1. Arquitecturas Submarinas y sus principales Equipos y Ductos para
la Explotación de Hidrocarburos en Aguas Profundas y
Ultraprofundas
M. I. & D.C.S. Jorge Omar Carvajal Reyes
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2. Contenido
Antecedentes
Las Aguas Profundas en México
Características de los Suelos
Tipos de Cimentaciones
Arquitecturas Submarinas
Proyecto General y Presupuesto
Conclusiones
2

3. El término "Aguas Profundas" se refiere a la Exploración y Explotación de
yacimientos de hidrocarburos en regiones ubicadas en tirantes de agua mayores a
500 metros" (distancia entre la superficie del nivel del mar y el lecho marino). Los
equipos de buceo están diseñados para soportar tirantes de agua no mayores a 500
m, por lo que todas las operaciones que se realizan se efectúan con ROV’s.
(Vehículos de Operación Remota).
.

4. Campos Petroleros en Aguas Profundas
4

5. Pozos Perforados por PEMEX en aguas
profundas
5

6. Las aguas profundas en el Golfo de
México, cubren una gran extensión
cercana a 575 mil Kilómetros
cuadrados en las que se estima
existen
numerosos
recursos
potenciales
prospectivos
de
hidrocarburos
aproximadamente
29,000 MMBPCE .
De acuerdo a los estudios batimétricos, el mayor
tirante de agua en el Golfo de México esta alrededor
de 4,500 m de profundidad.

8. Las estimaciones reportadas por la SENER posicionan a México con reservas 3P
por alrededor de los 44,500 MMBPCE, sin embargo hay recursos prospectivos de
hasta 50,000 MMBPCE de los cuales corresponden 29,000 MMBPCE a aguas
profundas (58%). Las expectativas de producción de hidrocarburos provenientes
de aguas profundas son esperadas en el año 2017. La producción máxima
esperada es de 800,000 BPD @ año 2025.
Distribución de los recursos prospectivos de
México (MMBPCE)
Fuente: SENER
Producción de crudo por proyecto de aguas
profundas, 2017-2025 (MBPD)
Fuente: SENER

9. Factores a Considerar en Arquitecturas
Submarinas
Es importante conocer la profundidad y las condiciones
climáticas de la zona.
La selección del sitio o ruta, en el caso de equipos y
tuberías, repercute en mejores diseños.
Se debe garantizar el correcto posicionamiento y la
estabilidad del sistema flotante mediante la selección
de la cimentación.
La cimentación representa el punto crítico del sistema,
debido a que su falla puede conducir a la falla completa
del sistema flotante.
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10. Características de los Suelos Submarinos
Georiesgos:
• Fallas
• Deslizamientos
• Agua somera
• Gas e hidratos
• Topografía escarpada y
rocosa
• Corrientes intensas y
erosión del fondo marino
• Acumulaciones salinas y
deformaciones del fondo
marino
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11. Rutas para Tendido de Flowlines

12. Localización de instalaciones respecto
al Suelo
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13. Tipos de Cimentaciones
Cajones de Succión
Pilotes Torpedo
Anclas
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14. Área de Influencia de las Cimentaciones
Para un tirante de 1000m
Área jacket = 40 x 80 m
Sondeos geotécnicos = 1
El diámetro de influencia
de un Sistema flotante
varía de 3000 a 5000 m
de radio.
Sondeos geotécnicos = 4
Huella de un jacket
Huella de un sistema flotante
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15. Arquitectura Submarina
Objetivo:
•Conocer el arreglo típico de una arquitectura submarina,
así como los componentes que la integran.
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16. Arquitectura Submarina
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17. Centros de Producción
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18. Manifold´s Submarinos
18

19. ¿Cuál es la función de un Manifold?
19

20. Prueba SIT de Manifold a su pilote
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21. Árboles Submarinos
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22. ¿Cuál es la función de un Árbol
submarino?
22

23. Fabricación de un Árbol Submarino
23

24. FLET´s Submarinos
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25. ¿Cuál es la función de un FLET
submarino?
25

26. Construcción de un PLET submarino
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27. Jumper´s en Árboles
27

28. Jumper´s en Árboles
28

29. Jumper´s en Árboles
29

30. Jumper´s en FLET´s
30

31. Jumper´s en FLET´s
31

32. Jumper´s en FLET´s
32

33. ¿Cuál es la función de un Jumper
submarino?
33

34. Jumper en construcción. Berwick EE.UU.
34

35. SUTA´s Submarinos
35

36. UMBILICAL conectado a SUTA en
pruebas SIT
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37. SDU´s Submarinos
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38. ¿Cuál es la función de un SDU submarino?
38

39. ¿Cuál es la función de un UMBILICAL
submarino?
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40. Umbilical
Típico Umbilical con tubos de acero
40

41. Umbilical
Típico Umbilical con tubos de acero
41

42. Umbilical
Interconecciones de Umbilicales con Top Sides

43. Umbilical
Interconección del Umbilical en superficie
43

44. Umbilical
Interconección del Umbilical
44

45. Umbilical
Embalaje del Umbilical
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46. Recursos Requeridos en Construcción
Rig
Rig Type DP
Generation
Rated Water Depth
Support
Multi-Service
Semi Sub
5
2500 mt
ROV
Vessel DP
Crane
Deck Load
Deck Space
Support
2
220 tn
4000 mt
1647 m2
ROV
Semi DP
Crane
Deck Load
Deck Space
Support
Pipelay
3
360 tn
4400 mt
3284 m2
ROV
Vessel DP
Crane
Pipe Storage
Pipe Sizes
Support
2
300 tn
22,000 tn
2 to 60 Inc.
ROV
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47. Equipos pesados (80 a 150 ton)
Logística de equipos compleja
Corrientes marinas
Interacción del suelo marino
Ruta del ducto
Infraestructura existente
Plataformas
Árbol submarino
Manifolds
Flow Lines

48. Estrategia de Instalación
Anclaje
Manifold
PLET
Líneas
Umbilicals
Jumpers
1. Objetivo
•
Risers
Flying
Commisioning
Leads
La estrategia de instalación está
orientada a minimizar las interferencias
entre las diversas operaciones.
To onshore
2. Consideraciones
•
Los árboles submarinos son instalados
por un Rig de perforación.
•
La infraestructura submarina deberá
estar cerca del campo.
•
La secuencia de instalación es la
siguiente:
From Drill Center
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49. Arquitectura Submarina
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50. Arquitectura Submarina en Africa
• ExxonMobil Erha
Client / Project :
•
•
•
•
•
ExxonMobil Erha & Erha North
Block 209 Nigeria
Water depth 1200m
31 Well FFD
8-drill centre subsea system
tied back to FPSO
Scope of Supply
• Project management/engineering
DC- W
• 31 SpoolTrees systems
• 19 Oil production
• 4 Gas disposal
• 8 Water injection
• 8 Manifolds, produced in Nigeria
• Production and injection jumpers, produced in Nigeria
• Production control system, umbilicals
• System integration testing
DC- W
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51. Arquitectura Submarina en Africa
• Total Akpo
Client / Project :
•
•
•
•
Total, Nigeria
Subsea system tied back to FPSO
Water Depth 1400 - 1600m
44 Well consisting of
•
•
•
Production 22 (via manifolds)
Water injection 20 (via line)
Gas injection 2 (via line)
• Local content
•
•
•
•
•
Manifolds
Connection systems
Installation
Through life support
Nigerian engineering
• Current status – manufacture
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52. Proyecto Gasero Lakach
El objetivo es obtener la primera producción en marzo 2015, se planea
alcanzar una producción máxima de 400 MMpcd en 2016, con una
recuperación total de 866 MMMpc en el año 2025.

53. Arquitectura Submarina de Lakach.
Flet / Inline Sled
SDU / SUTA
Static Umbilical Onshore
EFL – Electric Flying Lead
HFL – Hydraulic Flying Lead
Jumper
Flowline
XT Tree

54. Definiciones de Tipos de Presupuestos
DRILLEX – Drilling Expenditures (Costos de Perforación).
Incluye los costos de pozos exploratorios, delimitadores y pozos
productores durante toda la vida del yacimiento.
CAPEX – Capital Project Expenditures (Inversión Total del Proyecto).
Conceptualizar todos los costos de ingenieria, fabricación de
equipos submarinos, plataformas, ductos, barcos FPSO,
instalación y arranque. Hasta antes de la aprobación del proyecto.
Se consideran costos mínimos de mantenimiento.
OPEX – Operating Expenditures. (Costos de Operación).
Costos de operación del campo desde su primer aceite o gas hasta el
cierre de pozos por baja producción.
ABEX – Abandonment Expenditures. (Costos de Abandono).
Costos para el abandono del campo en forma segura a fin de evitar
daños al medio ambiente marino.
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55. Plataforma tipo TLP
“MATTERHORN”
55

56. Conclusiones
1.- Es necesario complementar y reforzar a Petróleos Mexicanos
en sus actividades productivas de refinación, de petroquímica
básica, de petroquímica, de transporte y aprovechamiento del gas
natural y sus derivados, con el fin de que la creciente disponibilidad
de más hidrocarburos provenientes de sus AGUAS PROFUNDAS,
pueda entonces transformarse en un mayor volumen de productos
derivados, eliminando así las actuales importaciones de gasolinas,
diesel, petrolíferos.
Generar el abastecimiento suficiente de derivados para cumplir con
creces con la demanda nacional y dando más aún para ser un país
exportador de derivados del petróleo y gas natural, provenientes
ahora de sus campos en AGUAS PROFUNDAS.
El dejar de ser solo exportadores de petróleo crudo, nos dará más
montos crecientes de inversión, más empleos y energéticos a
mucho más bajo precio.
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57. Conclusiones
2.- Debemos de compartir este conocimiento sobre AGUAS
PROFUNDAS a todos nuestros estudiantes universitarios en todas
las universidades de México, a fin de que se den cuenta de las
posibilidades que tendrán, una vez titulados, para trabajar en
Petróleos Mexicanos o en alguna de las empresas que están por
venir a nuestro país a apoyarnos, para que en conjunto, poder
aprovechar su experiencia y buenas prácticas.
Pero para adquirir el conocimiento de la exploración y explotación
de hidrocarburos en AGUAS PROFUNDAS, Pemex necesita
profesionistas bilingües (es decir dominar en forma competitiva el
idioma inglés).
De no realizarse esto, veremos como los principales puestos en
empresas petroleras los ocuparán profesionistas bilingües de otros
países.
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58. Conclusiones
.-
3.- Estos futuros profesionistas mexicanos
bilingües, al participar y trabajar en la ejecución de
proyectos reales de AGUAS PROFUNDAS,
durante sus diferentes fases de desarrollo, se les
facilitará así la transferencia de experiencia
tecnológica, esto mediante la información
documental recibida de las compañías extranjeras
especialistas en esta tecnología, complementada
con las estancias en patios de fabricación, plantas
de manufactura de equipos para aguas profundas,
laboratorios de pruebas
y embarcaciones y
plataformas para la construcción y operación de
los campos productores submarinos profundos .
58

59. Conclusiones
4. En los campos de producción por desarrollarse en
nuestras aguas profundas en el Golfo de México, y
sobre todo en campos que estén muy lejos de nuestras
costas, recomiendo que se utilicen los barcos tipo
FPSO desconectables para el control del campo
productor. A fin de que los continuos huracanes que
vengan no sean una gran amenaza que pudiera
acabar con plataformas fijas, risers y umbilicales.
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60. Conclusiones
.-
60

61. Conclusiones
.-
5.- La buena práctica observada de los SIT (System
Intregrated Testing), debe ser aplicada al 100% en
todos nuestros proyectos de desarrollo de campos en
AGUAS PROFUNDAS. Incluir en el programa general
de construcción los periodos de pruebas de
conexiones de todo tipo, su hermeticidad, su buen
funcionamiento, a fin de que si hubiera alguna
inconsistencia ésta sea detectada a tiempo en tierra y
se corrija, a fin de que se eviten altos costos de
embarcaciones de construcción en espera o en la
ejecución de operaciones fuera de programa, al
detectarse dichas fallas en plena operación marina.

62. Conclusiones
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