EN LA INVESTIGACION:

Medio Ambiente

Rediseño de los procesos de producción de petróleo en la Región Marina Suroeste de Pemex

Belzahet Treviño Arjona
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El Centro de Calidad Ambiental en conjunto con el Departamento de Ingeniería Química fueron elegidos por Pemex Exploración y Producción dentro de varias compañías nacionales e internacionales para llevar a cabo el estudio titulado “Rediseño de los Procesos de Producción de Petróleo” en la Región Marina Suroeste. Dicho estudio fue llevado a cabo de julio a diciembre de 1999, con la participación de 20 personas en total, entre profesores, profesionistas de apoyo, asistentes de investigación, alumnos de posgrado y de licenciatura. El proyecto se realizó en la zonada de Campeche (Golfo de México); se tuvo como base la población de Paraíso, Tabasco.


Pemex está constituido por cuatro empresas subsidiarias de acuerdo con el tipo de actividad que realizan para la explotación de los hidrocarburos. Dicha subdivisión tiene por objetivo optimizar el uso del recurso natural maximizando el beneficio económico. Las cuatro empresas mencionadas cubren el total de las actividades involucradas en la explotación del petróleo, desde la exploración hasta la producción de productos químicos derivados del mismo. Estas empresas están constituidas por: Pemex Exploración y Producción, Pemex Refinación, Pemex Gas y Petroquímica Básica y Pemex Petroquímica.


La producción de hidrocarburos en México se encuentra dividida en cuatro diferentes zonas de acuerdo con la organización de Pemex: Región Sur, Región Norte, Región Marina Noroeste y Región Marina Suroeste. En general, las dos regiones marinas producen el 80 % del petróleo en el país lo cual convirte al Golfo de México en la zona más importante en explotación de petróleo. La región Marina Suroeste está constituida por los activos Abkatun, Pol-Chuc, Litoral y la Terminal Marítima Dos Bocas; los activos Abkatun y Pol-Chuc cuentan con los complejos marinos Abkatun-A, Abkatun-D y Pol-A. Estos complejos presentan una producción diaria de hidrocarburos aproximada de 700,000 barriles de aceite ligero y 900 millones de pies3 de gas natural.


Dentro de la planeación estratégica de Pemex Exploración y Producción (PEP) en su Región Marina Suroeste (RMSO), y acorde con la misión fijada para esta entidad, se han definido una serie de proyectos regionales de mejora que contribuirán a la maximización del valor económico a largo plazo de PEP, mediante la explotación racional de los recursos naturales y la operación eficiente de los procesos productivos.


Uno de los proyectos regionales de mejora está conformado por el “Rediseño de los Procesos de Explotación de Petróleo”. Este proyecto presentó una primer etapa de planeación apoyada por el Dr. Fernando Mata del Tec de Monterrey, Campus Monterrey, la cual consistió en identificar, evaluar y jerarquizar todos los procesos relacionados con la producción de petróleo costa fuera, su transporte y su terminal de estabilización y acopio.


La etapa de planeación generó como resultado la definición de los procesos con mayor impacto en la RMSO. Durante la segunda etapa los profesores del Departamento de Ingeniería Química y personal del Centro de Calidad Ambiental se dieron a la tarea de rediseñar dichos procesos de explotación mediante una metodología propia del Tec, generada con base en las experiencias de diversos proyectos en el área de reingeniería de procesos.


El proyecto de “Rediseño de los Procesos de Explotación de la RMSO” tuvo como finalidad el análisis integral de los siguientes procesos: endulzamiento de gas amargo, compresión de gas amargo, separación aceite/gas, bombeo de aceite, drenajes atmosféricos y presurizados, servicio de red de aire de instrumentos, servicio de red de agua contra incendio, estabilización de aceite, deshidratación de aceite en tierra y en mar, deshidratación de gas y tratamiento de efluentes. Estos procesos fueron evaluados de acuerdo con los criterios de seguridad, capacidad, confiabilidad, calidad, flexibilidad, impacto ambiental y eficiencia; todos estos fueron criterios definidos y ponderados previamente por PEP.

La metodología utilizada durante el rediseño de procesos consistió de cinco fases descritas a continuación:

FASE I. Detección y jerarquización de áreas de oportunidad dentro de los procesos

El objetivo de esta primera fase fue definir las áreas de oportunidad dentro de los procesos seleccionados que tuvieran un mayor impacto a partir de los criterios de desempeño definidos por la empresa. Con base en esta información, PEP podrá dirigir sus recursos hacia los procesos con mayor potencial de beneficio e incrementar su efectividad en la aplicación de los mismos. Las principales actividades incluidas en esta fase de la metodología fueron el acopio de información y datos de planta, el procesamiento de esta información a través de análisis estadísticos, simulación de procesos, etcétera, y, finalmente, la elaboración del diagnóstico por proceso para generar y jerarquizar las áreas de oportunidad.

FASE II. Identificación de los mecanismos de origen de las áreas de oportunidad


Esta fase se dirigió a encontrar la condición inicial u origen que genera el área de oportunidad. Esto permite reducir la complejidad de las modificaciones en el rediseño de los procesos y, por lo tanto, minimizar tiempos e inversiones de implantación. Las principales actividades incluidas en esta fase fueron el acopio de información de planta, el análisis y procesamiento de esta información para dar seguimiento al proceso y definir el mecanismo de origen (causa - efecto) para cada área de oportunidad.


FASE III. Determinación de alternativas de rediseño a los procesos


Se definieron opciones de rediseño para cada uno de los orígenes identificados, con base en información a nivel internacional en tecnologías de la industria de producción de petróleo. La búsqueda y adecuación de tecnologías como herramienta para el rediseño de procesos permite reducir los tiempos y costos del rediseño de los procesos al discriminar tecnologías disponibles, definir desarrollos tecnológicos necesarios y dar un marco de referencia a la optimización de los procesos existentes en la empresa. Las actividades relevantes dentro de esta fase fueron la revisión bibliográfica exhaustiva dentro del marco definido por las áreas de oportunidad, la generación de alternativas de rediseño y la evaluación operativa de alternativas que pudieran ser implantadas a corto plazo.


FASE IV. Evaluación técnico-económica de las propuestas de rediseño


La finalidad en esta fase fue el identificar las propuestas de ajuste a los procesos con mayor impacto sobre los criterios de desempeño, para los orígenes y mecanismos de propagación identificados. Dentro de esta fase se realizó una evaluación técnico-económica de las diferentes opciones de rediseño generadas en fases anteriores, lo cual permitió identificar las opciones con mayor beneficio para la empresa. Las principales actividades incluidas en esta fase fueron la evaluación técnica de las propuestas, su evaluación económica y una evaluación operativa donde se estudiaron las implicaciones en campo de la posible implantación de las alternativas propuestas.


FASE V. Documentación del proyecto


Durante esta última fase se generaron los documentos y bases de datos necesarios para facilitar la continuidad del proyecto y su implantación.
El estudio de reingeniería sobre la RMSO arrojó 38 áreas de oportunidad con 106 orígenes de los cuales se generaron 158 alternativas de modificación técnica, operativa y económicamente viables. Algunas de las alternativas más representativas se describen a continuación:


a) Reducción en la quema de gas natural mediante la integración del gas de primera etapa entre los complejos Abk-A, Abk-D y Pol-A mediante un anillo de distribución.


b) Reducción en la quema de gas natural mediante la modificación en la entrada de aceite proveniente del separador remoto en el complejo Pol-A e incremento en el sistema de enfriamiento interetapas en compresión.


c) Incremento en la capacidad de endulzamiento de gas amargo mediante sustitución del líquido absorbedor y reubicación del sistema de filtración.


d) Reducción en la descarga de aceites y grasas mediante sustitución del agente desemulsificador en la terminal y la instalación de sistemas de separación de alto volumen en plataforma.


e) Reducción en la quema de gas amargo por la estación de recompresión Atasta e incremento en la calidad del aceite mandado a la Terminal Marítima Dos Bocas mediante el redireccionamiento de los condensados hacia el aceite.


f) Incremento en la confiabilidad del sistema contra incendio mediante la adición de sistemas automatizados de presionamiento de redes.


g) Mejoramiento en la calidad de aire para instrumentos mediante la instalación de condensadores refrigerados.


El grupo de trabajo del Campus Monterrey presentó las propuestas del estudio ante el Ing. Héctor Leyva Torres, subdirector de la RMSO de Pemex en enero de este año. Actualmente, la compañía se encuentra implantando las recomendaciones y alternativas resultantes del estudio de rediseño. Además, del proyecto para la RMSO se han generado cinco tesis de alumnos de las maestrías en Ingeniería Ambiental e Ingeniería Química.

    


Belzahet Treviño Arjona obtuvo el Doctorado en Ingeniería Química de la Universidad de Rhode Island, Estados Unidos, en 1993. Es director del Centro de Tecnología Limpia del Centro de Calidad Ambiental y profesor del Departamento de Ingeniería Química del Campus Monterrey.