos en 2,400 metros de profundidad y reportaba en el 2010 tener 31

plataformas operando en aguas profundas.

En la Figura 1-5 se muestra un mapa con todos los campos descubiertos de 1975

al 2008.

Figura 1-5 Campos descubiertos en EUA en tirantes de aguas profundas.



1.5 Situacin de Mxico en aguas profundas

Las actividades de Pemex en aguas profundas iniciaron en los aos noventa, uno

de los factores que propici el explorar campos en Mxico, fue la apertura que

inici el Tratado de Libre Comercio ya que impuls actividades de exploracin.

Los primeros pozos perforados que superaron los tirantes de agua estndar de no

ms de 60 metros se realizaron con el descubrimiento del campo Ayn, que

contaba con un total de 334 millones de barriles de crudo como reserva total de

las cuales 178 fueron reconocidas como probadas.6

Durante un periodo de 1990 al 2004 se perforarn los pozos Yumtisil-1, Ayin-1,

Dzunum-1, Chuktah-1, Alak- 1, Tabscoob-1 y 5 pozos que se encontraban en el

proyecto nombrado Le Acach-Chuktah, ya con un tirante de agua mayor a los

160 metros, destacando que durante el periodo del 2001 a 2004 se destinaron

10,000 millones de dlares a la investigacin de reas en tirantes de aguas

profundas.3

En 2001 y 2002, se elabor trabajos precisando las localizaciones y oportunidades

exploratorias, para comenzar con un nuevo periodo para Pemex logrando

desarrollar proyectos en tirantes de agua mayores a los 500 metros.

La Unidad Especializada en Aguas Profundas de Pemex haba elaborado un

programa planteando avances graduales en el Golfo de Mxico, se propona

perforar 11 pozos exploratorios entre el 2002 y el 2007, donde se aplicara

tecnologa moderna de ssmica para realizar la investigacin, sin embargo en

estos aos se present un incremento elevado en el precio del aceite, as que la

Secretaria de Energa reformul su programa y desde finales de 2006 Pemex se

propuso perforar 47 pozos profundos slo entre 2007 y 2012.

Los pozos que se perforaron en estos aos fueron: Nab-1 (2004) ya con un

tirante de agua de 680 metros, Kastelan-1 (2005) y Caxui-1 (2005) ambos con un

tirante de agua entre 400 y 450 metros, todos estos sin mucho xito.



En el 2005 se perfor el pozo Noxal-1 que dara como resultado 80 millones de

barriles de crudo equivalente como reserva posible, un ao ms tarde se perfor el

pozo Lakach-1 (pozo de gas) que presentaba 250 millones de pies cbicos de gas

como reserva probada y ms de 1 billn de pies cbicos de gas como reservas

totales, estos dos pozos perforados en el rea denominada Holok-Alvarado ya

haban alcanzado un tirante de agua mayor a los 900 metros.6

Debido a los pozos perforados en marzo de 2008 Pemex cre un grupo

multidisciplinario de investigacin en aguas profundas para la explotacin de los

campos ya descubiertos en el proyecto Coatzacoalcos, fundamentalmente Lakach,

Noxal y Lalail. El esquema que presentara para su equipo de explotacin,

constaba de un sparb o una plataforma de patas tensionadas TLPa para reunir la

produccin de los campos, en combinacin con equipos de separacin, bombeo y

proceso en tierra, en el caso del Proyecto Coatzacoalcos, se ubicaran en Ciudad

Lerdo de Tejada, Veracruz.

En la Tabla 1-22 se mencionan los campos que representan hasta el 2008

proyectos importantes para Pemex.

Para realizar exploraciones en aguas profundas, Pemex ha contratado ya varias

plataformas para operar en aguas profundas y enseguida se harn mencin de

estas.

Tabla 1- 22 Campos descubiertos en aguas profundas en Mxico.



Plataforma Petrorig III, la cual puede perforar en tirantes de agua de 2,100

metros.

Plataforma Bicentenario, considerada como la ms grande con la que se

puede perforar tirantes de agua mayores a los 3,000 metros, se pretende

con ella realizar perforaciones cerca de la frontera con EUA.

La plataforma fue contratada desde el 2007 y se plane su llegada a

Mxico para finales del 2010, sin embargo en noviembre se anunci su

demora para el ao 2011 y tendr un costo diario de 500 mil dlares

aproximadamente.

Plataforma Sea Dragon, esta plataforma llegar aproximadamente entre los

primeros meses del 2011.

Las plataformas mencionadas pretenden trabajar en la zona de Coatzacoalcos

Profundo, Sonda de Campeche Profunda y Franja de Perdido, solo la plataforma

Bicentenario es la que tiene como objetivo realizar operaciones en Franja de

Perdido debido a la capacidad que tiene para perforar en tirantes de aguas

profundas.

En la Tabla 1-23 se describirn algunos detalles importantes de las plataformas

que se ocuparan en Mxico para desarrollar campos en tirantes de aguas

profundas y ultraprofundas.

Tabla 1-23 Caractersticas de las plataformas que realizarn operaciones en aguas profundas.



1.6 Aguas ultraprofundas

La definicin de aguas ultraprofundas considera el realizar actividades de

exploracin y explotacin en zonas con tirantes de agua mayores a los 1,500

metros, distancia entre la superficie y el lecho marino4.

La complejidad de realizar trabajos en este tipo de ambientes es mayor a la que se

presenta en operaciones en aguas profundas, esto es debido a que entre mayor

sea el tirante de agua la estructura superficial debe resistir mayores cargas, as

como se necesita un mayor anlisis y estudio en el diseo de los risers, estos

aumentan su peso y requieren configuraciones alternativas como un aislante de

movimiento o un sistema de estabilidad.

Otra operacin que es ms compleja en estos campos es la instalacin de la

estructura superficial, ya que el anclaje debe tener un mayor estudio en el uso de

cables para reducir el radio de amarre y la torsin durante la instalacin, se

requieren nuevos mtodos para reducir el apoyo martimo y permitir que estas

operaciones sean menos costosas.

Los vehculos operados a control remoto se utilizan en aguas profundas debido a

que a travs de ellos se logra realizar operaciones donde las condiciones

ambientales limitan a que solo mediante estos equipos sean posibles de llevar a

cabo, en el caso de su uso en tirantes de agua ultraprofundas son de mayor

utilidad ya que aumenta considerablemente la presin debido a que no existe otra

manera de operar en el fondo marino sino con esta herramienta que logra ejecutar

mltiples acciones como si se estuviera frente a los equipos, e incluso observar a

distancia lo que all ocurre.

Los principales retos que se presentan en operaciones de produccin en aguas

ultraprofundas se mencionan en la siguiente figura donde se puede observar las

zonas con mayores riesgos (ver Figura 1-6).



Figura 1-6 Retos en la operacin de produccin de pozos en aguas ultraprofundas.

1.6.1 Localizacin de aguas ultraprofundas en el mundo

Varios pases en el mundo han realizado actividades de exploracin en zonas de

tirantes de aguas ultraprofundas, sin embargo solo han quedado en etapas de

anlisis y toma de muestras debido a la dificultad que implica desarrollar estos

campos, los nicos 3 pases que han logrado alcanzar la etapa de explotacin de

campos en dichas reas son: Brasil, Estados Unidos de Amrica y Angola.

Desde los aos 90 debido al xito obtenido en la explotacin de campos en aguas

profundas, decidieron dar el siguiente paso y realizar estudios para iniciar

actividades de produccin de hidrocarburos en tirantes mayores a los 1,500

metros.



Fue as que desde esos aos estos tres pases han logrado desarrollar proyectos

que actualmente reportan produccin de hidrocarburos y han permitido la

implementacin de nuevas tecnologas en los campos que han sido recientemente

descubiertos en tirantes de agua mayores a los 3,000 metros.

1.6.2 Historia sobre actividades en aguas ultraprofundas

Estados Unidos de Amrica es el pas que ha encabezado el desarrollo de

campos en aguas ultraprofundas, el Servicio de Administracin de Minerales de

este pas inform que en 1986 se realiz su primer descubrimiento con un tirante

de agua de 1,524 metros.

En 1997 EUA inicio estudios exploratorios en el campo nombrado Baha, este

campo se encontraba en una zona transfronteriza nombrada Can de Alaminos,

donde los estudios geolgicos reiteraron que existan estructuras prometedoras de

hidrocarburos y por ello se realiz la perforacin del pozo Baha -1 el cual no tuvo

xito debido a un accidente mecnico, sin embargo realizaron la perforacin del

pozo Baha -2 alcanzando un tirante de agua de 2,223 metros en ese mismo ao.

En el 2002 este pas con facilidad realizaba la perforacin de pozos en tirantes de

agua de 2,300 metros, el campo Baha se consideraba como proyecto en

desarrollo de explotacin y se inform que otros 70 campos aproximadamente

descubiertos en aguas ultraprofundas en el Golfo de Mxico se encontraban en la

misma situacin.

El xito logrado en la perforacin de estos campos ha permitido llevar a cabo el

desarrollo de nuevas instalaciones de produccin submarinas para realizar el

proceso de explotacin de hidrocarburos en campos con dichas caractersticas, ya

que en la mayora de las instalaciones se requieren equipos con diseos que

soporten por lo menos 10,000 [psi] de presin y temperaturas menores a los 39

[F].



Ejemplo de esto, son el desarrollo de equipos para proyectos como el nombrado

Thunder Horse, que fue descubierto en el Golfo de Mxico en 1999 con un tirante

de agua de 1,900 metros, el proyecto requiri la construccin de la plataforma

semisumergible mas grande que poda construirse en esos aos (ver Figura 1-7).

Los equipos y sistemas de produccin en este proyecto fueron fabricados para ser

capaces de procesar y exportar un cuarto de milln de barriles de petrleo por da

y los equipos soportaban presiones hasta de 15,000 [psi].

El desarrollo del Thunder Horse constaba de 25 pozos submarinos que incluan la

perforacin y terminacin de pozos desviados, observando as la importancia del

trabajo multidisciplinario para lograr no solo el hallazgo de zonas productoras sino

el desarrollo de instalaciones de produccin para dichos campos.

Se requiere un mayor estudio del aseguramiento del flujo en aguas

ultraprofundas, ya que los fluidos extrados del yacimiento a esas profundidades

presentan una cada de presin y temperatura significativa al entrar en contacto

con los elementos del sistema de produccin que interactan con el ambiente

marino, as que el diseo de las instalaciones se complica an ms, ya que se

requieren sistemas que aslen los fluidos del yacimiento para evitar estos cambios

sbitos de presin y temperatura que pueden ocasionar la formacin de hidratos o

precipitacin de parafinas y/o asfaltenos presentando retos tcnicos y econmicos

para un proyecto de estas caractersticas.

Hoy en da existen diferentes

proyectos que se mencionan en el

captulo 5 de esta tesis, en el cual se

presentar el avance tecnolgico y la

implementacin de dichas tecnologas

para asegurar el flujo de

hidrocarburos en estos ambientes

siendo un ejemplo de ello el campo

Na-kika. Figura 1-7 Plataforma Thunder Horse.



Brasil es otro pas que ha mostrado gran desarrollo en realizar actividades en

tirantes de aguas ultraprofundas, su primer logro fue el descubrimiento de un

campo con tirante de agua mayor a los 2,000 metros, ubicado en las cuencas de

Campos y Santos que han puesto al pas en la ruta de convertirse en uno de los

grandes exportadores mundiales de crudo.

Brasil ha implementado programas de investigacin que han ayudado a lograr sus

xitos operacionales en campos en aguas profundas y ultraprofundas, estableci

el programa Procap (Programa de Desarrollo Tecnolgico de Sistemas de

Produccin en Aguas Profundas), el cual constaba de 3 fases para lograr

introducir nuevas tecnologas al mercado mundial apoyadas en investigacin que

poda aplicarse a esto campos, la primera fase inicio desde 1987, despus Procap

2000 fue lanzado en junio de 2002 como segunda fase y recientemente en el 2004

el Procap 3000 fue la ltima fase para aguas ultraprofundas que cuenta con un

presupuesto de 130 millones de dlares.

El Procap 3000, est formado por 23 proyectos y fue desarrollado debido a sus

ltimos descubrimientos en tirantes mayores a los 1,500 metros, ya que se espera

desarrollar tecnologas que promuevan cambios para reducir los costos que

implica desarrollar campos con condiciones similares en todo el mundo.

Los principales objetivos del proyecto Procap 3000 son:

Seguridad de pozos.

Terminaciones inteligentes.

Optimizacin del control de produccin de arena.

Pozos con altos gastos y pozos multilaterales.

Perforacin con fluidos livianos.

Perforacin, evaluacin y terminacin de pozo.

Aseguramiento de flujo.

Anlisis de sistemas de aislamiento, calentamiento y limpieza de lneas de

flujo.

Sistemas artificiales de produccin.



Sistemas de risers flexibles.

Risers y ductos submarinos.

Sistemas submarinos de produccin no convencionales.

Sistemas de risers rgidos en catenaria (SCR) (fabricacin de risers

mezclando acero y otros materiales).

Sistemas de risers alternativos.

Sistemas flotantes de produccin.

Equipamientos submarinos.

Adquisicin y procesamiento de datos geolgicos, geofsicos, geotcnicos y

oceanogrficos.

Sistemas de anclaje.

Las tecnologas mencionadas se desarrollarn para yacimientos con tirantes de

agua hasta los 2,000 metros, con la posibilidad de nuevos descubrimientos a

profundidades mayores usndose un laboratorio en escala real para aplicar

nuevas tecnologas a mediano y largo plazo.

El porcentaje producido en aguas profundas y ultraprofundas aument de 55 por

ciento en el ao 2000 a 59 por ciento en el 2001, fecha en la que inicio el

programa Procap 2000, que contena 19 proyectos para alcanzar xito en

perforacin en tirantes de agua de 2,000 metros, Petrobras en este ao registraba

una produccin de 9.67 mil millones de barriles de petrleo crudo equivalente y el

39 por ciento corresponda a produccin proveniente de campos con tirantes de

agua mayores a 1,000 metros.

Para el 2005 se tena como meta extraer 1.9 millones de barriles de petrleo por

da de los cuales el 75 por ciento se pretenda extraer de pozos localizados en

aguas profundas y ultraprofundas en la plataforma continental brasilea.

Brasil ha descubierto 4 campos importantes en aguas ultraprofundas, sin embargo

todos estos cuentan con un rea muy extensa y caractersticas diferentes, por lo

cual se llevo a cabo su planeacin dividiendo en mdulos cada campo para lograr

su desarrollo y explotacin.



En 1987 se descubri el campo Marlim, que aos ms tarde en 1997 inici su

produccin en tirantes de agua de 1,709 metros en la zona denominada Marlim

Sul, para el proyecto se instalaron dos unidades de produccin semisumergibles y

se dividi en 4 mdulos para realizar su explotacin, solo 3 de ellos se

consideraron para desarrollar y uno en etapa de estudio, a la fecha se tienen 60

pozos en produccin en el proyecto y en el 2007 presentaba una produccin

promedio de 162,709 barriles de petrleo diarios, la dificultad de este campo es

que se ha encontrado aceite pesado, por lo que se requiere un mayor trabajo en la

caracterizacin de los fluidos para determinar si pueden explotarse con o sin

ayuda de algn sistema artificial de produccin o de recuperacin mejorada, en

algunos casos se requieren mecanismos de produccin para aligerar la densidad

de los fluidos y lograr su explotacin, estos mecanismos de produccin resultan

demasiado costosos y pueden determinar la rentabilidad del proyecto.

Otro descubrimiento se realiz en 1996, este campo fue nombrado Roncador y se

encontraba en aguas ultraprofundas con un tirante de agua superior a los 1,850

metros, el campo se dividi tambin en 4 mdulos ya que cada uno de ellos

contiene aceite de diferente densidad, el campo inicio su produccin el 23 de

enero de 1999 y experiment un accidente (ver Figura 1-8) en marzo de 2001 en

el modulo 1 por lo que se detuvo las operaciones hasta diciembre del 2002. El

proyecto contiene 50 pozos de produccin y 30 pozos inyectores, su produccin

promedio en el 2008 era de 265,000 barriles de petrleo diarios.

Figura 1-8 Plataforma P-36.



El descubrimiento ms reciente es el campo Tupi realizado en noviembre del

2007, este campo asombr a la industria petrolera mundial ya que permitira que

Brasil ingresara al exclusivo club de los grandes exportadores a nivel mundial, el

hallazgo fue anunciado como un campo super gigante y se encuentra en tirantes

de agua mayores a los 2,000 metros.

El campo Tupi es actualmente el descubrimiento ms grande de Amrica, ya que

desde 1976 despus de descubrir el campo Cantarell en Mxico no se haba

registrado alguno que lo superara, Tupi se estima que contenga reservas

recuperables entre 5,000 y 8,000 millones de barriles de petrleo crudo

equivalente.

Otro pas que se menciona es Angola, que ha realizado ya exploracin en campos

con tirantes de aguas ultraprofundas a travs de las compaas que operan en ese

pas como lo son BP (British Petroleum), ExxonMobil Corporation y Statoil.

Desde el 2002 se anunci el descubrimiento de 6 campos en tirantes de aguas

ultraprofundas, sin embargo aun no se cuenta con mucha informacin sobre el

desarrollo de estos. Los campos descubiertos hasta el 2008 fueron nombrados:

Plutao, Saturno, Venus, Marte, Cordelia y Cominhos.

En campos como Plutao se ha llegado a perforar hasta en 2,020 metros de tirante

de agua, esto se reporto en el 2002 a travs de la compaa BP, los campos

Saturno, Venus y Marte se encuentran en etapas de pruebas piloto a travs de las

compaas que adquirieron la concesin para llevar a cabo su produccin.

Angola se caracteriza por explotar sus campos en conjunto debido a que algunos

campos no son costeables realizarse por s solos, as que resulta ms econmico

el desarrollar un solo proyecto para explotar cierto nmero de campos en conjunto

siempre y cuando sea posible.

Posiblemente este pas no cuente con mucha experiencia pero los

descubrimientos realizados actualmente han permitido acelerar los trabajos de

investigacin y el desarrollo de nuevos campos.



El campo ms reciente se descubri en el 2009 con un tirante de agua de 1,752

metros, la compaa BP anuncio el hallazgo del yacimiento Tebe que

posiblemente produzca alrededor de 5,000 barriles de petrleo por da e

informaron que este sera el descubrimiento nmero 19 para la compaa petrolera

en este pas.

Uno de los problemas que enfrenta perforar pozos en Angola son las estructuras

salinas, especialistas afirmaron que la formacin subterrnea era muy similar a la

que se encontr en Brasil en el Campo Tupi que se descubri en el 2007.

Actualmente se report que Angola explora recursos prospectivos en tirantes de

agua de 1,000 a 2,000 metros, donde se encuentran campos que podran

desarrollarse en un futuro.

Angola solo estara esperando a encontrar el mecanismo adecuada para atacar

las zonas subsalinas y as evitar muchos riesgos en dichas operaciones, ya que

los costos superan los 150 millones de dlares que hacen poco rentable para

llevar a cabo actividades de extraccin de hidrocarburos.

______________________________ a Una plataforma de piernas tensionadas o TLP por sus siglas en ingles es una estructura flotante sujeta por tensores verticales, conectados y cimentados al lecho marino por pilotes asegurados a ste. b Una plataforma spar est constituida por un solo cilindro vertical de dimetro muy grande que permite apoyar una cubierta superficial donde se instala el equipo de perforacin y produccin.




Figura 1-1

http://www.pemex.com/index.cfm?action=news&sectionid=8&catid=11300&content

id=17758#1

Figura 1-2 Cinco-Ley, H., Presentacin del IMP La estrategia del IMP ante el

reto de exploracin y explotacin de campos en aguas profundas, Octubre 2009.

Figura 1-3 Presentacin Pemex Exploracin y Produccin Retos en el

desarrollo y Explotacin de campos en aguas profundas de la Regin Marina

Suroeste, Octubre 2009.

Figura 1-4

http://estudiosdelaener.blogspot.com/2010/07/perforacion-en-aguas-profundas-

el.html

Figura 1-5

http://www.eoearth.org/articles/view/158852/

Figura 1-6 Presentacin La construccin naval y la industria Offshore, EUP

UDC Ferrol, Francisco de Bartolom, Abril 2010.

Figura 1-7 Artculo Thunder Horse Field, Gulf of Mxico, USA

www.offshore-technology.com

Figura 1-8 Artculo Roncador Oil Rig and Gas Field Project

www.offshore-technology.com/projects/roncador/

Tabla 1-1 Prospectos de Pemex en Aguas Profundas publicacin de

GlobalEnergy, edicin especial Congreso Mexicano del Petrleo 2010.

Tabla 1-2 Problemas del Desarrollo (Revista Latinoamericana de Economa) Vol.

39, Situacin de los campos petroleros en aguas profundas del mundo, Fabio

Barbosa Cano, Septiembre 2008.
























Tabla 1-10 Problemas del Desarrollo (Revista Latinoamericana de Economa)

Vol. 39, Situacin de los campos petroleros en aguas profundas del mundo,

Fabio Barbosa Cano, Septiembre 2008.







































Tabla 1-23 Artculo Exploracin en Aguas Profundas del Golfo de Mxico,

Publicado por Greenpeace, Hoja informativa 2010.


CAPTULO 2

INSTALACIONES DE

PRODUCCIN

SUBMARINA EN

AGUAS

PROFUNDAS



CAPTULO 2

INSTALACIONES DE PRODUCCIN SUBMARINA EN AGUAS PROFUNDAS

El proceso de produccin en aguas profundas es una de las actividades ms

difciles de llevar a cabo en la industria petrolera, producir hidrocarburos en estos

ambientes requiere instalaciones adecuadas que permitan asegurar el flujo de

hidrocarburos a travs de todos los componentes que integran las instalaciones de

produccin submarina.

Las instalaciones de produccin requieren un diseo que permita administrar

ptimamente la vida productiva del campo y explotar la mayor cantidad de

hidrocarburos que contiene un yacimiento.

Todos los factores que son estudiados para la produccin de hidrocarburos en

tirantes de aguas someras son considerados en proyectos de explotacin en

aguas profundas, incluso el diseo de las instalaciones de produccin requieren

mayor detalle para soportar las condiciones ambientales a las que sern

expuestos.

2.1 Instalaciones de produccin submarina

Una instalacin de produccin submarina se puede definir como el conjunto de

elementos que permite conducir los fluidos producidos desde el yacimiento hasta

la superficie.

Los sistemas de produccin submarina han sufrido a travs de los aos cambios

importantes que mejoran la eficiencia y permiten la produccin segura y rentable

de un campo en tirantes de agua mayores a los 500 metros.



La seleccin e instalacin del sistema de produccin submarina requiere cuidados

especiales ya que el costo que representa una intervencin o reparacin de estos

componentes puede afectar la rentabilidad del proyecto.

Todos los equipos despus de su diseo son sometidos a pruebas que confirmen

su buen funcionamiento, deben soportar la ms alta presin de operacin o de

prueba para determinar su confiabilidad en operacin, las nuevas tecnologas son

esenciales para lograr disminuir los riesgos operacionales a lo largo de la vida de

un pozo, debido a los cambios que experimentan los elementos del sistema de

produccin suelen efectuarse operaciones de acondicionamiento, las cuales

deben minimizarse. Los problemas pueden provocar daos en la formacin,

prdidas de produccin de hidrocarburos y riesgos relacionados con el medio

ambiente.

2.2 Proceso del sistema de produccin submarina7

El proceso inicia al dirigir los fluidos producidos en el yacimiento hacia el cabezal

del pozo, en la etapa de diseo puede considerarse la opcin de instalar bombas

electrocentrifugas sumergibles por si el pozo requiere de un sistema que

suministre energa adicional a los fluidos producidos (en el caso de instalarse se

realiza en la etapa de terminacin del pozo), ya que estos deben llegar al rbol de

produccin submarino, en el cual se realiza el control de la presin y administra la

inyeccin de qumicos que suelen ocuparse para tratar los fluidos del yacimiento o

para el mantenimiento de los equipos submarinos que componen el sistema a

travs de vlvulas.

Despus a travs de lneas de flujo se transporta los fluidos producidos del rbol

de produccin a un equipo nombrado manifold conocido tambin como colector o

mltiple, que recibe y distribuye tanto los fluidos producidos como los fluidos que

se inyectan para mejorar las condiciones del flujo, el manifold juega un papel

clave en el proceso para llevar los hidrocarburos a la superficie.



La produccin de cada pozo es procesada a travs de un medidor de flujo

multifsico instalado en el manifold, tambin en esta etapa del proceso si la

presin no es suficiente para seguir transportando los fluidos puede requerirse el

uso de una bomba submarina localizada a la salida del manifold que impulse los

fluidos del yacimiento a los risers.

El riser es el medio por el cual existe comunicacin entre las instalaciones

superficiales y las submarinas, a travs de ellos la produccin logra llegar a

superficie para ser almacenada.

En el sistema de produccin submarino (ver Figura 2-1) se requiere el uso de

lneas umbilicales que permiten conectar la plataforma con cada cabezal de pozo

y al manifold a travs de ramificaciones, son importantes ya que a travs de ellas

se suministra la energa elctrica e hidrulica para realizar las funciones de

control de produccin de cada pozo y proveen los productos qumicos que son

utilizados para inhibir la formacin de obstrucciones en la corriente de

produccin, estas lneas transmiten la comunicacin bidireccional e instrucciones

de control entre la plataforma, el cabezal de produccin y los dispositivo del fondo

de pozo.

Figura 2- 1 Instalacin de produccin submarina en aguas profundas.



2.3 Consideraciones para el diseo y seleccin del sistema de produccin

submarina

La seleccin del sistema de produccin submarino debe considerar ciertos

factores que son importantes para determinar s es el ms adecuado, algunos de

estos factores son:

Condiciones fsico ambientales como son la presin, temperatura, viento,

corrientes martimas, oleaje y mareas.

El tirante de agua.

La localizacin del yacimiento, sus lmites y condiciones del suelo marino.

Infraestructura con la que se cuenta.

Los costos que implica el

tesis muestra aseguramiento aguas profundas

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