Propuesta de cogeneración y aprovechamiento de calor en el activo en los campos Nare, Girasol, Jazmín y Moriche de la Gerencia de operaciones CATENARE, Vicepresidencia de Desarrollo de Ecopetrol S.A.

Este estudio explora la viabilidad de implementar sistemas de cogeneración y recuperación de calor en los campos petroleros del Activo Nare, administrados por Ecopetrol S.A. El objetivo principal es evaluar estas alternativas para mejorar la eficiencia energética en el levantamiento de crudo pesado,...

Full description

Autores:: Jácome Pérez, Alvaro Leonardo

Tipo de recurso:

Fecha de publicación:: 2025

Institución:: Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB

Repositorio:: Repositorio UNAB

Idioma:: spa

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description	Este estudio explora la viabilidad de implementar sistemas de cogeneración y recuperación de calor en los campos petroleros del Activo Nare, administrados por Ecopetrol S.A. El objetivo principal es evaluar estas alternativas para mejorar la eficiencia energética en el levantamiento de crudo pesado, identificando la factibilidad técnica y económica de su implementación. El análisis se centró en los campos Jazmín, Girasol, Moriche, Nare-Underriver y Teca, donde se realizó un estudio de las condiciones operativas actuales y se exploraron posibles esquemas de recuperación de energía en sistemas de generación de vapor, quema en teas y compresión de gas. El trabajo proporciona simulaciones técnicas y evaluaciones económicas de las soluciones propuestas, priorizando las iniciativas en función de su impacto, los requisitos de inversión y los posibles retornos. Los resultados mostraron que los sistemas de cogeneración en los campos Moriche Norte, Moriche Sur y Teca son financieramente viables, con un Valor Presente Neto (VPN) de $43,87 millones USD, $29,81 millones USD y $28,22 millones USD, respectivamente. Además, en algunos campos, el periodo de recuperación de la inversión (PayBack) es inferior a 5 años. Sin embargo, en los campos Jazmín y Girasol, el VPN es negativo, lo que reduce la viabilidad de su implementación. Los sistemas propuestos reducirían la dependencia de la compra externa de electricidad, aumentando la capacidad de autogeneración y generando importantes ahorros en costos operativos. Este estudio demuestra que los sistemas evaluados ofrecen beneficios interesantes en términos de sostenibilidad energética, con posibles aplicaciones para otros yacimientos de petróleo pesado en Colombia.
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El análisis se centró en los campos Jazmín, Girasol, Moriche, Nare-Underriver y Teca, donde se realizó un estudio de las condiciones operativas actuales y se exploraron posibles esquemas de recuperación de energía en sistemas de generación de vapor, quema en teas y compresión de gas. El trabajo proporciona simulaciones técnicas y evaluaciones económicas de las soluciones propuestas, priorizando las iniciativas en función de su impacto, los requisitos de inversión y los posibles retornos. Los resultados mostraron que los sistemas de cogeneración en los campos Moriche Norte, Moriche Sur y Teca son financieramente viables, con un Valor Presente Neto (VPN) de $43,87 millones USD, $29,81 millones USD y $28,22 millones USD, respectivamente. Además, en algunos campos, el periodo de recuperación de la inversión (PayBack) es inferior a 5 años. Sin embargo, en los campos Jazmín y Girasol, el VPN es negativo, lo que reduce la viabilidad de su implementación. Los sistemas propuestos reducirían la dependencia de la compra externa de electricidad, aumentando la capacidad de autogeneración y generando importantes ahorros en costos operativos. Este estudio demuestra que los sistemas evaluados ofrecen beneficios interesantes en términos de sostenibilidad energética, con posibles aplicaciones para otros yacimientos de petróleo pesado en Colombia.Introducción 15 Justificación del problema de investigación 20 Objetivos 22 Objetivo General 22 Objetivos Específicos 22 Alcance 22 Metodología 23 Fase 1: Revisión y Análisis Bibliográfico 23 Fase 2: Análisis de Situación Actual 24 Fase 3: Evaluación de Esquemas de Cogeneración y recuperación de calor residual. 24 Fase 4: Modelado y Simulación 25 Fase 5: Análisis Económico 25 Fase 6: Elaboración de Informe Final y Conclusiones 25 Marco conceptual, teórico y normativo 26 Marco conceptual 26 Marco teórico 29 Marco normativo 45 Estado del arte 47 Desarrollo 63 Situación operativa actual de los campos del activo Nare 63 Posibles esquemas de aprovechamiento energético 80 Análisis técnico 88 Estimación de potenciales energéticos 97 Cogeneración - sistema de generación de vapor 97 Sistemas de teas 115 Sistemas de compresión gas recuperado 117 Análisis de prefactibilidad de las alternativas de aprovechamiento energético 124 Cogeneración - sistema de generación de vapor 124 Evaluación económica. 124 Costos y beneficios económicos. 126 Evaluación de indicadores financieros. 128 Análisis de Impactos 132 Tecnológicos. 132 Ambientales. 133 Tiempo de Implementación y Constructibilidad 133 Económicos. 134 Sistemas de compresión gas recuperado 137 Evaluación económica. 137 Costos y beneficios económicos. 138 Análisis de Impactos 140 Tiempo de Implementación y Constructibilidad. 141 Conclusiones 143 Recomendaciones 144 Referencias bibliográficas 145 Apéndices 154MaestríaThis study explores the feasibility of implementing cogeneration and heat recovery systems in the oil fields of the Nare Asset, managed by Ecopetrol S.A. The main objective is to assess these alternatives to improve energy efficiency in the extraction of heavy crude oil, identifying the technical and economic feasibility of their implementation. The analysis focused on the Jazmín, Girasol, Moriche, Nare-Underriver, and Teca fields, where a study of current operational conditions was conducted, and potential energy recovery schemes were explored in steam generation systems, flare gas combustion, and gas compression. The work provides technical simulations and economic evaluations of the proposed solutions, prioritizing initiatives based on their impact, investment requirements, and potential returns. The results showed that cogeneration systems in the Moriche Norte, Moriche Sur, and Teca fields are financially viable, with a Net Present Value (NPV) of $43.87 million USD, $29.81 million USD, and $28.22 million USD, respectively. Additionally, in some fields, the payback period is less than 5 years. However, in the Jazmín and Girasol fields, the NPV is negative, reducing the feasibility of their implementation. The proposed systems would reduce dependence on external electricity purchases, increasing self-generation capacity and generating significant savings in operating costs. This study demonstrates that the evaluated systems offer compelling benefits in terms of energy sustainability, with potential applications for other heavy oil fields in Colombia.application/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Propuesta de cogeneración y aprovechamiento de calor en el activo en los campos Nare, Girasol, Jazmín y Moriche de la Gerencia de operaciones CATENARE, Vicepresidencia de Desarrollo de Ecopetrol S.A.Proposal for cogeneration and heat utilization in the Nare, Girasol, Jazmín, and Moriche fields of the CATENARE Operations Management, Development Vice Presidency of Ecopetrol S.A.Thesisinfo:eu-repo/semantics/masterThesisTesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/redcol/resource_type/TMMagíster en Ingeniería en EnergíaUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaMaestría en Ingeniería en EnergíaMIE-2158Energy engineeringTechnological innovationsEnergyEnergy efficiency, Heavy crude, Cogeneration, Heat recovery, Steam, Natural gas, Thermodynamics, Economic analysis, Ecopetrol.Ingeniería en energíaInnovaciones tecnológicasEnergíaEficiencia energéticaCrudo pesadoCogeneraciónRecuperación de calorVaporGas naturalTermodinamicaEcopetrolAlberto Cerrada Galán. 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Propuesta de cogeneración y aprovechamiento de calor en el activo en los campos Nare, Girasol, Jazmín y Moriche de la Gerencia de operaciones CATENARE, Vicepresidencia de Desarrollo de Ecopetrol S.A.

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