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CONFIABILIDAD OPERACIONAL COMO HERRAMIENTA DE CREACIN DE VALOR EN LA EXPLORACIN Y PRODUCCIN DE HIDROCARBUROS. UN ENFOQUE SUBSUELO SUPERFICIE MSc. Medardo E. Yaez Medina Consultor Reliability and Risk Management Resumen A lo largo de la vida de un activo de produccin se toman muchas decisiones que generan acciones que se ejecutan sobre el mismo. La mayora de estas decisiones y acciones y muy especialmente las asociadas a las primeras fases de la vida del proyecto, influyen en gran medida en la rentabilidad global de un negocio de explotacin de hidrocarburos. Tradicionalmente, las personas encargadas de tomar estas decisiones, fundamentan las mismas en criterios tcnicos, operativos y financieros; no obstante, el cada vez ms complejo mundo del negocio de los hidrocarburos, exige ampliar el espectro de criterios que soportan estas decisiones, agregando a los tradicionales criterios otras consideraciones tales como los exigentes estndares ambientales actuales, complejos aspectos legales y laborales, aspectos polticos y macroeconmicos y nuevos requerimientos tecnolgicos, entre otros. Como colofn, este competido ambiente exige adems que las decisiones sean auditables y trazables, para generar confianza en los inversionistas pblicos y/o privados. Para dar respuesta a estas exigencias han surgido metodologas estado del arte para el diseo de proyectos de exploracin y explotacin de hidrocarburos y para la administracin de activos de produccin. El anlisis detallado de estas metodologas revela los siguientes puntos en comn: Requieren trabajo en equipos multidisciplinarios. Implican la identificacin, evaluacin y jerarquizacin de mltiples opciones de desarrollo Exigen el reconocimiento de la incertidumbre y el consecuente tratamiento probabilista de las
variables que intervienen en el anlisis Implican visualizar, estimar o pronosticar todos los posibles flujos de caja (ingresos y egresos)
que pudieran ocurrir durante la vida til del proyecto, incluyendo todas las fases de su vida til (diseo, procura, construccin, operacin, mantenimiento y desincorporacin).
De entre todas las metodologas que atienden los aspectos previamente mencionados, vale la pena destacar las dos de uso ms extendido en la industria de los hidrocarburos. Estas son: Anlisis Econmico del Ciclo de Vida de Activos (AECVA),[4],[5],[13],[14],[15],[24], propuesta por ISO y
NORSOK, y cuyo pilar tcnico diferenciador es la Ingeniera de Confiabilidad. El AECVA hace especial nfasis en el anlisis de egresos, particularmente en aquellos asociados a la ocurrencia de fallas y/o eventos no deseados asociados a la Instalaciones de Superficie para producir.
FEL (Front End Loading) o VCD (Visualizacin, Conceptualizacin y Definicin) [2],[3], propuesta por la IPA (Independent Project Analysis Inc), y cuyo pilar tcnico diferenciador es el Anlisis Probabilstico de Riesgos. El FEL o VCD hace especial nfasis en la incertidumbre de los Modelos de Subsuelo y su influencia en los pronsticos de produccin e ingresos.
La utilizacin de ambas metodologas se sustenta en la promesa de crear valor para el negocio y ambas ofrecen como producto principal un plan u opcin ptima de desarrollo, que se basa en un diagnstico de las oportunidades a aprovechar y de los riesgos a mitigar. El presente trabajo propone la integracin las fortalezas particulares del AECVA y FEL en un ENFOQUE INTEGRAL SUBSUELO / SUPERFICIE, que potencie el diagnstico de las oportunidades por aprovechar y de los riesgos a mitigar en los planes de desarrollo de activos de produccin, complementado con un MODELO DE CONFIABILIDAD OPERACIONAL [1] que fortalezca el enfoque con herramientas especficas, de fcil uso y comprensin, para la identificacin de acciones concretas de mitigacin de riesgo que permitan materializar las promesas de creacin de valor.
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Introduccin El exigente, complejo y competitivo negocio de explotacin de hidrocarburos exige a quienes disean y/o administran Activos de Produccin, sustentar sus decisiones sobre la base de mltiples criterios y apuntar hacia la maximizacin de la rentabilidad sustentada en la creacin de valor para el negocio. Estos requerimientos han incrementado el uso de metodologas estado del arte para soportar el Diseo de Planes de Explotacin y la Administracin de Activos de Produccin. Estas metodologas presentan algunos aspectos en comn, entre los que vale la pena destacar los ms importantes: Requieren trabajo en equipos multidisciplinarios. Implican la identificacin, evaluacin y jerarquizacin de mltiples opciones de desarrollo Exigen el reconocimiento de la incertidumbre y el consecuente tratamiento probabilista de las
variables que intervienen en el anlisis Implican visualizar, estimar o pronosticar todos los posibles flujos de caja (ingresos y egresos)
que pudieran ocurrir durante la vida til del proyecto, incluyendo todas las fases de su vida til (diseo, procura, construccin, operacin, mantenimiento y desincorporacin).
De entre todas las metodologas que atienden los aspectos previamente mencionados, vale la pena destacar las dos de uso ms extendido en la industria de los hidrocarburos y sus principales caractersticas. Estas metodologas son: Anlisis Econmico del Ciclo de Vida de Activos (AECVA) [1],[4],[5],[13],[14],[15],[24]:
o Propuesta por organizaciones como ISO y NORSOK o Soportada por importantes estndares como:
DNV, GEI, BSSC, VTL Subsea JIP 440-2620-0: Probabilistic Procedure for Assessing the Lifetime Risk and Reliability
ISO15663: Petroleum and Natural Gas Industries - Life Cycle Costing NORSOK O-CR-002: Life Cycle Cost for Production Facility
o Pilar tcnico diferenciador: Ingeniera de Confiabilidad. o nfasis especial en el anlisis de egresos y en particular en aquellos asociados a la
posible ocurrencia de fallas y/o eventos no deseados. o Fortaleza fundamental: Modelos de Confiabilidad y Disponibilidad de las Instalaciones de
Superficie o Infraestructura para Producir FEL (Front End Loading) o VCD (Visualizacin, Conceptualizacin y Definicin) 2],[3]:
o Propuesta por la IPA (Independent Project Analysis Inc) o Respaldada por exitosas aplicaciones en la industria petrolera.
Compaas Petroleras Internacionales, IOCs (Shell, Chevron, Exxon, BP) Compaas Petroleras Estatales, NOCs (Petrobras, PDVSA, PEMEX)
o Pilar tcnico diferenciador: Anlisis Probabilstico de Riesgos. o Especial nfasis en el anlisis de ingresos a travs de la caracterizacin la incertidumbre
los los pronsticos de produccin. o Fortaleza fundamental: Modelos Probabilistas de Subsuelo (Reservas, Pronsticos de
Produccin) La extensiva utilizacin de estas metodologas se sustenta en las siguientes factores: Ambas metodologas ofrecen una promesa de crear valor para el negocio Ambas metodologas ofrecen como producto principal un plan u opcin ptima de desarrollo, que
se basa en un diagnstico de las oportunidades a aprovechar y de los riesgos a mitigar.
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Figura 3 Posibles Perfiles de Produccin asociados a la Explotacin de Activos de Produccin Perfil 2 - Produccin Optimizada: Corresponde a la produccin que puede lograrse si se atienden aspectos claves relacionados con el conocimiento del yacimiento y la perforacin de los pozos para drenar el hidrocarburo. Entre estos aspectos claves pueden mencionarse:
Optimar la seleccin de los puntos para drenar el yacimiento, apuntando a las zonas de mxima productividad y respetando la secuencia geolgica para alargar la vida productiva del reservorio
Optimar el nmero de pozos para maximizar la extraccin de hidrocarburos a un costo ptimo
Seleccionar el mtodo de produccin ms adecuado para las caractersticas del yacimiento Seleccionar la tecnologa de perforacin y la configuracin adecuadas en los pozos
adecuada para maximizar la produccin y disminuir el dao a la formacin. Minimizar las restricciones o cuellos de botella en los pozos para evitar contrapresiones
maximizar el flujo del hidrocarburos hacia la superficie Entre otras..
Como puede inferirse, para lograr el Perfil 2 - Produccin Optimizada, se requiere un profundo conocimiento del yacimiento y sus incertidumbres, que se resumen en los Modelos de Subsuelo que estudian el comportamiento del yacimiento y el comportamiento de los pozos requeridos para drenarlo. La confiabilidad de estos modelos es entonces un elemento clave para tomar decisiones que agreguen valor al negocio. La figura 3 seala el area entre el Perfil 1 y el Perfil 2, como el rea de oportunidades asociada a la Confiabilidad de los Modelos de Subsuelo. Perfil 3 - Mxima Produccin: Corresponde al caudal de produccin que podra lograrse si se atienden aspectos claves asociados a las instalaciones de superficie o infraestructura para producir. Entre estos aspectos pueden mencionarse los siguientes
Confiabilidad de los elementos que componen el Sistema de Produccin
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Mantenibilidad de los elementos que componen el Sistema de Produccin Configuracin del Sistema de Produccin Disponibilidad del Sistema de Produccin, basada en la confiabilidad y mantenibilidad de sus
elementos, la configuracin del sistema y la filosofa de operaciones Como puede inferirse, para lograr el Perfil 3 Mxima Produccin, se requiere conocer en detalle la capacidad de las instalaciones de superficie para manejar el producto proveniente del yacimiento y su influencia en el pronstico de produccin debido a su disponibilidad, considerando las incertidumbres y riesgos de la explotacin; perforacin, transporte y manejo en superficie del hidrocarburo. Todo esto se resume en los Modelos de Superficie razn por la cual, la confiabilidad de estos modelos es entonces un elemento clave para tomar decisiones que agreguen valor al negocio. La figura 3 seala el rea entre el Perfil 2 y el Perfil 3, como el rea de oportunidades asociada a la Confiabilidad de los Modelos de Superficie. Perfil 4 - Mximo Potencial de Produccin: Es un perfil hipottico que considera que realmente pudiese extraerse todo el hidrocarburo atrapado en el reservorio, lo cual implicara eliminar las incertidumbres y riesgos previamente mencionados. Aproximarse a este perfil es la meta de los procesos de optimizacin de la produccin y de la incorporacin de tecnologas que maximicen la recuperacin de hidrocarburos.
Como conclusin, para agregar valor al negocio, deben tomarse decisiones basadas en la Confiabilidad del los Modelos de Subsuelo y de los Modelos de Superficie, y mas importante an, deben integrarse en un modelo nico que permita maximizar la Confiabilidad Operativa de todo el Proceso de Produccin.
Modelo Integrado Confiabilidad Subsuelo - Superficie
El objetivo fundamental de ste enfoque es vincular la confiabilidad de la exploracin; perforacin y administracin de los yacimientos petrolferos; con la confiabilidad de las instalaciones de superficie construidas para manejar el producto que proviene del subsuelo. Este enfoque propone un modelo general que se muestra en la figura 4. El mismo considera al proceso global de produccin como un gran sistema; que se divide en tres grandes subsistemas:
Subsistema Yacimiento Subsistema Pozos Subsistema Instalaciones de Superficie
Figura 4 Subsistemas del Modelo Integrado Confiabilidad Subsuelo - Superficie
Es importante notar que la figura 4 muestra como salida una Banda o Perfil Probabilstico de Produccin, que refleja el efecto de las incertidumbres de las variables fsicas que gobiernan el yacimiento, las variables tcnicas y operacionales asociadas a la perforacin y extraccin del
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Conclusiones: 1. El Modelo Integrado de Confiabilidad Subsuelo Superficie y el Modelo de Confiabilidad
Operacional [1], combinan las mejores prcticas de metodologas estado del arte para el diseo de planes de explotacin y la administracin de activos de produccin , tales como el AECVA y el FEL
2. El Modelo Integrado de Confiabilidad Subsuelo Superficie y el Modelo de Confiabilidad Operacional[1] se complementan en la bsqueda de agregar valor al negocio de explotacin de hidrocarburos. Esta complementareidad puede resumirse en los siguientes aspectos:
El Modelo Integrado de Confiabilidad Subsuelo Superficie genera un diagnstico de oportunidades y riesgos a mitigar, con base en el anlisis de:
o MODELOS DE SUBSUELO Incertidumbres de las Reservas disponibles y variables que generan estas
incertidumbres. Incertidumbres y Confiabilidad de los Pronsticos de Produccin y variables
especficas que generan estas incertidumbres. o MODELOS DE SUPERFICIE
Incertidumbres y riesgos asociados a las instalaciones de superficie y elementos que contribuyen a esos riesgos. Variables de proceso de mayor incidencia en el perfil de produccin
El Modelo de Confiabilidad Operacional[1],[7],[8],[9] permite la dentificacin de acciones concretas de mitigacin de los riesgos identificados con el Modelo Integrado de Confiabilidad Subsuelo Superficie, con la finalidad de materializar las promesas de creacin de valor. Estas acciones se identifican con herramientas especficas que apoyan como se describe a continuacin:
o ANALISIS DE CRITICIDAD: Permite jerarquizar los problemas y oportunidades identificadas y direccionar los recursos hacia aquellos que generen la mejor combinacin entre incremento de la rentabilidad y disminucin del riesgo.
o ANLISIS CAUSA RAZ: Permite encontrar las causas que generan problemas recurrentes e identificar las acciones para erradicar su ocurrencia
o MANTENIEMIENTO CENTRADO EN CONFIABILIDAD: Permite establecer el portafolio de acciones proactivas, preventivas y reactivas para atacar los modos de falla que generan los riesgos identificados
o INSPECCIN BASADA EN RIESGOS: Permite establecer el tipo de inspecciones y su frecuencia para minimizar la ocurrencia de riesgos asociados a sistemas de contencin de fluidos
o OPTIMIZACIN COSTO RIESGO BENEFICIO: Permite establecer las frecuencias ptimas para realizar acciones de mitigacin de riesgos consiguiendo la mejor combinacin entre costos y riesgos.
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Referencias 1. Manual del Sistema de Confiabilidad Operacional PEMEX Exploracin y Produccin - Versin 2
No SEP 03-2008-080510193700-01 - Noviembre 2009 2. Documento Rector para el Diseo, Documentacin y Dictamen de Proyectos de Explotacin
Subdireccin Tcnica de Explotacin de PEMEX Exploracin y Produccin Versin 2010 3. Gua para el Desarrollo del Modelo Integrado de Proyecto de Explotacin (MIPE) para el Diseo
de los Proyectos de Explotacin en PEMEX Exploracin y Produccin STE Septiembre 2010 4. Yaez, Medardo Semeco, Karina Agero, Miguel Leccese, Michele, Quintero Juan, Gomez
de la Vega Hernando Anlisis Econmico del Ciclo de Vida de Proyectos de Explotacin de Hidrocarburos R2M S.A Reliability and Risk Management Noviembre 2009
5. Yaez, Medardo Semeco, Karina Agero, Miguel Acevedo, Marieneir Anlisis Econmico del Ciclo de Vida de Activos (AECV) R2M S.A Reliability and Risk Management - Enero 2008.
6. Semeco Karina, Freitas Manuel, Yaez Medardo - Probabilistic Risk Analysis for Well Drilling and Work-Over activities- Horizontal and Multilateral Wells Applied Technology Workshop SPE Merida Yucatan 2008
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Methodology - First Edition - August 2001. 14. ISO STD 15663-2: Petroleum and Natural Gas Industries Life Cycle Costing - Part II - Guidance
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Implementation Guidelines - First Edition - August 2001. 16. WELL MASTER Reliability of Well Completion Equipment Database EXPROSOFT -2002. 17. Bilal M. Ayyub. A Practical Guide on Conducting Expert-Opinion Elicitation of Probabilities and
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