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1ARPEL 2015
La generación de valor para la industria petrolera a través de la innovación en productos y servicios de alto contenido tecnológico
Instituto Mexicano del Petróleo
Florentino Murrieta Guevara
7 de Abril 2015
Conferencia de Petróleo y GasARPEL 2015
22ARPEL 2015
Contenido
2
Antecedentes: Nuevo Decreto de Creación del IMP
La innovación en el IMP
Portafolio de Proyectos de IDT
Nuevas Tecnologías y Productos Obtenidos
El futuro de la IDT en el IMP
3ARPEL 2015
El IMP se refunda a través de un nuevo Decreto de Creación que le garantiza una mayor autonomía en su gestión y operación
Organismo descentralizado de interés público yde carácter preponderantemente técnico,educativo y cultural, con personalidad jurídica ypatrimonio propios
El Instituto está sujeto a lo establecido la LeyFederal de las Entidades Paraestatales
Organismo público descentralizado de laAdministración Pública Federal con personalidadjurídica y patrimonio propios, autonomía dedecisión técnica, operativa y administrativa,sectorizado a la Secretaría de Energía
El Instituto está sujeto a lo establecido en la Leyde Ciencia y Tecnología; el nuevo Decreto; suEstatuto Orgánico; su Manual de OrganizaciónGeneral y demás disposiciones jurídicas aplicablesy sólo se aplicará supletoriamente la LeyFederal de las Entidades Paraestatales, siemprey cuando sea para fortalecer su autonomíatécnica, operativa y administrativa
Anterior Decreto 26 de agosto de 1965
Nuevo Decreto 31 de octubre de 2014
4ARPEL 2015
El Decreto incorpora de forma explícita el escalamiento de procesos y productos para su comercialización a nivel nacional e internacional
Objeto: Investigación y el desarrollotecnológicos requeridos por las industriaspetrolera, petroquímica y química, laprestación de servicios técnicos a lasmismas, la comercialización de productos yservicios tecnológicos resultantes de lainvestigación, así como la formación derecursos humanos altamente especializadosen las áreas de su actividad:
g) Las actividades necesarias para llevarlos desarrollos tecnológicos propioshasta un nivel de industrialización,mientras dure la etapa deexperimentación y perfeccionamientosde los procesos y productos
n) La formación de especialistas,maestros, doctores e investigadores enlas áreas de su actividad
Objeto: Realizar investigaciones, el desarrollotecnológico, la innovación, el escalamiento deprocesos y productos, la prestación de serviciostecnológicos orientados a optimizar los procesosde producción y transformación, tanto enexploración y extracción como en la transformaciónindustrial y comercialización nacional einternacional de sus resultados en el sectorhidrocarburos, así como la capacitaciónespecializada en las áreas de su actividad:
g) Las actividades necesarias para llevar losdesarrollos tecnológicos propios hasta unnivel de industrialización, incluyendo elescalamiento de procesos y productos
n) La formación de especialistas einvestigadores
Anterior Decreto 26 de agosto de 1965
Nuevo Decreto 31 de octubre de 2014
55ARPEL 2015 5
La innovación en el IMP
La innovación tecnológica garantiza la producción del barril del mañana y la sustentabilidad de la industria petrolera
66ARPEL 2015 6
El nuevo plan de negocios del IMP asegura la cadena de valor para la innovación
Plan Nacional de Desarrollo
Plan de Negocios de
PEMEX
Plan de Negocios del
IMP
• Abastecer de energía al país con precios competitivos, calidad y eficiencia a lo largo de la cadena productiva
• Desempeño operativo superior• Incrementar y adaptar la capacidad de transformación industrial
• Impulsar el desarrollo de la petroquímica nacional• Apoyar el crecimiento y mejora del negocio mediante el desarrollo tecnológico
• Alinear e incrementar el éxito de la investigación y desarrollo de tecnologías que generen valor a PEMEX
• Intensificar la eficiencia del desarrollo y capacidad de escalamiento
• Instrumentar los esquemas de escalamiento • Invertir en centros de tecnología
Iniciativas estratégicas
Investigación Escalamiento Productos y servicios
77ARPEL 2015 7
Los objetivos de la organización están enfocados al incremento de nuevas tecnologías para agregar valor a la industria
Alinear e incrementar el éxito de IDT que genere
valor
Intensificar la eficiencia del desarrollo y capacidad de escalamiento
Aportar soluciones tecnológicas integrales
oportunas, alineadas con las áreas estratégicas del
negocio
Objetivos estratégicos asociados directamente a la cadena de valor 1 2 3
Asegurar la sustentabilidad financiera
Atraer, fortalecer y retener capital humano de excelencia
Modernizar y desarrollar la infraestructura
Optimizar los procesos fortaleciendo la gobernabilidad
4 5 6 7Objetivos estratégicos transversales
Productos y serviciosEscalamientoInvestigación
La innovación tecnológica deberá impulsar el crecimiento de la empresa a través de la comercialización de productos originales y servicios integrales
Cadena de valor del IMP
88ARPEL 2015 8
• Proyectos de IDT orientados a la atención de los retos tecnológicos de PEMEX
• Alineados al Plan de Negocios del IMP y al Programa Estratégico Tecnológico de PEMEX
• Enfocados a atender procesos de aguas arriba y aguas abajo
• Cartera de proyectos equilibrada
• Proyectos de alto valor
• Empaquetamiento de desarrollo de productos
• Protocolos de vinculación técnica y comercial
• Transferencia de tecnología de nuevos productos
• Prototipos y pruebas a nivel industrial de los resultados de IDT
• Estrategias comerciales• Estudios de mercado y
competitividad• Posicionamiento
tecnológico de los productos y servicios
• Esquemas de promoción de productos y servicios de alto valor
Productos y serviciosEscalamientoInvestigación
Gestión de recursos humanosSoporte administrativo, laboratorios, tecnologías de la información (TI)
Orientará la generación de un portafolio de proyectos de IDT equilibrado para la solución de los retos tecnológicos de la industria
El proceso de innovación integrará el escalamiento y comercialización de soluciones de valor para la industria petrolera
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Investigación en Exploración y Producción
Investigación en Transformación
de Hidrocarburos
Servicios en Exploración y Producción
Servicios de Ingeniería
Desarrollo de Talento
Planeación de la Operación
Finanzas y Administración
• Soluciones en exploración
• Soluciones en explotación
• Soluciones en instalaciones superficiales y subsuperficiales
• Soluciones en herramientas y sistemas para pozos
• Servicios en exploración y producción, región norte
• Servicios en exploración y producción, región sur
• Servicios de exploración y producción, región marina
• Geología predictiva
• Geofísica cuantitativa
• Ingeniería de yacimientos
• Ingeniería de recuperación adicional
• Perforación y terminación
• Herramientas y sistemas para pozos e instalaciones
• Refinación de hidrocarburos
• Separación de hidrocarburos
• Desarrollo de materiales y productos químicos
• Transformación de biomasa
• Ductos y materiales
• Eficiencia energética y sustentabilidad
• Administraciónde proyectos
• Ingeniería conceptual y básica
• Ingeniería de detalle
• Servicios químicos
• Servicios en ingeniería, región centro -norte
• Servicios de ingeniería, región sur
• Servicios de ingeniería, región marina
• Gestión de talento
• Aprendizaje y desarrollo
• Gestión del conocimiento
• Servicios de transferencia de conocimientos
• Planeación• Estrategias de
comercialización• Evaluación del
desempeño• Tecnologías de
la información y comunicaciones
• Proveeduría y servicios
• Tesorería • Servicios al
personal y relaciones laborales
• Presupuesto y contabilidad
Tecnología de Producto
• Productos para la Exploración
• Productos para el Desarrollo y Explotación
• Productos para la Transformación de Crudo
• Productos para la Transformación de Gas
Productos y serviciosEscalamientoInvestigación
Cadena de valor
Administrar portafolio de proyectos IDT aguas arriba y
aguas abajo
Enlace IDT-aplicación industrial
Escalamiento de los resultados de IDT a través de
alianzas tecnológicas
Soluciones tecnológicas integrales para aguas arriba y aguas abajo
Desarrollar talento y fortalecer
competencias del personal
Estrategia de negocio articulada
en programas, mecanismos
comerciales y procesos
Administrar recursos humanos,
materiales y financieros
Direcciones
Ello, implica una moderna estructura que privilegia la generación de valor a través de la excelencia y es acorde al proceso
Funciones
1010ARPEL 2015 10
Infraestructura y equipamiento
Centro de Tecnologías para Aguas Profundas (CTAP)
Centro de Recuperación de Hidrocarburos en Campos
Maduros (CRH)
Centro de Escalamiento de Tecnologías
Generará las tecnologías para el diseño, desarrollo y operación de campos en aguas profundas y ultraprofundas
Laboratorios
Áreas de enfoque Caracterización de roca y fluidos Modelado físico y numérico Procesos de recuperación Infraestructura para el desarrollo y
explotación
Complejo de instalaciones para el escalamiento de tecnologías: Procesos de transformación Catalizadores Productos químicos Bioprocesos
Los centros de tecnología incrementarán las capacidades de IDT y servicios tecnológicos de alto valor
11ARPEL 2015
Las actividades de IDT se ejecutan mediante el proceso de investigación y escalamiento y su seguimiento se realiza en los sistemas SAP e IDAWeb
Desarrollo de investigación
Desarrollo de tecnología
(escalamiento)
Comercialización de productos,
servicios y tecnologías
Ventas
Ingresos
Regalías
Servicios Internos
Soporte
Necesidades de IDT de la industria
Oportunidades de IDTdetectadas con el cliente
Líneas de investigación definidas
Portafolio de proyectos
Tecnología desarrollada
Tecnología asimilada
Prototipo de nuevos productos y servicios
Portafolio de proyectos de desarrollo de producto
Productos y servicios nuevos
Especificaciones deProductos nuevos y mejorados 31 proyectos 2 proyectos
Desarrollo de investigación
para aguas arriba y aguas
abajo
Desarrollo de tecnología
(escalamiento)
1212ARPEL 2015 12
Portafolio de Proyectos de IDT
Los proyectos se ubican a lo largo de la cadena de valor con una organización que los ejecuta
13
En 2014, de los 41 proyectos de IDT, la mayor participación correspondió a Pemex Exploración & Producción siendo Desarrollo
de Producto el tipo de proyecto dominante
14ARPEL 2015
Proyectos de investigación al cierre de 2014
Objetivos de Negocio
Objetivos de Negocio
15ARPEL 2015
A través de la ejecución de los proyectos de IDT, el IMP ha integrado un activo intangible con alto contenido tecnológico
Solicitu
des d
ePatente
(1967‐2014)
Nacionales
1028
Extranjero
295
Derecho
sde
Autor
(1986‐2014)
Otorgados
2690
Registro de Marcas
(1971‐2014)
Otorgadas
311
Otorgadas860
1616ARPEL 2015
Se muestran tres ejemplos clasificados en : Desarrollo de herramientas, productos químicos y tecnologías de proceso
16
Nuevas Tecnologías y Productos Obtenidos
Desarrollo tecnológico e investigación en aguas arriba y aguas abajo en el IMP: estado actual y acciones futuras
DescripciónAntecedentes:
• El Sistema Mejorador de Patrón de Flujo Venturi (MPFV®) es tecnología alternativa de solución a la declinación de la producción de hidrocarburos
• Beneficios orientados a:o Control de la producción de
agua y gas asociado
o Pozos de gas con problemas de carga de líquidos
o Congelamiento de líneas superficiales
o Administración de la energía de yacimientos no convencionales
o Pozos con producción inestable o intermitente.
Solución para el control y optimización de la producción en pozos de aceite y gas: el MPFV®
Evita el congelamiento de líneasPreviene la formación de hidratos
Controla la producción de agua
Estabiliza el flujo y reducción de caídas de presión en la tubería de producción
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Problemáticas:
Desarrollo tecnológico e investigación en aguas arriba y aguas abajo en el IMP: estado actual y acciones futuras
Aplicaciones:
El MPFV® (Venturi) se ha aplicado enmas de 480 pozos en diversos Activosde PEP:• se instala y recupera en el fondo del
pozo con ayuda de la Unidad deLínea de Acero (ULA).
• La falta de mantenimiento a unpozo con MPFV® presenta unfactor de riesgo latente para futurasintervenciones.
• Se incrementa en promedio 20% lacuota de producción, por cada 5pozos de gas con el empleo deMPFV®, se evita perforar un pozonuevo.
• Con la reducción en la producciónde agua y perforación de pozosminimiza los riesgos ambientales.
El MPFV® venturi aplicado en la recuperación de líquidos, incrementa la producción de gas y condensado
El último control de calidad se realiza en el pozo
Operación conjunta ULA Pemex - IMPDisponibilidad para diferentes diámetros
de tubería de producción
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Desarrollo tecnológico e investigación en aguas arriba y aguas abajo en el IMP: estado actual y acciones futuras
En un yacimiento no convencional el MPFV® (Venturi) permitió incrementar la recuperación en 4,653 barriles en 154 días de producción continua
Aplicación del MPFV® (Venturi) en Chicontepec:
• Permitió incrementar la producción recuperada en 4,653 barriles en 154 días de producción continua.
• Cambió la tendencia de declinación del pozo y a la fecha el pozo sigue aportando aceite.
• La expectativa de producción acumulada incrementó mas de 15,000 barriles.
• la vida productiva se prolongó aproximadamente un año mas.
• Aplicado también en: Bellota-Jujo, Muspac-Macuspana, Samaria-Luna, Cinco Presidentes, Burgos, etc.
Caso Chicontepec (yacimientos no convencionales)
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2020ARPEL 2015 20
Dos cortes del interior de un ducto con corrosión
Problemática en PEMEX
• Los inhibidores de corrosión utilizados en los oleoductos de PEMEX, no controlan simultáneamente problemas de corrosión uniforme y localizada y los resultados no son constantes.
• Debido al incremento en la producción de crudos pesados, la mayor cantidad de contaminantes agresivos agravarán estos problemas de corrosión.
Descripción
• Pemex Refinación ha aplicado de manera sistemática inhibidores de tipo fílmicos para controlar problemas de corrosión uniforme que se presentan en oleoductos que transportan hidrocarburo.
El inhibidor de corrosión IMP-ALICIM-001 permite controlar y mantener dentro de especificación, las velocidades de corrosión en
oleoductos de PEMEX que transportan diferentes tipos de crudo
Esta tecnología se enfoca a controlar de forma eficiente problemas de corrosión uniforme y localizada en condiciones actuales de operación de los oleoductos
Se cuenta con una familia de compuestos químicos (básicos) con propiedades de inhibición a la corrosión: IMP-ALICIM. Se desarrolló la formulación del inhibidor de corrosión IMP-ALICIM-001, utilizando uno de los básicos de la familia IMP-ALICIM.
La tecnología se basa en el desarrollo de nuevas moléculas con actividad inhibidora de la corrosión, éstas se sintetizan con materias primas nacionales.
Para su aplicación se formulan mezclándose con un disolvente orgánico, esto constituye un nuevo inhibidor de la corrosión. no generan emulsión, son técnica y económicamente viables.
2121ARPEL 2015 21
Se realizaron las pruebas de campo del inhibidor de corrosión IMP-ALICIM-001 en los oleoductos de 30” D.N. y 48” D.N. de Nuevo Teapa-Salina Cruz, con resultados de velocidad de corrosión de 0.1. milésimas de pulgada por año (mpa) en los puntos evaluados, que se comparan excelentemente con el valor de control de la corrosión de 2.0 mpa
las que concluyeron el 28 de febrero de 2014
Ejemplo de las velocidades de corrosión obtenidas sin y con la aplicación del inhibidor de corrosión IMP-ALICIM-001 en el
Oleoducto de 48” D.N. Nuevo Teapa-Salina Cruz (crudo Istmo).
0
1
2
3
4
5
6
7
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Velocid
ad de corrosión, m
pa
Meses
TDR MA
IMP‐ALICIM‐001Especificación (2.0 mpa)
Histórico 2013
Jul Ago Sep Oct Nov EneDic Feb
‐2
0
2
4
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8
10
12
14
16
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Velocid
ad de corrosión, m
pa
Meses
TRD D
Especificación (2.0 mpa)
Línea de Referencia
IMP‐ALICIM‐001
Histórico 2013
Jul Ago Sep Oct Nov EneDic Feb
Ejemplo de las velocidades de corrosión obtenidas sin y con la aplicación del inhibidor de corrosión IMP-ALICIM-001 en el
Oleoducto de 30” D.N. Nuevo Teapa-Salina Cruz (crudo Maya)
Aplicación Resultados
• En las pruebas de campo del inhibidor se obtuvieron resultados de velocidad de corrosión de 0.1. milésimas de pulgada por año (mpa) en los puntos evaluados, que se comparan excelentemente con el valor de control de la corrosión de 2.0 mpa.
• Las velocidades de corrosión anteriores a la aplicación del inhibidor de corrosión IMP-ALICIM-001 (valores históricos de 2013), se ubican de manera general entre los 3.0 y 14.0 mpa en ambos oleoductos, valores fuera de la especificación de 2.0 mpa como máximo.
Nota: La pérdida de material, se expresa en “mpa” milésimas de
La mejora en el control de la corrosión incrementa la confiabilidad de los oleoductos al utilizar el inhibidor IMP-ALICIM-001.
2222ARPEL 2015 22
Figura: Ejemplo del diseño de una estructura molecular con propiedades de inhibición a la
corrosión.
Pérdida de pesoCilindro
Rotatorio, polarización Rp
Rueda Nace ID 182 Técnica EIE
MBZC12187525 90.77 96.35 95.95 99.9MBZC12185050 93.46 94.67 97.3 98.9IMP-ALICIM-01* 96.69 90.5 93.24 97.2BZC6127525 91.15 96.14 92.89 99BZC6125050 95.77 96.46 91.37 98.3BZC6122575 93.08 91.97 90.36 99.7Notas:MBZC: Metil BennzotriazolBZC : Benzotriazol* Escalado industrial y validado
Formulación de inhibidores de corrosión
% de eficiencia de inhibición a la corrosión de las formulaciones ante diferentes medios crudo/agua y bajo cuatro métodos de
evaluación
Tabla: Nueva familia de inhibidores de corrosión
El inhibidor de corrosión IMP-ALICIM-001 se desarrollo en tres años con un costo de $20.1 millones
• La síntesis de nuevas estructuras basada en el diseño molecular y el estudio de sus interacciones con los contaminantes y el metal permite el control de la corrosión uniforme y localizada que se presenta en los oleoductos de PEMEX.Solicitud de patente: Expediente Mx/a/2013/012611
Se ha realizado el escalamientoa nivel industrial de la síntesis del compuesto básico y de la formulación
Se escalo a nivel industrial la síntesis del compuesto básico y de la formulación obteniéndose 35 toneladas del inhibidor de corrosión IMP-ALICIM-001.
Se cuenta con una plataforma tecnológica de básicos para formular inhibidores de corrosión para distintas áreas de PEMEX.
Costo de maquila en síntesis de básico y formulación IMP-ALICIM-001: $ 89.43 / kg. Se espera una disminución bajo producción regular.
Pasos siguientes: desarrollar la estrategias de comercialización para este producto y la transferencia tecnológica al interior del IMP
23
HidrocarburosDiolefinas, Si, N, S
•Función: Saturación de Diolefinas
•Metal: NiMo
•Base: Alúmina
•Duración: 3 años•Carga: 40,000 lb•Costo: 10 USD/lb
Hidrogenación de Diolefinas
•Retención de silicio
•NiMo
•Alúmina
•1.5 años•80,000 lb•10 USD/lb
•HDS y HDN
•NiMo/CoMo
•Alúmina
•3 años•65,000 lb•10 USD/lb
•Producir gasolina de alto octano
•Pt‐Re/Pt/Sn•Alúmina
•6‐8 años•100,000 lb
•34 USD/lb+costo del Pt
Guarda de Silicio
Hidrotratamiento Reformación Catalítica de Naftas
Contexto de la problemática a resolver El silicio es un veneno permanente para los catalizadores base alúmina, con mayor
impacto económico sobre aquellos que contienen metales preciosos (Pt-Re/Pt-Sn).
Nafta Primaria+coker(Si)
Diseñado para retener el Silicio y evitar el envenenamiento de los catalizadores de Hidrotratamiento y Reformación Catalítica de Naftas
Sistema de reactores de hidrotratamiento de Naftas
Tecnología para la regeneración de los catalizadores de HDS de nafta de coquizadora
24
Condiciones de evaluación catalítica:T = 300 °CP = 55 kg/cm2
LHSV = 1.58 h‐1Azufre carga 4400 ppmNitrógeno carga 37 ppmCarga : Nafta de Coquer(Madero) con 14 ppm de Silicio.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 20 40 60
Conten
ido de
silicio en la nafta produ
cto (ppm
)
Días de operación
Regenerado 65%
Agotado
Regenerado 80%
La tecnología permite eliminar una mayor cantidad de silicio en el catalizador de hasta un 80 %
Al eliminar un mayor porcentaje de compuestos de silicio presentes en elcatalizador agotado, se incrementa el tiempo de operación durante el cual elsilicio presente en la nafta es retenido al 100%.
25
Caso de estudio
$-
$500,000
$1,000,000
$1,500,000
$2,000,000
$2,500,000
$3,000,000
$3,500,000
$4,000,000
Cos
tos
(USD
/año
)
Cambio de catalizador
Regeneración (65%)
Regeneración (78%) Ahorro al eliminarel 78% de silicio del catalizador agotado
Ahorro al eliminarel 65% de silicio del catalizador agotado
0
2626ARPEL 2015 26
El futuro de la IDT en el IMP
Si queremos explotar y aprovechar la riqueza petrolera nacional, se deberá reducir el ciclo de desarrollo, escalamiento y comercialización
2727ARPEL 2015 27
• Las patentes se han triplicado • Las regalías quintuplicado• 50 por ciento de la investigación es pagada vía regalías• El portafolio de proyectos de IDT es equilibrado, con 10-15% de
investigación básica, 10-15% con asimilación y el resto desarrollando y escalando productos
• Las alianzas tecnológicas son vistas como un mecanismo normal para ampliar el conocimiento, capturar experiencias y generar valor
Competitividad
• 10% de la producción de crudo y gas es debida a proyectos desarrollados por el área de tecnología
• 10 % de la eficiencia de los procesos de transformación es debida a proyectos del área de tecnología
• 25% por ciento de sus servicios de tecnología e ingeniería se comercializan internacionalmente
• La ingeniería soporta el 30% de sus servicios en nuevos productos
Innovación
• Su capacidad de ejecución se ha ampliado 25 por ciento con el mismo monto de servicios personales
• Se ha renovado 15 por ciento de sus ingenieros e investigadores• La magnitud de los indirectos son competitivos
Viabilidad
El futuro de la IDT en el IMP, ¿cómo se ve en 5 años?. Sus grandes retos se soportan en cambios realizados a la estrategia de innovación
Conclusiones
• En un mercado abierto, la tecnología es un elemento diferenciador yfactor de éxito.
• Los centros de investigación y de tecnología son medios yhabilitadores para mejorar el negocio.
• Nosotros, los recursos humanos somos quiénes establecemos elrumbo, generamos ideas, construimos prototipos, escalamostecnología, en suma: generamos valor.
• En fin, la investigación y la tecnología nos abren nuevos horizontes ynos permiten inventar el futuro.
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