UNIVERSIDAD AUTÓNOMA
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA
“JUAN MISAEL SARACHO”“JUAN MISAEL SARACHO”FACULTAD DE CIENCIAS INTEGRADAS DE VILLAMONTES
FACULTAD DE CIENCIAS INTEGRADAS DE VILLAMONTES
CARRERA DE INGENIERÍA PETROLEO Y GAS
CARRERA DE INGENIERÍA PETROLEO Y GAS NATURAL
NATURAL
IMPLEMENTACION DEL SISTEMA DE COMPRESION PARA LA PLANTA SAN ALBERTO IMPLEMENTACION DEL SISTEMA DE COMPRESION PARA LA PLANTA SAN ALBERTO
Por:
Por:
Aquiles
Aquiles Labra
Labra Fernández
Fernández
Modalidad
Modalidad de grade graduación duación (Proyecto (Proyecto de Gde Grado) rado) presentado presentado a consa consideración ideración de lade la
“UNIVERSIDAD AUTÓNOMA JUAN MISAEL SARACHO”, como requisito para optar el
“UNIVERSIDAD AUTÓNOMA JUAN MISAEL SARACHO”, como requisito para optar el
grado académico de
grado académico de Licenciatura en ILicenciatura en Ingenieríngeniería Pa Petróleo y etróleo y Gas Gas NaturalNatural..
20 de Octubre de 2014
20 de Octubre de 2014
VILLA MONTES-TARIJA
VILLA MONTES-TARIJA
BOLIVIA
BOLIVIA
1.
1. ANTECEDENTESANTECEDENTES
Las compañías productoras de gas realizan continuamente grandes esfuerzos por Las compañías productoras de gas realizan continuamente grandes esfuerzos por agregar valor a sus corporaciones y mejorar así sus resultados financieros. El agregar valor a sus corporaciones y mejorar así sus resultados financieros. El propósito es
propósito es maximizar maximizar la rla recuperación de ecuperación de gas gas y mantener y mantener su producción su producción dentro dedentro de los límites técnicos y económicos. Las metas son difíciles de lograr debido a que el los límites técnicos y económicos. Las metas son difíciles de lograr debido a que el plan de producción de los pozos y
plan de producción de los pozos y plantas de procesamineto involucra varias etapas.plantas de procesamineto involucra varias etapas. Ya que el gas natural es una de la
Ya que el gas natural es una de las alternativas energéticas ms alternativas energéticas más adecuadas y disponiblesás adecuadas y disponibles del siglo XXI, del cual la sociedad moderna depende fuertemente. Por est
del siglo XXI, del cual la sociedad moderna depende fuertemente. Por est a razón, ela razón, el racionalizar, optimizar su producción y consumo es necesario para hacer
racionalizar, optimizar su producción y consumo es necesario para hacer lo más seguro,lo más seguro, eficiente y económico.
eficiente y económico. Una de las técnicas más
Una de las técnicas más utilizadas para optimizar sistemas de producción, dada utilizadas para optimizar sistemas de producción, dada su comprobadasu comprobada efectividad y confiabilidad, es la adecuación de las facilidades de operación de la planta San efectividad y confiabilidad, es la adecuación de las facilidades de operación de la planta San Alberto
Alberto para poder operar mayor cantidad de ppara poder operar mayor cantidad de pozos a sub baja presión y así podeozos a sub baja presión y así poderr incrementar la producción de todo el campo San Alberto.
incrementar la producción de todo el campo San Alberto.
Con la aplicación de esta implementación, lo que se pretende es adecuar las facilidades Con la aplicación de esta implementación, lo que se pretende es adecuar las facilidades para
para trabajar trabajar con con un un caudal caudal de de gas gas en en sub sub baja baja presión presión (250 (250 psig) psig) de de 72 72 MMSCFD,MMSCFD, dejando en media presión (700 psig) y baja presión (500 psig) ciertos pozos. Se dejando en media presión (700 psig) y baja presión (500 psig) ciertos pozos. Se incrementaran compresores para recibir la producción de sub baja presión, y además se incrementaran compresores para recibir la producción de sub baja presión, y además se elevara la presión de ingreso al proceso de la planta, hasta 1400 psig
elevara la presión de ingreso al proceso de la planta, hasta 1400 psig Adicionalmente se instalara un enfriador para l
Adicionalmente se instalara un enfriador para la el gas de descarga a el gas de descarga de los compresores dede los compresores de sub baja presión, ya que actualmente l
sub baja presión, ya que actualmente la temperatura de ingreso a la a temperatura de ingreso a la planta es elevada enplanta es elevada en los días con temperatura ambiente alta.
los días con temperatura ambiente alta.
Por esta razón, se ve por conveniente optimizar el pozo Sal X-11, ya que no ha sido intervenido Por esta razón, se ve por conveniente optimizar el pozo Sal X-11, ya que no ha sido intervenido aún, y tiene baja productividad de sus reservorios, de esta manera se podrá obtener una aún, y tiene baja productividad de sus reservorios, de esta manera se podrá obtener una evaluación del estado actual y futuro de la producción del pozo. Con la optimización de dicho evaluación del estado actual y futuro de la producción del pozo. Con la optimización de dicho pozo se tendrá como resultado final una mayor producción, obteniendo un caudal óptimo pozo se tendrá como resultado final una mayor producción, obteniendo un caudal óptimo capaz de cubrir
capaz de cubrir rápidamente rápidamente las inversiones las inversiones en dicho pozo, en dicho pozo, además de además de alargar la vidaalargar la vida productiva del pozo.
La siguiente figura se muestra el marco de referencia donde se aplicará la metodología de optimización.
Fig. 1 Esquema donde se realizará la implementación del sistema de compresión
2. OBJETIVOS DEL PROYECTO 2.1 Objetivo General
Implementar un sistema de compresión para la Planta San Alberto, con nuevas condiciones de operación que contemplan bajar las presiones de operación de pozos que están en media y alta presión a sub baja presión. a través de
compresores.
Con estas nuevas condiciones se hace necesario incrementar la capacidad de
separación y también la capacidad de compresión en sub baja presión. La presión de 2.2 Objetivo Especifico
Analizar presiones, temperatura, caudales de entrada a la Planta San Alberto. Establecer los principios teóricos sobre el sistema de compresión.
Evaluación de la instalación superficial desde la cabeza del pozo hasta el separador.
Crear un modelo que simule el comportamiento de producción del pozo ajustando el
gasto y presión de fondo fluyendo del pozo.
Determinación del diámetro óptimo de la tubería de producción. Realizar una evaluación, económica financiera del proyecto.
Con los dos compresores se incrementara la capacidad de compresión de 20 MMscfd actuales a 72.49 MMscfd, en sub baja presión
3. JUSTIFICACION
De acuerdo a la información obtenida, a partir del análisis de productividad de cada pozo, se fijó un caudal operativo máximo del campo San Alberto de 400 MMpcd (11,3MMmcd) con una capacidad de venta o entrega máxima de 392 MMpcd.
Del cual el pozo sal-x11 ha bajado su producción considerablemente, por tanto el caudal de producción del campo baje y por consiguiente la nominación del campo baje, por esto es necesario optimizar la producción en dicho pozo y de la misma manera en los otros pozos que sea necesario.
Figura 2. Ubicación Geográfica del campo San Alberto
Fuente:Energy Press (2009)
Justificación Científica
Se justifica científicamente el estudio, con el fin de brindar a las empresas operadoras del campo San Alberto la seguridad de su inversión, que en un buen porcentaje depende de la producción del pozo sal - X11 y de la disponibilidad del volumen de reserva para realizar el sistema de “Optimización de la producción mediante Análisis Nodal” que comienza con la
del sistema y sus componentes, sarta de tuberías , análisis del reservorio, las propiedades de los fluidos y migración de finos, para dar mayor vida útil al pozo.
En los últimos años ha cambiado las condiciones de producción de gas, ahora se producen a mayores tazas de producción que obligan a afinar y buscar nuevos métodos para optimizar la producción de gas natural.
En este sentido los campos de Bolivia no son una excepción, ya que se ve una gran necesidad de aplicar este sistema, las cuales muestran un alto índice de confiabilidad.
Tal es el caso del Pozo SAL - X11 que ha bajado su producción de gas, debido a que los niveles inferiores, formación santa rosa e icla, el nivel de agua subió considerablemente, además en la formación santa rosa se tuvo problemas de producción de sólidos.
Justificación Económica
La aplicación de este sistema permitirá mejorar la producción del campo gasífero, logrando elevar o aumentar los caudales de producción de gas del campo San Alberto, SAL - X11 en el cual se aplicará el sistema de Optimización de la Producción Mediante Análisis Nodal.
Estos resultados, beneficiarán económicamente a la empresa operadora debido a la reducción de los costos de operación y al incremento de los ingresos por los nuevos caudales de producción logrados. A su vez, la aplicación de este sistema evita cerrar el pozo antes de lo pensado, alargando la vida productiva del pozo Sal X -11.
Se realiza un estudio de los costos de inversión para el pozo SAL X -11, mediante una combinación de parámetros que den una descripción de las características económicas del proyecto.
Justificación Social
La aplicación de este sistema "Análisis Nodal" en los campos gasíferos con la finalidad de optimizar la producción de gas lo cual refleja un mayor ingreso, tanto para la empresa operadora, como también tener una mayor participación para el estado por el concepto de los impuesto y regalías.
Descripción de algunos beneficios como ser:
Estabilidad laboral para los trabajadores de la empresa operadora debido a la
permanencia de la producción del pozo Sal X - 11.
También señalar que la demanda de gas seguirá acentuandose, teniendo en cuenta
que el parque automotor está creciendo, tanto en el consumo interno como en las exportaciones al (Brasil –Argentina).
Ante esta situación se necesita Optimizar nuestro sistema de producción de hidrocarburo. Alargando la vida productiva del campo “San Alberto”, lo cual da lugar a
que la empresa siga realizando inversiones importantes en el lugar de operación, y por ende su ayuda a las comunidades cercanas, con el mensaje del “Buen conductor”
como ser: construcción de carretera, escuelas, alumbrado público, Posta sanitaria, etc.
El programa de acción social en la capacitación y mejoramiento de la calidad de vida
de todo el área de influencia del Campo San Alberto.
4. MARCO TEORICO
Normas Generales
AGA American Gas Association
IEC International Electrotechnical Commission NEC (National Electric Code)
NEMA (National Electric Manufacturers Association) IEEE (Institute of Electrician and Electronics Engineers) ANSI (American National Standard Institute)
NACE (National Association of Corrosion Engineers) API (American Petroleum Institute)
ASME (American Society of Mechanical Engineers) ASTM (American Society for Testing and Materials) AWS (American Welding Society)
ISA (Instruments Society of America)
RNTS Reglamento de Normas técnicas y de Seguridad
Bolivianas para la exploración y explotación de Hidrocarburos, Decreto Supremo 28397)
Se deberá considerar como mínimo el siguiente listado de normas especificas para el Diseño de las facilidades.
Construcción de Ductos
ASME B31.3 Process Piping
ASME B31.4 Liquid Petroleum Transportation System
ASME B31.8 Gas Transmission & Dist piping
API STD 1104 Standard for Welding Pipeline & Related Facilities
ASME IX Standard for Welding
Tubería Válvulas y otros Accesorios:
ANSI A 13.1 Scheme for the Identification of Piping System.
ANSI B 1.1 Unified Inch Screw Threads (UN and UNR Thread Form).
ANSI B 2.1 Pipe Treads.
ANSI B 16.5 Steel Pipe Flanges and Flanged and Fittings
ANSI B 16.11 Forged Steel Fittings, Socket Welding and Threaded
ANSI B 16.21 Non-metallic Flat Gaskets for Pipe Flanges.
ANSI B 18.2.1 Square and Hex Nuts.
API Spec. 6D For Pipeline Valves
API Std. 601 Metallic Gaskets
API Std. 602 Compact Carbon Steel Gate Valves and Fittings (1/4” to 2”) API Std. 5L. Pipe Line
MSS SP-6 Standard Finishes for Contact Faces of Pipe Flanges and Connecting End Flanges of Valves and Fittings
MSS SP-25 Standard Marking System for Valves, Fittings, Flanges and unions
MSS SP-45 By-pass & Drain-Connection Standard
MSS SP-61 Pressure Testing of Steel Valves
MSS AP-72 Ball Valves with Flanged or Butt-welding Ends for General Services
MSS SP-75 Specification for High Test Wrought Welding Fittings
MSS SP-82 Valve Pressure Testing Methods
MSS SP-83 Carbon Steel Pipe Union Socked Welding and Threaded
MSS SP-84 Steel Valves Socket Welding and Threaded Ends
Pintura
SSPC Steel Structures Painting Council Systems & Specifications
S.L.S. 05.59.00 Pictorial Surface Preparation: Standard for Painting Steel Surfaces
ANSI Z-53.1 Safety Colour Code for Marking Physical Hazards
Actividades y Trabajos Civiles
ACI American Concrete Institute
AASHTO American Association of State Highway and Transportation Officials
Puesta a Tierra
IEEE 81:1993 Guide for Measuring Earth Resistivity, Ground Impedance, and Earth Surface Potentials of a Ground System Part 1: Normal Measurements.
Instrumentos
ANSI/API RP 551 Process Measurement Instrumentation.
5. PROCEDIMIENTO 6. CRONOGRAMA 7. COSTOS
7.1 Introducción
Todo estudio económico tiene por finalidad certificar que el proyecto propuesto es capaz de operar en condiciones tales que obtengan una utilidad o ganancia.
Para este propósito habrá que tomar en cuenta los gastos directos. Si se pretende realizar un análisis más completo, deberán también incluirse los gastos indirectos.
Como todo proyecto supone la inversión de capital, es imprescindible la determinación de la inversión necesaria que requiere el proyecto. De aquí que, el análisis del costo de un proceso industrial debe tomar en cuenta los costos debido a la inversión de capital, los costos de producción y los gastos generales, incluyendo los impuestos a las ganancias.
La estimación de los costos constituye uno de los aspectos centrales del trabajo, tanto por la importancia de ellos, en la determinación de la rentabilidad del proyecto.
Establecida la viabilidad técnica del proyecto, es imprescindible determinar una previsión económica del mismo, ya que se justificarán la ejecución de dicho proyecto y la
correspondiente inversión a realizarse, obteniendo posteriormente los beneficios económicos correspondientes.
El alcance de nuestro estudio económico y financiero comprende:
Cálculo de costos de capital
Una estimación del costo de inversión para la ejecución de mencionado proyecto
Evaluación de parámetros económicos o Análisis de rentabilidad
- Tasa Interna de Retorno (TIR)
- Valor Actual Neto (VAN)
Análisis de Sensibilidad
7.2 Costo del capital
El costo del capital corresponde a aquella tasa que se utiliza para determinar el valor actual de los flujos futuros que genera un proyecto y representa la rentabilidad que se debe exigir a la inversión por renunciar a un uso alternativo de los recursos en proyectos de riesgos similares.
7.3 Inversión Total
La Inversión necesaria, es correspondiente a la optimización de la producción del pozo en función de las reservas disponibles y susceptibles de recuperación, el capital de operación y los imprevistos.
La inversión total comprende: Inversión Fija
Inversión de operación
7.3.1. Inversión Fija
Concepto Descripción Monto($us)
Adecuación de instalaciones en Superficie
Obras Civiles 368717
Supervisión 202650
Manipuleo y Transporte 5265 Sistema de Seguridad y
medio ambiente 32980
Adecuación del Pozo
Obras Civiles 95750 Equipo de Perforación 3454244 Servicios 6710901 Materiales y Consumibles 1241273 Supervisión 621121 Manipuleo y Transporte 100551 Sistema de Seguridad y medio ambiente 100517
Terminación del Pozo
Obras Civiles 3340 Linner de Producción de 7" 27490 Linner de Producción de 5" 24926 Packers 26087 Arbolito de 10000 Psi 30600 Consumibles 908654 Preliminares 90000 Servicios 1337580 Supervisión 123899 Manipuleo y Transporte 100000 Sistema de Seguridad y medio ambiente 15230 TOTAL 15621775
La Inversión fija es la correspondiente a la optimización de la producción del pozo sal-x11, para la recuperación proyectada. En este caso, para la empresa operadora, la inversión significa inmovilizar capital, responsabilizándose por su manejo, en espera de obtener una rentabilidad en el futuro.
La inversión fija está constituida por el capital necesario para la adquisición de los componentes para instalar la completación en el pozo.
En el siguiente cuadro se presentara en forma sintética, la inversión fija a realizarse, en función de los diferentes ítems:
Cuadro VII-1Inversión Fija
7.3.2. Inversión de operación
El capital de operación está determinado en función de las reservas disponibles del pozo sal-x11, el porcentaje estimado de recuperación, como también el costo por barril de petróleo y el costo por mil pie cúbico de gas.
Base de Cálculo:
Costo de Producción del Gas: 0,3 $us/Mpc Costo de Producción del petróleo: 6 $us/Bbl
Calculo:
Volumen a Producir / recuperar Gas: 64 MM ft3/d
Volumen a Producir / recuperar Petróleo: 1442,56 Bbl/d Volumen Anual a Producir / recuperar Gas: 23360 MM ft3 Volumen Anual a Producir / recuperar Petróleo: 526534 Bbl Costos de Producción Total del Gas: 7008000 $us
Costo de Producción Total del Petróleo: 3159206 $us
VIDA ÚTIL DEL POZO EN RELACIÓN A LAS RESERVAS DISPONIBLES Y EL RENDIMIENTO ASUMIDO = 10 años
7.4. Presupuesto de Ingresos
El presupuesto de los ingresos se determina en función del volumen recuperado por año y el precio unitario del gas ($us/Mpc) y el petróleo ($us/Bbl) cotizado a la fecha del análisis a nivel nacional, dándonos el siguiente resultado:
( )
Supuestos:
o La Producción anual es constante o El Precio Nacional es constante
Año Vol. De Gas (MMPC) Precio del gas ($us/MMPC) INGRESO ($us) 1 23360 9,9 231264 2 23360 9,9 231264 3 23360 9,9 231264 4 23360 9,9 231264 5 23360 9,9 231264 6 23360 9,9 231264 7 23360 9,9 231264 8 23360 9,9 231264 9 23360 9,9 231264 10 23360 9,9 231264 Total ∑ = 2312640
Cuadro VII-2Ingreso por concepto de Gas
Año Vol. De Petróleo (BPD) Precio del PETROLEO ($us/BBL) Ingresos en $us 1 526534,4 27,11 14274347,6 2 526534,4 27,11 14274347,6 3 526534,4 27,11 14274347,6 4 526534,4 27,11 14274347,6 5 526534,4 27,11 14274347,6 6 526534,4 27,11 14274347,6 7 526534,4 27,11 14274347,6
8 526534,4 27,11 14274347,6 9 526534,4 27,11 14274347,6 10 526534,4 27,11 14274347,6
Total ∑= 142743476
Cuadro VII-3Ingreso por concepto de Petróleo
En diciembre de 2009, YPFB y Petrobras firmaron el Adendum 4 al contrato GSA de
exportación de gas que rige desde 1999, cuando se inició la exportación del energético a ese país. En virtud a dicho adendum, Petrobras se obligó a pagar entre 100 y 180 millones de dólares anuales por el valor excedentario de energía que contiene el gas boliviano y que hasta 2007, lo recibía gratuitamente
El precio total pagado por Petrobras es la suma de los pagos que hace por el energético en punto de fiscalización más el pago anual acordado en el Adendum 4, dado que corresponde al valor energético total vendido.
Ingresos Totales = 2312640 + 142743476 + 5*106 $us.
Ingresos Totales= 150056116 $us.
7.5. Utilidades
Las utilidades brutas, serán el resultado de la diferencia entre los ingresos totales y los costos totales, proyectadas durante la vida del proyecto.
7.6 Criterios de Evaluación Económica
7.6.1 Valor Actual Neto (VAN)
Es el valor actual del proyecto en función del flujo neto de caja proyectado para los 10 años de vida del proyecto y descontándose la inversión inicial.
∑
()
Donde:
r = tasa de descuento t = tiempoEl Flujo Neto Efectivo es igual:
Donde:
Con el VAN se podrá determinar si el proyecto es conveniente realizar.
Por tanto el VAN tiene que ser mayor a Cero para poder realizar el proyecto, en caso de ser menor de cero no se puede invertir en ese proyecto porque no existiría ganancias y será un fracaso.
Con esto se determina un análisis de costo vs. Beneficio para la justificación del proyecto con la finalidad de expandir este sistema de“optimización de la producción mediante el análisis nodal”para el campo gasífero Sal X-11.
Para el cálculo del VAN se toma en cuenta los siguientes criterios:
Tasa de descuento Inversión Inicial
Total inversión fija en $us (capital) = 15621775 Tasa de interés (%)= 0,12 Años de amortización = 10,00
VAN= 794493904 $us
7.6.2. Relación Beneficio / Costo
Es el resultado de dividir los ingresos totales actualizados entre los costos totales actualizados.
B/C = 16
7.7 Análisis de Sensibilidad
–Escenarios Posibles de Ocurrencia
Todo proyecto es un presupuesto ideal que se suele dar en un escenario conservador. Sin embargo, por el monto de la inversión considerada y, por los diferentes supuestos asumidos, se hace necesario practicar un análisis de sensibilidad, generando los siguientes resultados:
Variable de sensibilización elegida: Ingresos
7.7.1 Escenario Pesimista y/o Disminuido
Ingresos reducidos en un 10%
B/C = 14,4
7.7.2 Escenario Optimista y/o Aumentado
Ingresos incrementados en un 10%
B/C = 17,6
La evaluación practicada, demuestra en forma suficiente, los beneficios que lograra el proyecto, ya que por cada unidad monetaria invertida, se obtendrán 16 unidades monetarias. Es decir, que por cada dólar americano invertido se obtendrán 16 dólares americanos de beneficio.
Por tanto practicado el análisis de sensibilidad, se demuestra que el proyecto es altamente viable bajo la perspectiva económica, por lo que se recomienda su ejecución.
8. BIBLIOGRAFIA
El Contratista deberá contar con todos los procedimientos referidos a la construcción que deberán seguirse durante la obra. Como mínimo debe considerar los siguientes:
Excavaciones
Hormigón Armado para soportes de tuberías.
Instalación de líneas y válvulas.
Soldadura
Pintado
Aislamiento mecánico de Líneas
Ensayos No Destructivos
Limpieza de líneas de Succión y Descarga
Revestimiento de líneas enterradas
Revestimientos de concreto para cruce de calles y caminos
Pruebas Hidráulicas
Seguridad y Medio Ambiente
B31.3 (Process Piping, ASME Code for Pressure Piping); así también se hará referencia a las siguientes normas de acuerdo al área que corresponda:
