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INVESTIGACION GASODUCTO BALLENA-CARTEGENA
JORGE ALEJANDRO SARMIENTO GALINDO2121502
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTENDERINGENIERIAS FISICO QUIMICASINGENIERIA DE PETROLEOSBUCARAMANGA, SANTANDER, COLOMBIA2014
1. INTRODUCCION2. INFORMACION DEL GASODUCTO MAPA DEL GASODUCTO ESTACIONES COMPOSICION DEL GAS DATOS DE LA TUBERIAGRAFICAS DE TEMPERATURA DATOS DE CAUDAL EN NODOS DE SALIDA3. DESCRIPCION DEL PROBLEMA 4. SIMULACION PIPESIM5. ANEXOS6. CONCLUSIONES
INTRODUCCION:
La simulacin de yacimientos y su transporte es importante en la formacin de un estudiante de petrleos, ya que con ella el estudiante podr analizar el comportamiento de un hidrocarburo durante su transporte reconociendo las posibles causas de fallas en el mismo, ya sea multifsico o monofsico, el presente proyecto estudiara el transporte de un hidrocarburo en una sola fase (gas), este ser el gasoducto Ballena-Cartagena, se estudiara el comportamiento del gas durante el transporte desde la estacin Ballena, en la Guajira, hasta la estacin Mamonal en Bolvar, para la presente experiencia el gasoducto ser simulado en Pipesim, el cual proporcionara datos de presiones a determinadas distancias utilizando correlaciones de flujo seleccionadas por el estudiante y graficas que permitirn interpretar los datos obtenidos de una manera ms exacta.
INFORMACION DE GASODUCTO:El gasoducto a troncal Ballena - Cartagena -Jobo est conformado por dos subsistemas: el que ser estudiado en el presente proyecto Ballena -Cartagena y Cartagena -Jobo. El gasoducto Ballena- Cartagena cuenta con una longitud total de 673,3 Km. de tubera, la cual transporta gas natural proveniente de los campos del departamento de La Guajira denominados Chuchupa y Ballena. El gas se recibe en la Estacin Ballena (La Guajira) y se transporta hasta las ciudades de Santa Marta, Barranquilla y Cartagena, atendiendo, adems, a lo largo de su recorrido, a varias poblaciones, plantas termoelctricas de la Costa Atlntica, distribuidoras de gas natural y otros clientes industriales.MAPA DEL GASODUCTO:http://www.promigas.com/wps/wcm/connect/web_content/NeoPromigas/BEO/Manual+del+transportador/Procedimientos+operacionales/Mapa+del+sistema+de+transporte/ESTACIONES:Este sitema de transporte esta administrado por Promigas y cuenta con diferentes estaciones compresoras y de recibo y envo.ESTACION BALLENA:
Es una estacin en la que Promigas recibe el gas de la asociacin Chevron Texaco - Ecopetrol proveniente de los campos Ballena y Chuchupa. El gas proveniente del campoChuchupa es transportado por Chevron Texaco desde las plataformas Chuchupa A y Chuchupa B a travs de dos lneas submarinas con longitudes aproximadas de 14 km cada una, hasta las instalaciones de Chevron Texaco, y posteriormente hacia la Estacin Ballena.El gas proveniente del campo Ballena llega a las instalaciones de Chevron Texaco, a travs de un sistema de tuberas que provienen de varios pozos ubicados en tierra firme y luego hacia la Estacin Ballena.sta se divide en los siguientes sistemas: Sistema de tratamiento de gas: su propsito es asegurar que la calidad del gas natural recibido de los Remitentes cumpla con los requerimientos establecidos por la CREG en la Resolucin 071 de diciembre de 1999.
Este sistema consta de tresmdulos (tren 1, tren 2 y tren 3) con capacidad para deshidratar 150, 150 y 220 MPCDrespectivamente, para una capacidad mxima total de 520 MPCD. As se mantiene la humedad del gas natural en los parmetros de calidad que los Remitentes contratan con el ProductorLa deshidratacin se hace en una planta de glicol que est compuesta por una seccin de filtracin-separacin, en la que se retiene el agua libre y los slidos que vienen con el gas; una seccin de deshidratacin mediante un proceso de absorcin con glicol y una seccin de regeneracin del glicol empleado en la deshidratacin.Sistema de medicin: El gas una vez deshidratado entra al sistema de medicin, compuesto por dos tubos de medicin ultrasnicos como elemento primario y dos computadores de flujo como elementos secundarios.Sistema de compresin de gas: Est conformado por dos unidades turbocompresoras marca Solar Turbines de 6.500 HP, cada una, impulsadas por turbinas y provistas de todos los equipos auxiliares requeridos para su normal operacin.Estas unidades reciben el gas procedente del yacimiento de Ballena y lo comprimen desde 600 psig hasta 1.200 psig. Cada unidad est en capacidad de comprimir un volumen de 93 MPCD.Generalmente, se trabaja con una unidadturbocompresora y la otra acta como unidad de respaldo (stand by).
ESTACION COMPRESORA PALOMINO :
Cuenta con dos turbocompresores Solar Turbinesde mas de 7.000 HP (Uno de ellosde 7.300 HP y el otro de 7.700 HP), impulsados por turbinas de gas.Los compresores son similares a los ubicados en la Estacin Ballena. La principal diferencia entre estas dos estaciones radica en que la Estacin Ballena fue instalada para prestar un servicio de compresin a la asociacin Chevron Texaco - Ecopetrol que permitiera incrementar la capacidad de recobro del campo Ballena, y la de Palomino se instal para incrementar la capacidad de transporte del sistema.
ESTACION ARENOSA:
Se encarga de separar, filtrar y regular el gas proveniente de la Estacin Ballena. A travs de la Estacin Arenosa se entrega gas a la red de distribucin y al sector termoelctrico de Barranquilla.El gas proveniente de la Estacin Ballena llega a la Estacin Arenosa y pasa por un sistema de separacin en alta presin que retiene los lquidos y partculas slidas que acompaan al gas. Las partculas slidas que no son retiradas del gas son retenidas en el sistema de filtracin para continuar a la seccin de regulacin de presin, donde se le reduce la presin de 700 psig aproximadamente a 250 psig. Despus de la etapa de regulacin el gas pasa por un sistema de separacin en baja presin que retiene los posibles lquidos originados por la expansin del gas y contina hacia el sistema de medicin.
ESTACION COMPRESORA CARACOL:
A fin de incrementar la capacidad de transporte del sistema de gasoductos Ballena-Cartagena-Jobo, se construy la Estacin Compresora Caracol (7.000 HP),ubicada en el corregimiento de Caracol, municipio de Malambo.Adems de los equipos de compresin, en las instalaciones fsicas de la Estacin Caracol tambin se encuentra instalada toda la infraestructura proveniente del cruce subfluvial, la cual consta bsicamente de: filtros separadores, medicin, regulacin (en caso de ser requerida) y by-pass para toda la estacin, vlvulas con sus respectivos actuadores, trampas de recibo y envo de marranos, y una estacin de medicin y regulacin desde donde se enva el gas hacia la termoelctricaTermoflores.
COMPOSICION DEL GAS TRANSPORTADO:En la presente experiencia el gas transportado cuenta con la siguiente composicin, la cual fue proporcionada en la pgina de Promigas (empresa que administra el trayecto ballena Cartagena):
COMPONENTEFRMULACOMPOSICIN PORCENTAJE MOLAR
MetanoCH4980.287
NitrgenoN21.424
Dixido de carbonoCO20.1706
EtanoC2H60.2696
PropanoC3H80.0518
AguaH2O0
Sulfuro de hidrgenoH2S0
HidrgenoH20
Monxido de carbonoCO0
OxgenoO20
i-ButanoC4H100.0215
n-ButanoC4H100.0087
i-PentanoC5H120.0073
n-PentanoC5H120.0016
n-HexanoC6H140.0162
n-HeptanoC7H160
n-OctanoC8H180
n-NonanoC9H200
n-DecanoC10H220
HelioHe0
ArgnAr0
TOTAL1.000.000
DATOS DE LA TUBERIA TRANSPORADORA:la tubera utilizada en la construccin del gasoducto tiene un dimetro interno de 20 con un espesor de 0,43 y una rugosidad de 0,0008.A continuacin se presente la tabla de distancias y temperaturas mnimas que presenta la tubera durante el trayecto Ballena- Mamonal: INICIO (Nodo)FINAL (Nodo)DISTANCIA (KM)DISTANCIA ACUMULADA (KM) DESDE BALLENATEMPERATURA(F)
BALLENARioacha30,230,280,2
RioachaCamarones21,5951,7975,02
camaronesDibulla43,395,0982,4
DibullaPalomino14,07109,1677
PALOMINORodadero88,5197,6669,8
RodaderoTebsa89,6287,2669
TebsaPto Colombia5,35292,6171,6
Pto Colombia Galapa12,6305,2171,6
GalapaCaracoli9,48314,6971,6
CARACOLIBaranoa12,57327,2670,7
BaranoaCampeche8,45335,7171,1
Campeche Usiacuri8,37344,0871,6
UsiacuriI.Lopez8,15352,2371,2
I.LopezMolinera5,61357,8470,9
MolineraArroyo de piedra6,84364,6871,1
Arroyo de piedra Repelon15,35380,0370,9
RepelonLuruaco13,51393,5470,3
LuruacoPendales6,33399,8770,2
PandalesSta Catalina9,36409,2370,7
Sta Catalina Clemencia5,66414,8971,6
ClemenciaMAMONAL34,72449,6171,9
GRAFICA DE TEMPERATURA MINIMA AMBIENTE VS DISTANCIA (Km):En el trayecto del gasoducto Ballena Mamonal, la temperatura varia con la distancia a continuacin una grfica de la variacin de la temperatura en el trayecto:
DATOS DE CAUDAL EN LOS NODOS DE SALIDA:TRAMORAMALCAUDAL [ MMSCFD ]
T. Ballena- km119 PalominoMaicao0,34
Riohacha0,5
Camarones7,22
Dibulla11,82
Mingueo9,68
T. Guajira10
T.Palomino- Estacin Compresora CaracoliGas FUG Palomino4,28
Rodadero0,53
Tebsa80
Termoflores, Pto. Colombia40
Galapa0
T. Caracoli- Estacin HeroicaConsumo FUG Caracoli0
Baranoa, Polo Nuevo0
Campeche0
Usiacurri0
I. Lopez0
Molineros0,1
Arroyo de Piedra0
Repelon0,1
Luruaco0,3
Pendales0,2
Sta. Catalina0,2
Clemencia0,2
La Heroica- MamonalConsumo Estacin Compresora0
DESCRIPCION DEL PROBLEMA:El gasoducto Ballena- Cartagena se estudiar a continuacin, siendo simulado en Pipesim, introduciendo en este los datos ya investigados previamente (temperaturas, presiones, caudales, rugosidad, dimetro, distancias entre nodos, etc.), con la simulacin terminada, se analizarn los datos obtenidos, sacando de estos perfiles de presiones y de temperaturas durante el trayecto; durante la simulacin del gasoducto, el simulador (Pipesim), concluir cuales compresores de los existentes en el trayecto debern ser activados para el correcto funcionamiento del gasoducto.Al finalizar la simulacin, con los datos obtenidos, se generarn los siguientes perfiles: Perfil de presiones, perfil de temperatura. Perfil de lquidos (formacin de lquidos en el gasoducto). Perfil de velocidades.
SIMULACION DEL GASODUCTO PIPESIM:Para simular el gasoducto en Pipesim, este se dividir en tres tramos: Tramo Ballena-Palomino. Tramo Palomino-Caracol. Tramo Caracol-Mamonal.TRAMO BALLENA- PALOMINO:Al realizar una malla, con los nodos correspondientes a este trayecto, e introducir los datos ya investigados de la tubera y de las condiciones a las cuales est sometida, obtendremos los siguientes resultados:Red del gasoducto:
Resultado de la red construida desde Ballena hasta Palomio, con sus correspondientes salidas de flujo.
Grafica de presin contra distancia:
Anlisis: en la grfica se puede ver q a medida que aumenta la distancia disminuye la presin, lo cual esta correcto ya q en una tubera a medida que avanza el hidrocarburo, este va perdiendo presin.
Grfica de velocidad contra distancia:
Anlisis: en esta grafica ocurre todo lo contrario, pues a medida que aumenta la distancia, tambin aumenta la velocidad del gas.
Grfica de temperatura contra distancia:Anlisis: esta grafica nos muestra la variacin de la temperatura con respecto a la distancia, ya que la temperatura no es la misma en todos los municipios por los cuales donde pasa el gasoducto.
Grfica de temperatura contra presin:
TRAMO PALOMINO-CARACOLIAl introducir los datos ya investigados sobre la tubera, se tendr como resultado la siguiente red de nodos entre Palomino y Caracol:
Despus de terminada la red, se generaron las siguientes grficas, hay que saber que para continuar el gasoducto se debieron tomar los datos finales del primer tramo ya estudiado(tramo Ballena Palomino), datos como la presin de salida, el caudal, y la temperatura.Grafica de presin contra distancia:
Anlisis: en esta grafica se el cambio de presin con respecto a la distancia, se ve como incrementa la presin en los 40 km ya que all existe un compresor, el cual debe estar activo para el correcto funcionamiento del gasoducto.
Grfica de velocidad contra distancia:
Grfica de temperatura contra distancia:
Grfica de presin contra temperatura:
TRAMO CARACOLI-MAMONAL:Despus de introducir los datos ya investigados de la tubera, y continuar con las temperaturas y presiones finales del nodo palomino-caracol, y graficar los nodos entre caracol y Mamonal, se obtendr como resultado la siguiente grafica :
Grfica de presin contra distancia:
Anlisis: en esta grafica se ve el aumento de presin en el km 1 ya que all est instalado un compresor, el cual tiene que estar activo para el correcto funcionamiento del gasoducto.
Grfica de velocidad contra distancia:Anlisis: en esta grafica se ve el aumento de la velocidad a medida que va aumentando la distancia recorrida por el hidrocarburo.
Grafica de temperatura contra distancia:
Grfica de temperatura contra presin:
ANEXOS:INFORMACION PRIMER TRAMO :
Total Distance (km)Pressure (psig)
UnitUnit
01280,0041
1,511271,3752
3,021262,7085
4,531253,986
6,041245,2002
7,551236,3474
9,061227,4254
10,571218,4322
12,081209,366
13,591200,225
15,11191,0073
16,611181,7131
18,121172,341
19,631162,8887
21,141153,354
22,651143,7347
24,161134,0284
25,671124,2328
27,181114,3452
28,691104,3632
30,21094,2838
51,79942,336
52,223939,1118
52,656935,8602
53,089932,5848
53,522929,2883
53,955925,9727
54,388922,6395
54,821919,2895
55,254915,9237
55,687912,5425
56,12909,1462
56,553905,7351
56,986902,3091
57,419898,8684
57,852895,4129
58,285891,9424
58,718888,457
59,151884,9565
59,584881,4407
60,017877,9094
60,45874,3625
60,883870,7998
61,316867,2211
61,749863,6261
62,182860,0147
62,615856,3866
63,048852,7416
63,481849,0795
63,914845,3999
64,347841,7028
64,78837,9878
65,213834,2546
65,646830,503
66,079826,7327
66,512822,9434
66,945819,1349
67,378815,3068
67,811811,4589
68,244807,5907
68,677803,7021
69,11799,7926
69,543795,862
69,976791,9099
70,409787,9369
70,842783,9429
71,275779,9276
71,708775,8907
72,141771,8317
72,574767,7503
73,007763,6461
73,44759,5187
73,873755,3677
74,306751,1927
74,739746,9934
75,172742,7691
75,605738,5196
76,038734,2443
76,471729,9428
76,904725,6146
77,337721,2591
77,77716,8758
78,203712,4643
78,636708,0239
79,069703,5541
79,502699,0543
79,935694,5238
80,368689,9621
80,801685,3685
81,234680,7422
81,667676,0826
82,1671,389
82,533666,6606
82,966661,8966
83,399657,0961
83,832652,2584
84,265647,3826
84,698642,4677
85,131637,5128
85,564632,5168
85,997627,4788
86,43622,3977
86,863617,2723
87,296612,1014
87,729606,8839
88,162601,6184
88,595596,3035
89,028590,9379
89,461585,5201
89,894580,0485
90,327574,5215
90,76568,9373
91,193563,2942
91,626557,5901
92,059551,8232
92,492545,9912
92,925540,092
93,358534,1231
93,791528,0819
94,224521,9665
94,657515,777
95,09509,5108
95,09509,5108
95,7935500,1682
96,497490,6836
97,2005481,0302
97,904471,1868
98,6075461,1352
99,311450,8576
100,0145440,3359
100,718429,5506
101,4215418,4802
102,125407,1003
102,8285395,383
103,532383,2962
104,2355370,8025
104,939357,8574
105,6425344,4083
106,346330,4061
107,0495315,7844
107,753300,4526
108,4565284,2954
109,16267,1621
INFORMACION SEGUNDO TRAMO:
Total Distance (km)Pressure (psig)
UnitUnit
0262,0001
0793,8757
0793,8757
0,41789,3922
9,84706,97
10,25703,3271
10,66699,6644
11,07695,9813
11,48692,2777
11,89688,553
12,3684,8068
12,71681,0389
13,12677,2488
13,53673,436
17,63633,9674
18,04629,8756
18,45625,7553
18,86621,6059
19,27617,4267
19,68613,2171
20,09608,9764
20,5604,7039
20,91600,3989
21,32596,0606
21,73591,6882
22,14587,281
22,55582,8381
22,96578,3585
23,37573,8414
23,78569,2858
24,19564,6907
24,6560,0551
25,01555,3778
25,42550,6578
25,83545,8937
26,24541,0844
26,65536,2285
27,06531,3247
35,67414,6542
36,08408,2407
36,49401,7214
36,9395,0908
41,951364,9433
42,4251362,4173
42,91360,0139
43,3751357,7015
43,851355,4514
44,3251353,2442
44,81351,0713
45,2751348,9217
45,751346,7876
50,51325,6133
50,9751323,4862
51,451321,3557
51,9251319,2217
52,41317,0841
52,8751314,9428
53,351312,7978
53,8251310,6489
54,31308,4963
54,7751306,3398
55,251304,1794
55,7251302,015
56,21299,8468
56,6751297,6745
57,151295,4983
57,6251293,318
58,11291,1337
58,5751288,9453
59,051286,7528
59,5251284,5562
601282,3554
60,4751280,1505
60,951277,9414
61,4251275,7281
61,91273,5106
62,3751271,2888
62,851269,0627
63,3251266,8323
63,81264,5975
64,2751262,3584
64,751260,1149
65,2251257,867
65,71255,6146
66,1751253,3578
79,4751188,2368
79,951185,8382
80,4251183,4344
80,91181,0253
81,3751178,611
81,851176,1914
82,3251173,7664
82,81171,336
83,2751168,9002
83,751166,459
84,2251164,0122
84,71161,5599
85,1751159,1021
85,651156,6386
86,1251154,1695
86,61151,6946
87,0751149,2141
87,551146,7277
88,0251144,2356
94,7931108,2208
95,6921103,3452
96,5911098,4463
97,491093,5236
98,3891088,5769
99,2881083,6057
100,1871078,6098
101,0861073,5887
101,9851068,542
102,8841063,4694
103,7831058,3704
104,6821053,2446
119,965961,5445
120,864955,8504
136,147852,6287
137,046846,1217
137,945839,5587
138,844832,9382
139,743826,2585
140,642819,5183
141,541812,7156
142,44805,8488
143,339798,9161
144,238791,9154
145,137784,8479
146,036777,7128
146,935770,5083
147,834763,2323
148,733755,8825
149,632748,4566
150,531740,9522
151,43733,3668
152,329725,6977
153,228717,942
154,127710,0968
155,026702,1588
155,925694,1247
156,824685,9908
157,723677,7535
158,622669,4085
159,521660,9516
160,42652,3781
161,319643,6831
162,218634,8611
163,117625,9066
164,016616,8133
164,915607,5744
165,814598,1829
166,713588,6308
167,612578,9096
168,511569,01
169,41558,9217
170,309548,6334
171,208538,1328
172,107527,4062
173,006516,443
173,905505,236
174,804493,7681
175,703482,0202
176,602469,9706
177,501457,5949
178,4444,8647
178,4444,8647
178,6675442,3237
178,935439,7639
181,8775410,4256
182,145407,6478
182,4125404,8502
182,68402,0324
182,9475399,1941
183,215396,3348
183,4825393,454
183,75390,5512
183,75390,5512
184,38385,1521
185,01379,6729
185,64374,1104
186,27368,4609
186,9362,7204
187,53356,8842
188,16350,9475
188,79344,9051
189,42338,7545
190,05332,4905
190,68326,1068
191,31319,5961
191,94312,9505
192,57306,1613
193,2299,2187
193,83292,1118
194,46284,8282
195,09277,3542
195,72269,6738
196,35261,7689
196,35261,7689
196,6258,5652
196,85255,3214
197,1252,0359
199,85212,5929
200,1208,6458
200,35204,6249
200,6200,5259
200,85196,3442
201,1192,0744
201,35187,7107
INFORMACION TERCER TRAMO:
Total Distance (ft)Pressure (psia)
UnitUnit
0205,696
01002,581
01002,581
2062,0079999,7994
4124,0157997,3737
6186,0236995,1398
8248,0315993,005
10310,0394990,9233
12372,0472988,8674
14434,0551986,8224
16496,063984,7808
229929,4616740,6906
232152,2305737,6843
234374,9996734,6648
236597,7686731,6319
238820,5376728,5855
241043,3066725,5252
243266,0757722,4509
245488,8447719,3625
247711,6137716,2598
249934,3828713,1424
252157,1518710,0103
254379,9208706,8632
256602,6898703,7009
258825,4589700,5232
258825,4589700,5179
259863,8447699,0311
260902,2306697,5409
261940,6164696,0473
262979,0022694,5503
264017,388693,0499
265055,7739691,5459
266094,1597690,0384
267132,5455688,5273
268170,9313687,0127
269209,3172685,4944
270247,703683,9725
271286,0888682,4469
272324,4746680,9176
273362,8605679,3846
274401,2463677,8478
275439,6321676,3073
276478,018674,7629
277516,4038673,2147
278554,7896671,6626
279593,1754670,1066
279593,1754670,1003
281128,6084667,7944
282664,0415665,479
284199,4746663,1542
285734,9076660,8203
287270,3407658,4772
288805,7738656,1249
290341,2069653,7634
291876,64651,3925
293412,073649,0122
294947,5061646,6223
296482,9391644,2228
298018,3722641,8134
299553,8052639,3942
301089,2383636,965
302624,6714634,5257
304160,1044632,076
305695,5375629,616
307230,9706627,1454
308766,4036624,6642
310301,8367622,1721
310301,8367622,1534
311230,3144620,6424
312158,7921619,1265
313087,2698617,6061
314015,7475616,0811
314944,2252614,5517
315872,7029613,018
360766,4036533,0413
361905,5111530,8409
363044,6187528,6308
364183,7264526,411
365322,834524,1814
366461,9416521,9416
367601,0492519,6918
434808,3983361,1947
435947,5053357,8563
437086,6133354,4852
438225,7213351,0805
439364,8283347,6412
440503,9363344,1661
441643,0443340,6541
442782,1513337,104
CONCLUSIONES:Con la experiencia realizada, aprendimos como simular un gasoducto y como interpretar los datos obtenidos en el simulador, graficndolos y analizando las grficas, despus de realizada la experiencia el estudiante tendr ms experiencia en la simulacin de transportes de hidrocarburos ya sea de una sola fase (monofsico) o de varias fases (multifsico), identificando los puntos donde debern ser activados los compresores existentes en los tramos q se estudien, tambin podr identificar las posibles fallas del transporte del crudo, ya sea por falta de presiones o muy bajas temperaturas durante el transporte .