Ingeniería Mecánica · 2025
Influencia de la composición de gas en la potencia de un tren de comprensión y en la pérdida de presión en tuberías de plataformas petroleras FPSO
Este trabajo analiza la influencia de la composición del gas natural sobre el desempeño de sistemas de compresión y el transporte en líneas de tubería, especialmente en plataformas petroleras tipo FPSO. Se utilizaron cuatro composiciones reales de gas, con distintos contenidos de hidrocarburos ligeros, hidrocarburos medios y gases inertes. Mediante simulación en el software DWSIM®, se evaluó la potencia de compresión requerida, la pérdida de presión en un tramo de 70 km y el comportamiento de propiedades fisicoquímicas como el factor de compresibilidad y la viscosidad dinámica. Los resultados evidencian que mezclas más pesadas, con menor proporción de metano, presentan menor demanda energética pero mayores variaciones de propiedades en el transporte. En contraste, los gases más ligeros requieren mayor potencia, aunque su comportamiento en el ducto resulta más estable. Se proponen además indicadores comparativos para facilitar la selección de mezclas óptimas según el contexto operativo.
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Contenido
- INTRODUCCIÓNp. 10
- OBJETIVOSp. 12
- Objetivo generalp. 12
- Objetivos específicosp. 12
- Proceso de compresión en plataformas FPSOp. 13
- Plataformas FPSOp. 13
- Producción de gas natural en plataformas FPSOp. 16
- Gas naturalp. 19
- Propiedades del gas naturalp. 20
- Calidad y composiciones según yacimiento de origenp. 21
- Mercadop. 26
- Metodologíap. 29
- Descripción general del sistemap. 29
- Variables analizadasp. 31
- Variables independientes:p. 31
- Variables dependientes:p. 32
- Indicadores energéticos:p. 32
- Herramientas de simulación y modeladop. 33
- Especificaciones para los modelos en DWSIMp. 34
- Procedimiento para el análisis comparativop. 35
- Resultados y Discusiónp. 36
- Condiciones generales y escenarios de simulaciónp. 36
- Demanda de potenciap. 36
- Comportamiento del factor de compresibilidad (Z)p. 37
- Pérdida de presión en la tuberíap. 39
- Análisis de la viscosidad dinámicap. 40
- Indicadores comparativos de desempeñop. 42
- Conclusionesp. 44
- Bibliografíap. 45
- Tabla 1. Composición molar [%] y propiedades generales de los gases simuladosp. 34
- Tabla 2 Relación de presiones rpp. 36
- Tabla 3 Demanda de potencia de compresorp. 36
- Tabla 4 Factor de compresibilidad Entrada y Salida del compresorp. 38
- Tabla 5 Diferencia porcentual de factor de compresibilidadp. 38
- Tabla 6 Pérdida de presión a lo largo de la línea de tuberíap. 39
- Tabla 7 Resultados de viscosidad dinámica a entrada y salida de tubería de transportep. 40
- Tabla 8 Diferencia porcentual de viscosidad dinámicap. 41
- Tabla 9 Medida de indicadores para cada uno de la composición de gasesp. 42
- Figura 1 Matriz eléctrica colombiana en 2022 [MW]p. 11
- Figura 2 Plataforma FPSO y partes principalesp. 14
- Figura 3 Cambios en la profundidad de operación de los sistemas FPSO entre 1970 y 2000p. 15
- Figura 4 Distribución mundial de plataformas offshorep. 16
- Figura 5 Esquema de proceso FPSOp. 17
- Figura 6 FPSO Cidade de Paraty (Brasil)p. 18
- 2015)p. 22
- Figura 8 Producción y consumo mundial de gas natural por región (1980–2014)p. 23
- Figura 9 Demanda global de gas por sector (IEA, 2015)p. 24
- holgurasp. 25
- Figura 11 Tendencia de consumo mundial de gas natural por regiónp. 26
- Figura 12 Consumo de Gas natural en América Latinap. 27
- Figura 13 Comercio de gas mundialp. 28
- Figura 14 Evolución de precios Spot de gas naturalp. 28
- Figura 15 Esquema general del sistema de simulación en DWSIMp. 30
- Figura 16 Modelación de sistema de simulación en DWSIMp. 31
- Figura 17 Demanda de potencia de compresor vs Relación de presionesp. 37
- Figura 18 Diferencia de factor de compresibilidad vs relación de presionesp. 39
- Figura 19 Pérdida de presión vs relación de presionesp. 40
- Figura 20 Diferencia de viscosidad dinámica vs Relación de presionesp. 41