bdigital.ula.vebdigital.ula.ve/storage/pdf/42287.pdf · 2019-04-29 · “ DEFINICIÓN DE LA...

“ DEFINICIÓN DE LA ARQUITECTURA DEL CENTRO DE CONTROL DE LA UNIDAD DE

EXPLOTACIÓN DE YACIMIENTOS BARINAS DE PDVSA SUR”

Autor: Sonia E. Duarte P. Tutor académico: Edgar Chacón Tutor industrial: José Salazar

Proyecto de Grado presentado ante la ilustre Universidad de los Andes como Requisito Final para Optar al Título de Ingeniero de Sistemas.

Universidad de los Andes Facultad de ingeniería

Escuela de ingeniería de sistemas (Febrero, 2002)

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

PDVSA

Reconocimiento

Definición de las necesidades de información para el centro de control

ii

RESUMEN

Actualmente en todas las Unidades de Explotación de Yacimientos (U.E.Y.) de

PDVSA se trabaja en materia de avance tecnológico, lo que dio origen a un plan maestro de

automatización, cuya implantación de la automatización integrada subsuelo – superficie

(AI2S), requiere del establecimiento de una arquitectura de equipos, sistemas y

aplicaciones que garanticen la operación eficiente de las soluciones asociadas con la

gerencia integrada de yacimientos y que permita adaptarse a los cambios que se generen en

los procesos de producción como consecuencia de la evolución hacia la unidad de

explotación de yacimientos del futuro, y los cambios que se presenten en materia de

incorporación de tecnologías de automatización.

En consecuencia se requiere de la conceptualización de la arquitectura de la sala de

control de la unidad de explotación de yacimientos de Barinas basada en las necesidades y

requerimientos de información, con la implantación de elementos necesarios para brindar

soluciones integradas de optimización y gerencia de yacimientos, por lo que incluye

elementos físicos (como por ejemplo: redes, servidores, telecomunicaciones, interfaz de

usuario) y elementos funcionales o lógicos (tales como: aplicaciones, flujo de datos e

información, esquema de integración y de operación, repositorios, mantenimiento).

Se plantea: la arquitectura de la sala de control, cuya conceptualización está basada

en formatos desarrollados en los que se plasman las necesidades de la U.E.Y-B. El diseño

de la infraestructura del centro de control y análisis de ubicación del centro.

DESCRIPTORES COTA

Automatización *

Redes de computadoras T59.5D83

Arquitectura

Reconocimiento


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GLOSARIO

1. FODA, significa fortalezas, oportunidades, debilidades y amenazas. Análisis que nos

permite conocer cuales son las características que enmarcan el problema, para

posteriormente desarrollar una solución.

2. SCADA, significa Supervisory Control and Data Adquisition, esto quiere decir,

supervisión, control y adquisición de datos.

Son sistemas software que permiten que un usuario pueda, desde una sala de

control, recoger datos de uno o varios dispositivos remotos y/o enviar instrucciones de

control a dichos dispositivos.

3. El proyecto factible, consiste en la elaboración de una propuesta, de un modelo

operativo viable o una solución posible a un problema tipo práctico, para satisfacer

necesidades de una institución o grupo social. La propuesta debe tener apoyo, bien sea de

una investigación de campo, o una de tipo documental y puede referirse a la formulación de

políticas, programas, tecnologías o procesos.

4. Investigación de campo, se refiere al análisis sistemático de problemas con el propósito

de describirlos, explicar sus causas y efectos, entender su naturaleza y factores

constituyentes o predecir su ocurrencia. Los datos de interés son recogidos en forma directa

de la realidad por el propio estudiante; en este sentido se trata de investigaciones a partir de

datos originales o primarios. UPEL (1998:5)

5. Investigación documental, aquella que se basa en la obtención y análisis de datos

provenientes de materiales impresos u otros de documentos.

6. Visualización de implementación, se requiere a la forma en que se operara para llevar a

cabo la propuesta planteada, para ello se cuenta con lineamientos corporativos en donde se

establece que el proyecto debe llevarse a cabo por estadios tecnológicos.

Reconocimiento


iv

7. CENTINELA, Es el repositorio histórico de datos de producción. Se almacenan los

datos con la finalidad de monitorear los parámetros de comportamiento de producción.

8. IPR, significa índice de productividad. Es la variable que permite medir cual es la

productividad del pozo.

9. PD, significa producción diferida. Es la variable que emite diariamente operaciones de

producción, donde se reporta cual fué la pérdida de producción del día.

10. PT, significa producción total. Es la variable que emite diariamente operaciones de

producción, donde se reporta cual fué la producción total del día.

11. RTU, Significa unidades terminales remotas. Son unidades encargadas de adquirir los

datos de los dispositivos de campo (instrumentación), para posteriormente transmitirlas al

centro de control. Son sistemas de adquisición de datos, tal como su nombre lo indica, se

encargan de recoger las variables que están siendo medidas en campo (a través de sensores

y transmisores), de ejecutar lazos de control, y de enviar estas señales hacia una sala de

control, en donde se realizarán algunos otros análisis importantes donde estas variables se

vean involucradas.

12. Pozo consciente, significa que el pozo es inteligente. Quiere decir que gracias a la

nueva tecnología el pozo, se auto diagnóstica, auto regula y auto controla.

13. Conciencia colectiva, Significa que al contarse con pozos conscientes, todos los

equipos tienen conocimiento de lo que ocurre en los procesos, lo que permitirá menos

dependencia de supervisión de los procesos por parte de los departamentos encargados de

mantener la producción.

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v

14. DNP3, es un protocolo de comunicación por capas. El DNP realiza esencialmente las

funciones básica del SCADA: inicialización, interrogación, información por anomalías,

sincronización del reloj, salidas del control y del punto de ajuste, congelación de datos,

transferencia de datos, etc.

15. TCP/IP, es un protocolo que proporciona transmisión fiable de paquetes de datos sobre

redes. El nombre TCP / IP Proviene de dos protocolos importantes de la familia, el

Transmission Contorl Protocol (TCP) y el Internet Protocol (IP).

16. PI, significa InfoPlus. Es un repositorio histórico de datos. Permite almacenar grandes

cantidades de datos.

17. RCP, significa red de control de procesos. Es la red que permite el control de los

procesos en las instalaciones.

18. PLC, significa controlador lógico programable. Son dispositivos encargados de realizar

secuencias de control y de enviar la señal adecuada a los elementos finales de control para

así completar los lazos de control.

19. DCS (distributed control systems), significa sistemas de control distribuido. El

Sistema de control Distribuído, unirá a la instrumentación del campo electrónica y a otros

dispositivos como PLC, de supervisión y computadoras de optimización, etc. vía los

sistemas de interfaz de comunicación.

20. MBFPD, significa miles de barriles de fluido por día. Es la cantidad de fluido (agua,

gas y crudo) que se produce por día.

21. BNPD, significa barriles netos por día. Es la cantidad de crudo que se genera y que se

envía a patios de tanque.

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22. Rasterizan, se entiende por rasterizar al proceso de digitalización de documentos, que

posteriormente son almacenados en carpeta de pozo. Ésta última es el archivo de PDVSA

SUR.

23. RA/RC, significa reacondicionamientos de pozos. Es una tarea de mayores

proporciones y alcance que el mantenimiento, la estimulación o la limpieza corrientes. Lo

que quiere decir que se le realiza un tratamiento especial a los pozos para que se mantenga

la producción.

24. Fieldbus, es un protocolo de comunicación de campo. Funciona completamente de

manera digital. utilizado para medición industrial y aplicaciones de control.

Un protocolo es un conjunto de reglas que aseguran una transmisión ordenada de

información útil entre dos o mas dispositivos.

25. Puntos del centro de control, representan cada una de las variables que llegan al

centro de control y que serán medidas, supervisadas y controladas por el sistema SCADA.

Cada punto representa una variable. El comportamiento de la variable, es almacenada en

forma de Tags (etiqueta). Esto no quiere decir que la cantidad de puntos no varía, ya que el

histórico se irá almacenando en la misma variable.

26. HMI, significa interfaz hombre – máquina. Es el sistema que permite la visualizacón de

la información.

27. Nodo, se refiere a todos los servidores que están conectados a la red de control de

procesos.

28. Nodo maestro, se refiere a los servidores Scada o servidores en tiempo real. Son los

encargados de adquirir la información (actualización de los datos de campo) y

posteriormente almacenarla en el servidor de datos histórico.

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29. Nodo de respaldo, se refiere a los servidores de respaldo de los servidores Scada. Son

los servidores encargados de darle mayor confiabilidad al sistema de adquisición de datos,

permitiendo disminuir la criticidad de los procesos. Los mismos se activarán en el momento

que ocurre una falla de comunicación en los servidores Scada, lo que conduce a que la

adquisición de los datos no se verá afectada.

30. Nodo View, significa que además de ser un nodo de respaldo, permite utilizarse para la

supervisión y control de los procesos.

31. Nómina contra actual, significa que el personal contratado deberán tener como grado

de instrucción mínima técnicos superiores.

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TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 1

CAPÍTULO I. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y METODOLOGIA DE

SOLUCION ................................................................................................................... 5

1.1. EL PROBLEMA ................................................................................................ 6

1.2. OBJETIVOS ....................................................................................................... 10

1.2.1. Objetivo general ............................................................................................ 10

1.2.1. Objetivos específicos .................................................................................... 10

1.3. JUSTIFICACION ............................................................................................... 11

1.4. ALCANCE .......................................................................................................... 11

1.5. ANTECEDENTES ............................................................................................. 11

1.6. METODOLOGIA DE SOLUCION ................................................................... 12

1.6.1. Diseño de la investigación ............................................................................ 12

1.6.1.1. Revisión documental ............................................................................... 13

1.6.1.2. Desarrollo de formatos, entrevistas y visitas a centros ........................... 13

1.6.2. Área de la investigación ................................................................................ 14

1.6.3. Fases de la investigación ............................................................................... 14

1.6.3.1. Chequeos a centros de control ................................................................ 15

1.6.3.2. Diagnóstico de la situación actual .......................................................... 15

1.6.3.3. Definición de los requisitos para el diseño del centro de control ........... 16

1.6.3.4. Evaluación de la alternativa .................................................................... 16

1.6.3.5. Diseño de la arquitectura del centro de control ...................................... 17

1.6.3.6. Desarrollo de la documentación ............................................................. 17

CAPITULO II. BASES TEORICAS .......................................................................... 19

2. INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 20

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2.1. ARQUITECTURA DE AUTOMATIZACIÓN .................................................. 20

2.1.1. Iluminación del yacimiento .......................................................................... 22

2.1.2. Instrumentación y control en superficie ........................................................ 23

2.1.3. Aplicaciones de AI2S ................................................................................... 24

2.1.4. Ambientes de supervisión y control, optimización, logística y

modelado del proceso de explotación de yacimiento ................................... 24

2.1.5. RTU inteligentes ........................................................................................... 25

2.1.6. Red integradora ............................................................................................. 25

2.2. ESTADIOS TECNOLÓGICOS AI2S ................................................................ 25

2.2.1. Estadio I de AI2S .......................................................................................... 27

2.2.2. Estadio II de AI2S ......................................................................................... 28

2.2.3. Estadio III de AI2S ....................................................................................... 29

2.3. TECNOLOGÍA DE INFORMACIÓN Y COMUNICACIONES ...................... 30

2.4. ELEMENTOS DE LA ARQUITECTURA ........................................................ 31

2.5. ESQUEMÁTICO DE OBTENCIÓN DE LA INFORMACIÓN ....................... 34

2.6. TENDENCIAS DEL SISTEMA SCADA ....................................................... 35

2.6.1. Avances hacia nuevas tecnologías ............................................................. 35

2.7. CONCEPTUALIZACIÓN DE ELEMENTOS CONSIDERADOS ................... 41

2.7.1. Sala de control .............................................................................................. 41

2.7.2. Repositorios o bases de datos ....................................................................... 41

2.7.3. Scada ............................................................................................................. 41

2.7.4. Servidores ..................................................................................................... 42

2.7.5. Requisitos de redes ....................................................................................... 42

2.7.5.1. Requisitos generales de la red de control de procesos ............................ 42

2.7.5.2. Requisitos de tiempo real ........................................................................ 43

2.7.5.3. Requisitos del medio ambiente ............................................................... 45

2.8. MEDIOS DE COMUNICACIÓN DE LA INFORMACIÓN ............................ 46

2.8.1. Par trezado unshielded .................................................................................. 47

2.8.2. Pares trezados escudados .............................................................................. 47

2.8.3. Cable coaxial ................................................................................................. 47

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2.8.4. Fibra óptica ................................................................................................... 48

2.9. EXTENSIÓN ...................................................................................................... 48

2.9.1. Red LAN ....................................................................................................... 48

2.9.2. Red MAN ...................................................................................................... 49

2.9.3. Red WAN ..................................................................................................... 49

2.10. PROTOCOLOS DE BAJO NIVEL .................................................................. 49

2.10.1. Ethernet ....................................................................................................... 50

2.10.2. Tipos de ethernet ......................................................................................... 50

2.11. EQUIPOS DE RED .......................................................................................... 52

2.11.1. Equipos de red ............................................................................................ 52

2.11.2. Switch ......................................................................................................... 53

2.11.3. Router .......................................................................................................... 53

2.11.4. Servidores terminales e impresoras ............................................................ 53

CAPITULO III. EVALUACION Y DIAGNOSTICO DE LA SITUACION

ACTUAL ....................................................................................................................... 54

3. INTRODUCCION ..................................................................................................... 54

3.1. PROCESOS INVOLUCRADOS EN LA AUTOMATIZACION ...................... 55

3.1.1. Procesos de la Unidad de Explotación de Yacimientos de Barinas .............. 56

3.1.1.1. Macro procesos involucrados en producción .......................................... 56

3.1.1.1.1. Sub procesos asociados a los procesos de Extracción, Tratamiento

y Mantenimiento ............................................................................... 57

3.1.1.2. Sub procesos involucrados en la automatización de la U.E.Y-B ............. 58

3.1.1.3. Relación entre Departamentos y superintendencias ................................ 59

3.2. VARIABLES GENERALES MEDIDAS DE LOS POZOS .............................. 59

3.3. VARIABLES GENERALES MEDIDAS DE LAS ESTACIONES DE

FLUJO ............................................................................................................... 60

3.3.1. Sub procesos asociados ................................................................................. 60

3.4. VARIABLES GENERALES MEDIDAS DE LOS EFLUENTES .................... 61

3.4.1. Sub procesos asociados ................................................................................. 62

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3.5. INFRAESTRUCTURA Y PRODUCCION ASOCIADA EN LAS

INSTALACIONES DE LA UNIDAD DE EXPLOTACION

DE BARINAS ..................................................................................................... 62

3.5.1. Estaciones de flujo y efluentes ...................................................................... 62

3.5.1.1. Estación de flujo Silvan .......................................................................... 63

3.5.1.2. Estación de flujo Sinco D ....................................................................... 65

3.5.1.3. Estación de flujo Mingo .......................................................................... 66

3.5.1.4. Estación de flujo Silvestre ...................................................................... 68

3.5.1.5. Estación de flujo Palmita ........................................................................ 69

3.5.1.6. Sub - estación de flujo Borburata ........................................................... 70

3.5.1.7. Estación de flujo Sinco A, Sinco B y Sinco C ........................................ 71

3.5.1.8. Pozos ....................................................................................................... 72

3.6. DIAGNOSTICO GENERAL DE LAS PLARAFORMAS EXISTENTES

COMO SOPORTE A BASE DE DATOS DE PRODUCCION ......................... 74

3.6.1. Centinela ....................................................................................................... 74

3.6.2. Finder ............................................................................................................ 74

3.6.3. OFM (Oil Field Manager) ............................................................................. 75

3.6.4. DFW (Dimms for Windows) ........................................................................ 75

3.7. FLUJO DE DATOS AMBIENTE INTEGRADO DE PDVSA – SUR .............. 75

3.7.1. Almacenamiento de información .................................................................. 78

3.7.1.1. Flujo de datos para ingeniería, proyectos, estudios, monitoreo, gestión

sigemap y OFW ...................................................................................... 78

3.8. SITUACION GENERAL DE ADQUISICION DE LA INFORMACION EN

LA UNIDAD DE EXPLOTACION DE YACIMIENTOS DE BARINAS ....... 82

3.8.1. Procedimientos actuales de adquisición de datos de los procesos en

producción .................................................................................................... 82

3.8.1.1. Variables de muestras y pruebas de producción ..................................... 83

3.9. MODELADO DE LOS PROCESOS PARA OBTENCION DE LA

INFORMACION .............................................................................................. 85

3.9.1. Flujograma de los departamentos involucrados y la relación entre ellos ..... 85

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xii

3.9.2. Procedimientos Actuales ............................................................................... 86

CAPITULO IV. DEFINICION DE LAS NECESIDADES DE INFORMACION

PARA EL CENTRO DE CONTROL ................................................. 94

4. INTRODUCCION ..................................................................................................... 95

4.1. PROCESOS DEL AREA DE BARINAS ........................................................... 95

4.2. DEFINICION DE LOS PARAMETROS Y VARIABLES A MEDIR .............. 95

4.3. APLICACIONES Y SOLUCIONES DE AUTOMATIZACION VS

NECESIDADES DE INFORMACION .............................................................. 97

4.3.1. Pozos ............................................................................................................. 98

4.3.2. Estaciones de flujo ........................................................................................ 102

4.3.3. Facilidades eléctricas .................................................................................... 106

CAPITULO V. DESARROLLO DE LA PROPUSTA DE LA ARQUITECTURA

DEL CENTRO DE CONTROL ............................................................... 107

5. INTRODUCCION ..................................................................................................... 108

5.1. FUNCIONALIDAD DEL CENTRO DE CONTROL ....................................... 108

5.2. OBTENCION DE LA INFORMACION ........................................................... 109

5.2.1. Determinación de los puntos para el centro de control ................................. 111

5.2.1.1. Obtención de números de pozos ............................................................. 111

5.2.1.1.1. Pozos activos por campo ................................................................... 111

5.2.1.1.2. Pozos que se predicen perforar ......................................................... 112

5.2.1.2. Calculo de puntos .................................................................................... 113

5.2.1.2.1. Pozos ................................................................................................. 113

5.2.1.2.2. Estaciones de flujo ............................................................................ 114

5.2.1.2.3. Efluentes ........................................................................................... 115

5.2.2. Total de puntos .............................................................................................. 115

5.2.3. Servidores ..................................................................................................... 116

5.2.3.1. Servidores de entrada y salida (servidores SCADA) .............................. 116

5.2.3.2. Servidores de datos históricos (base de datos operacional) .................... 116

Reconocimiento


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5.2.3.3. Servidor de aplicaciones ......................................................................... 117

5.2.3.4. Servidores web ........................................................................................ 117

5.2.4. Base de datos corporativa ............................................................................. 117

5.2.4.1. Manejador de bases de datos .................................................................. 118

5.2.5. Sistema operativo de los servidores .............................................................. 118

5.3. PROPUESTAS DE VISUALIZACION DE LA INFORMACION PARA LA

SUPERVISION Y CONTROL DE LOS PROCESOS ....................................... 119

5.3.1. Elaboración del formato ................................................................................ 119

5.3.1.1. Por proceso ............................................................................................. 119

5.3.1.2. Por área geográfica ................................................................................. 120

5.3.2. Resultados del formato ................................................................................. 120

5.4. ESQUEMA DE VISUALIZACION DE LA ESTRUCTURACION DE LAS

OPERACIONES SEGÚN RESULTADOS DEL FORMATO .......................... 120

5.4.1. Manejo de la información ............................................................................. 121

5.4.2. Interfaz hombre – máquina ........................................................................... 121

5.4.2.1. Esquema general de interfaz ................................................................... 122

5.4.2.1.1. Interfaz .............................................................................................. 123

5.4.2.1.2. Scheduler .......................................................................................... 124

5.4.2.1.3. Reportes ............................................................................................ 124

5.5. SISTEMA DE RESPALDO DE PROCESOS .................................................... 125

5.5.1. Análisis de sistemas de redundancia ............................................................. 125

5.5.1.1. Propuesta 1 de respaldo .......................................................................... 128

5.5.1.2. Propuesta 2 de respaldo .......................................................................... 130

5.6. ARQUITECTURA PROPUESTA DEL SISTEMA SCADA ............................ 132

5.6.1. Esquema general del protocolo de comunicación de campo al centro de

control ........................................................................................................... 133

5.6.1.1. Esquemático de transmisión ................................................................... 133

5.6.1.2. Equipos y dispositivos en el centro de control ....................................... 134

5.6.1.2.1. Sala de control de operaciones .......................................................... 134

5.6.1.2.2. Sala de desarrollo de ingeniería de automatización .......................... 135

Reconocimiento


xiv

5.6.1.2.3. Centro de cableado y redes ............................................................... 136

CAPITULO VI. ESTRATEGIA DE INFRAESTRUCTURA DEL CENTRO

DE CONTROL .................................................................................. 142

6. INTRODUCCION ..................................................................................................... 143

6.1. ASPECTOS GENERALES DEL CENTRO DE CONTROL ............................ 143

6.2. PLANTEAMIENTO DEL DISEÑO PARA EL CENTRO DE

CONTROL .......................................................................................................... 144

6.2.1. Tamaño ......................................................................................................... 144

6.2.1.1. Sala de control y supervisión de operaciones ......................................... 144

6.2.1.1.1. Número de equipos ........................................................................... 145

6.2.1.1.1.1. Consolas de operaciones ............................................................. 145

6.2.1.1.1.2. Máquina administrativa .............................................................. 145

6.2.1.1.1.3. Procesos y cantidad de señales ................................................... 145

6.2.1.2. Sala de desarrollo de ingeniería de automatización ................................ 146

6.2.1.3. Sala de cableado y redes ......................................................................... 146

6.2.1.4. Sala de laboratorio .................................................................................. 147

6.2.1.5. Área de cocina ........................................................................................ 147

6.2.1.6. Área de oficina ........................................................................................ 147

6.2.2. Seguridad (ventanas, puertas, pisos, paredes y techo) .................................. 147

6.2.3. Personal, baños, cocina, depósitos, lockers .................................................. 148

6.2.3.1. Personal ................................................................................................... 148

6.2.3.2. Baños, cocina, depósitos, lockers ........................................................... 149

6.2.4. Mobiliario ..................................................................................................... 149

6.2.5. Ambiente confortable ................................................................................... 150

6.3. DESARROLLO DE LA PROPUESTA DEL DISEÑO DEL CENTRO DE

CONTROL .......................................................................................................... 150

6.3.1. Diseño del centro de control ......................................................................... 150

6.3.2. Plano del centro de control ........................................................................... 152

6.3.2.1. Dimensiones consideradas ...................................................................... 154

Reconocimiento


xv

6.4. ANALISIS PARA UBICACIÓN DEL CENTRO DE CONTROL ................... 154

6.4.1. Variables de decisión .................................................................................... 154

6.4.2. Encuestas ...................................................................................................... 155

6.4.3. Matriz de evaluación ..................................................................................... 155

6.4.4. Jerarquización de acuerdo a resultados obtenidos, según ponderación

del personal involucrado ............................................................................. 156

6.4.5. Clasificación de las variables de decisión de acuerdo a promedios

obtenidos .................................................................................................... 157

6.4.5.1. Clase A .................................................................................................... 157

6.4.5.2. Clase B ................................................................................................. 157

6.4.5.3. Clase C ................................................................................................. 157

6.4.6. Porcentajes que aportan cada variable .......................................................... 158

6.4.7. Análisis de la situación actual de los posibles lugares de ubicación ............ 158

6.4.8. Análisis general de la situación .................................................................... 160

6.4.9. Resultados finales del análisis de ubicación del centro ................................. 164

RESULTADOS ESPERADOS ....................................................................................... 166

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................. 172

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS .......................................................................... 176

ANEXOS ....................................................................................................................... 178

ANEXOS 1. SISTEMA SCADA PARA ADQUISICION DE DATOS ....................... 179

ANEXOS 2. PERSONAL, REPORTES Y PROCEDIMIENTOS DEL CENTRO

DE CONTROL ......................................................................................... 198

ANEXOS 3. PROCESOS Y VARIABLES A MEDIR ................................................. 208

ANEXOS 4. FORMATOS PARA DEFINIR LA ESTRUCTURACION DE LAS

OPERACIONES ....................................................................................... 237

ANEXOS 5. FORMATOS PARA UBICACIÓN DEL CENTRO DE CONTROL ...... 242

ANEXOS 6. CARACTERIZACION DE LOS ASPECTOS GENERALES PARA

EL DISEÑO DEL CENTRO DE CONTROL .......................................... 244

ANEXOS 7. PLANTILLAS A EMPLEAR POR LOS OPERADORES ..................... 255

Reconocimiento


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ÍNDICE DE FIGURAS

Fig. 1. Modelo integral de productividad ........................................................................ 20

Fig. 2. Transformaciones en el proceso de gerencia integrada de Yacimiento ................ 21

Fig. 3. Funcionalidad de la arquitectura integrada subsuelo superficie ........................... 22

Fig. 4. Estadios tecnológicos de AI2S................................................................. ............. 27

Fig. 5. Pirámide de automatización .................................................................................. 34

Fig. 6. Etapas de la concepción del sistema Scada ......................................................... ... 36

Fig. 7. Esquema de nuevas tendencias del sistema Scada ................................................ 39

Fig. 8. Relación entre sistemas, hacia la integración ........................................................ 40

Fig. 9. Procesos de la unidad de explotación de yacimientos Barinas ............................ 56

Fig. 10. Procesos de producción ....................................................................................... 57

Fig. 11.Esquema de obtención de datos de efluentes ....................................................... 61

Fig. 12. Estaciones de flujo de la unidad de explotación Barinas .................................... 72

Fig. 13. Flujo ambiente integrado ..................................................................................... 77

Fig. 14. Diagrama de flujo para muestras y pruebas de producción ................................ 83

Fig. 15. Representación gráfica de pruebas de producción ............................................. 84

Fig. 16. Relación entre procesos ...................................................................................... 85

Fig. 17. Consolas de operación ........................................................................................ 120

Fig. 18. Área, campos de Barinas ..................................................................................... 122

Fig. 19. Interfaz representativa ......................................................................................... 123

Fig. 20. Representación scheduler .................................................................................... 124

Fig. 21. Representación de reportes ................................................................................. 124

Fig. 22. Propuesta 1 de respaldo del Scada ..................................................................... 128

Fig. 23. Propuesta 2 de respaldo del sistema ................................................................... 130

Fig. 24. Arquitectura propuesta del sistema Scada .......................................................... 132

Fig. 25. Plano del centro de control .................................................................................. 152

Fig. 26. Levantamiento del plano del centro de control ................................................... 153

Fig. 27. Gráfico de las medidas obtenidas ........................................................................ 156

Reconocimiento


xvii

Fig. 28. Gráfico de porcentajes ........................................................................................ 158

Fig. 29. Gráfica de los resultados en porcentajes ............................................................. 165

Reconocimiento


xviii

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Producción asociada a la estación Silvan ........................................................... 63

Tabla 2. Infraestructura estación Silvan ........................................................................... 64

Tabla 3. Producción asociada a la estación Sinco D ........................................................ 65

Tabla 4. Infraestructura estación Sinco D... ..................................................................... 65

Tabla 5. Producción asociada a la estación Mingo .......................................................... 67

Tabla 6. Infraestructura estación Mingo ........................................................................... 67

Tabla 7. Producción asociada a la estación Silvestre ....................................................... 68

Tabla 8. Infraestructura estación Silvestre ....................................................................... 68

Tabla 9. Producción asociada a la estación Palmita ......................................................... 69

Tabla 10. Infraestructura estación Palmita ....................................................................... 69

Tabla 11. Infraestructura sub-estación Borburata ............................................................ 70

Tabla 12. Infraestructura sub-estación Sinco A, B y C .................................................... 71

Tabla 13. Distribución de pozos en los campos ............................................................... 73

Tabla 14. Integración datos pozos – operaciones de producción ..................................... 87

Tabla 15. Integración datos pozos – optimización ........................................................... 88

Tabla 16. Integración datos pozos – yacimientos, estudios integrados ............................ 89

Tabla 17. Integración datos pozos y estaciones de flujo – tratamiento ............................ 90

Tabla 18. Integración datos estaciones de flujo – operaciones de producción ................. 91

Tabla 19. Integración datos estaciones de flujo-operaciones de producción e

infraestructura ................................................................................................... 92

Tabla 20. Integración datos pozos, estaciones de flujo y efluentes - gerencia ................. 93

Tabla 21. Propuesta de desarrollo de los pozos ............................................................... 98

Tabla 22. Propuesta de desarrollo de las estaciones de flujo .......................................... 102

Tabla 23. Propuesta de desarrollo de facilidades eléctricas ............................................ 106

Tabla 24. Pozos activos .................................................................................................... 111

Tabla 25. Pozos preseleccionados para automatizar considerando predicciones ............. 112

Tabla 26. Predicciones de pozos a perforar ...................................................................... 113

Reconocimiento


xix

Tabla 27. Pozos preseleccionados a automatizar considerando predicciones .................. 113

Tabla 28. Pozos preseleccionados para automatizar sin considerar predicciones ............ 114

Tabla 29. Puntos de base de datos, considerados por estación de flujo ........................... 114

Tabla 30. Puntos de base de datos, considerados de los efluentes por estación de flujo . 115

Tabla 31. Total de puntos de base de datos ...................................................................... 115

Tabla 32. Especificaciones técnicas del cableado ............................................................ 141

Tabla 33. Rango de los elementos para la calidad del interior del centro ........................ 150

Tabla 34. Matriz de evaluación para ubicación del centro de control .............................. 155

Tabla 35. Promedios de las ponderaciones del personal .................................................. 156

Tabla 36. Evaluación de las áreas de las variables clase A .............................................. 161

Tabla 37. Evaluación de las áreas de las variables clase B .............................................. 161

Tabla 38. Evaluación de las áreas de las variables clase C .............................................. 162

Tabla 39. Puntuación final ................................................................................................ 164

Reconocimiento

INTRODUCCIÓN

Los sistemas de producción petrolera, cada vez tienden a ser totalmente

automatizados e integrados, debido a que permite la toma de decisiones a tiempo,

previniendo pérdidas de producción. La unidad de explotación de yacimientos de Barinas

(U.E.Y-B) no posee ningún proceso automatizado, partiendo de este hecho se plantea la

necesidad de definir la arquitectura del centro de control con una visión futurista.

En un análisis de la situación actual, se encuentra que los problemas más comunes

en el área son:

1. No se dispone de procesos de producción automatizados como consecuencia de ello no

se tiene la información en tiempo real, lo que ocasiona problemas de atraso para tomar

acción y decisiones ante posibles fallas en los procesos.

2. No existe una sala de control de producción, donde se centralice la supervisión y control

de las operaciones automatizadas.

3. No se cuenta con documentos en donde se enfoque los requerimientos de la U.E.Y-B.

En vista de la problemática descrita se plantea la definición de la arquitectura del

centro de control con visión corporativa de AI2S para soportar el crecimiento de la

automatización de la U.E.Y-B de acuerdo a las definiciones previstas en los planes

estratégico y operacional para el área de Barinas. El centro de control estará orientado a la

supervisión y control de los procesos, y en la medida en que se vayan cumpliendo las

etapas de automatización su funcionalidad se irá orientando a otro fin.

El objetivo de este proyecto, es definir la arquitectura del centro de control de la

U.E.Y de PDVSA-SUR, abarcando una visión futura de todo lo que implica la

automatización y de esta manera garantizar su evolución tecnológica y proporcionar

mejores beneficios para el negocio. Su importancia radica en los beneficios que

Reconocimiento


2

proporciona la automatización, por cuanto ofrece la posibilidad de mejores beneficios, en

producción, tiempo, eficiencia y eficacia.

La Automatización Industrial aplicada a la producción, que se quiere para la U.E.Y.

del futuro de PDVSA SUR, está orientada a una integración de los procesos de subsuelo-

superficie que la conforman. La arquitectura permitirá la posterior integración de los datos,

llevando la información a cada uno de los niveles de automatización. Para ir en la misma

dirección con el plan maestro de automatización se analiza el documento corporativo

“automatización integrada subsuelo – superficie” en el cual se enmarca como debe ir

creciendo en materia de automatización la unidad U.E.Y-B. Este crecimiento ha sido

propuesto por estadios, es decir se llevará a cabo por etapas y con la aplicación de nueva

tecnología. Se realizan reuniones para determinar los procesos a ser automatizados y las

variables.

La metodología para la realización del proyecto plantea un estudio dirigido a

elaborar la documentación de la arquitectura del centro de control, considerando sus

requerimientos y recursos.

Para la búsqueda de información, se estudia el flujograma del negocio, en el cual se

determinan cada uno de los procesos que son de interés para automatizar. Una vez

determinados los procesos se realiza un estudio de los mismos, con la finalidad de obtener

los componentes que forman parte del proceso y la información que se requiere según las

necesidades del cliente. Se elaboran formatos donde se plasman cada uno de los parámetros

y variables a medir y la información que se requiere para satisfacer las necesidades de la

U.E.Y-B. De acuerdo a la cantidad de variables y la infraestructura de las instalaciones, se

determinan los puntos de base de datos que llegan al centro de control y por consiguiente se

define la arquitectura.

Para lograr la “integración de los datos” (llevar la información hacia las áreas que la

requieran a través de aplicaciones, sistemas, por medio de protocolos de transmisión), se

Reconocimiento


3

consideran tres aspectos muy importantes: control, mantenimiento y gestión. Los cuales

deben trabajar de manera conjunta. En la arquitectura del centro de control se considera un

“ruter” (ubicado en el centro de cableado), que permite que se establezca comunicación,

entre la red LAN (red de control) y la red LAN (red administrativa), lo que permite la

integración de la información a las diferentes áreas que la requieran.

Para fines del estudio, se define la arquitectura de automatización según la pirámide

de automatización industrial [10], en la cual se recopilan las mejores prácticas de

automatización utilizadas por la gerencia de automatización industrial, estas sirven para

apoyar y dirigir la planificación y la evolución en la implantación de las soluciones de

automatización en el negocio de producción.

Las soluciones de automatización industrial (hardware y software) en PDVSA están

representadas por un modelo en forma piramidal constituido por cuatro (4) niveles. La base

de la pirámide corresponde al nivel de medición y control básico, le sigue un segundo nivel

denominado control supervisorio y avanzado, luego le sigue el nivel de optimización de los

procesos y finalmente, el cuarto nivel denominado gerencia del activo en tiempo real.

Todos estos niveles están integrados en forma vertical (interniveles), mediante la

interacción entre aplicaciones vía redes y, en forma horizontal (intraniveles), mediante la

interacción entre aplicaciones de un mismo nivel. Lo citado anteriormente se considera para

definir la arquitectura del centro de control, servidores Scada y de respaldo, servidor de

aplicaciones, servidor web para interfaces hombre-máquina. El centro de control tendrá

como función la supervisión y control de las operaciones de producción, a su vez se tendrá

un servidor de aplicaciones que permitirá la optimización de los procesos.

De acuerdo a lineamientos de automatización integrada subsuelo – superficie [2], la

definición de la arquitectura del centro de control para la U.E.Y-B de PDVSA SUR, debe

brindar robustez y confiabilidad vinculada fuertemente a la red integradora. Su

planteamiento incluye la disposición de una red de procesos de alta disponibilidad y ancho

Reconocimiento


4

de banda, para soportar los procesos críticos de adquisición de datos, supervisión, control y

optimización.

Para conceptualizar la definición de la arquitectura en función de las necesidades de

la unidad de explotación, se plantean como objetivos secundarios la determinación de la

situación actual de la unidad de explotación de Barinas, identificación de los procesos y

variables a automatizar, recolección de los requerimientos y exigencias del cliente,

identificación de los recursos necesarios para satisfacer al cliente e identificación y estudio

de la solución requerida para la automatización.

La estructura del trabajo se establece en capítulos dirigidos al alcance de los

objetivos del proyecto es la siguiente. El capítulo I explica la problemática existente en el

área a estudiar y la metodología que dio solución al problema. El capítulo II define las

bases teóricas que sustentan la investigación. El capítulo III explica la situación actual de la

U.E.Y-B. El capítulo IV, plantea el levantamiento de información y se define las

necesidades de información requeridas por el cliente. El capítulo V muestra la propuesta de

la arquitectura del centro de control. El capítulo VI se define la estrategia de infraestructura

y análisis de ubicación del centro.

Reconocimiento


5

CAPÍTULO I. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y METODOLOGÍA DE

SOLUCIÓN

Reconocimiento


6

1.1. EL PROBLEMA

PDVSA ha asumido oportunamente el reto de mantenerse competitiva y rentable.

Para ello, ha puesto en marcha la transformación de su estructura corporativa, con el

propósito fundamental de redefinir el papel de la casa matriz y consolidar de manera

efectiva su operatividad.

La empresa moderna dispone de los últimos avances en materia de automatización

para llevar a cabo sus funciones, petróleos de Venezuela sociedad anónima no es la

excepción, a pesar de no ser la automatización su negocio fundamental, esta es de gran

importancia para el desarrollo de sus principales actividades entre las cuales se encuentran

exploración, producción, manufactura, mercadeo y servicios.

Los centros de excelencia sienten la necesidad de mantenerse como empresa sólida

planteándose para ello el adelanto tecnológico de sus instalaciones (automatización de los

procesos e instalaciones) involucrados en la extracción, tratamiento y recolección del

crudo de PDVSA.

Ante la necesidad de avanzar hacia la unidad de explotación de yacimientos del

futuro (UEY-F) surge AI2S (automatización integrada subsuelo - superficie) y el desarrollo

de documentos corporativos en donde se destaca en que consiste el plan maestro y las

diferentes etapas donde se puede evolucionar [1]. Este concepto define la concepción e

implantación de nuevos esquemas de medición y control en superficie y subsuelo

integrados mediante plataformas de equipos, sistemas y aplicaciones de automatización,

cuyo objetivo es aumentar la productividad del negocio.

La U.E.Y-B en sus intentos de apegarse a este plan, propone seguir los lineamientos

que se plantean con el plan e ir en dirección de la automatización de sus instalaciones.

Reconocimiento


7

La implantación del modelo AI2S se contempla en estadios tecnológicos,

evolucionando la infraestructura de sus instalaciones por etapas. La primera etapa empieza

con la instalación de nuevas tecnologías de instrumentación, adquisición y transmisión de

datos hasta en una última etapa contar con un control inteligente en donde los pozos se auto

diagnostiquen y auto controlen, involucrando un cambio de concepción del centro de

control y mas importante aun el hecho de contar con la integración de los datos de manera

automatizada.

La situación actual de la U.E.Y-B es que no posee ningún proceso automatizado,

por lo que se debe iniciar con la automatización de sus procesos, esto es con la

incorporación de instrumentación de campo.

La U.E.Y-B debe adaptarse a las condiciones propias que enmarcan sus campos,

condiciones propias de los pozos, su dispersión geográfica, producción, así como también

estaciones de flujo y efluentes, y la disponibilidad de recursos y necesidad de

automatización de sus procesos e instalaciones. Es allí que la U.E.Y-B debe iniciar el plan

con la implantación de instrumentos inteligentes, tanto de subsuelo como de superficie, con

unidades de adquisición y transmisión de datos que permitan visualizar la información en

un centro de operaciones para controlar y supervisar los procesos. La arquitectura del

centro de control que requiere la unidad de explotación debe permitir la supervisión y

control de los procesos. Sin embargo la arquitectura debe estar adecuada para soportar las

exigencias que presenta el plan maestro de automatización. En vista de lo planteado, se

requiere para la integración de los datos, una arquitectura bien definida, con soporte hacia

la U.E.Y-F.

En consecuencia de la problemática general expuesta se requiere hacer un análisis

FODA1 [3], el cual se realiza con la finalidad de determinar cuales son las debilidades,

fortalezas, amenazas y oportunidades que enmarcan la Integración de la Información de los

procesos de la U.E.Y-B, con el plan de automatización que se está adelantando. Se requiere

conocer que podemos lograr con AI2S y que ofrezca oportunidades del mejoramiento de

Reconocimiento


8

producción y en general para la unidad de explotación, que nos permite alcanzar la gran

meta de la automatización de los procesos, pero también que nos podría afectar y que

podemos mejorar. Indiscutiblemente en todo proyecto existen amenazas que no podemos

evadir con facilidad pero que en general podemos atacar para obtener nuestro objetivo.

Basándose en el análisis FODA, se puede orientar el trabajo, para obtener el impacto de la

automatización deseada y que contribuya al mejoramiento de gestión del negocio.

El análisis FODA, involucra los procesos y la manera como se obtienen los datos y

fluye la información desde los procesos mismos hasta las áreas y niveles que la requieran.

Esto nos permite determinar las características que enmarcan el problema.

Del análisis realizado se desprende:

Las amenazas que involucran la instalación de los instrumentos de campo y la adquisición

de los datos: la dispersión geográfica de los pozos, la inseguridad del área, la confiabilidad

del sistema eléctrico y límites presupuestarios de equipos, aplicaciones y plataformas de

implantación. Hecho por el cual debe atacarse el problema manejándose los elementos

antes expuestos, requiriéndose un estudio detallado de los mismos.

Como debilidades encontramos que la obtención de la información y el control de

los procesos se realiza de manera manual. Siendo una gran desventaja en cuanto a

eficiencia de toma de decisiones, hecho por el cual se plantea iniciar el plan de

automatización y en consecuencia, se justifica la incorporación de equipos de

automatización y el desarrollo de la “Definición de la arquitectura del centro de control con

una visión futurista”.

Estas debilidades pueden atacarse de tal manera que el plan no se vea afectado, para

ello se cuenta con fortalezas: documentos guías corporativos que permiten visualizar a la

unidad de explotación, se tiene personal con soporte de automatización con experiencia en

desarrollo de proyectos, se poseen reservas que permiten el cumplimiento de operación del

área de Barinas y personal joven, con capacidad de adaptación al cambio que involucra otra

Reconocimiento


9

forma de operación. Se cuenta con el entusiasmo de la participación de las gerencias

involucradas para lograra el objetivo.

De igual manera se cuentan con oportunidades que le dan fortaleza a la puesta en

marcha del Plan: contando así con oportunidad de instalar en campo de manera homogénea

tecnología novedosa y avanzada, de igual forma se podrá realizar la integración de los

sistemas con plataformas únicas e interfaces de comunicación estándares, se puede tomar

las estrategias de otros distritos afianzando el plan estratégico de Barinas, reubicación de

las instalaciones de producción, formación de gas fortaleciendo generación de electricidad

en Borburata.

En el proyecto se plantea, realizar un diagnóstico de la situación actual de la adquisición de

datos y la manera como trabaja el personal, haciendo énfasis en la obtención de necesidades

de automatizar sus procesos, requerimientos de información tanto de subsuelo como de

superficie, abarcando sus instalaciones “pozos, estaciones de flujo y efluentes”, para definir

así una arquitectura confiable, que soporte los requerimientos del personal de la U.E.Y-B. y

que posteriormente permita la integración de la información a las diversas áreas y niveles

que la requiera. Para ello se plantean propuestas de presentación de información para su

supervisión y control de los diferentes procesos, se plantea la arquitectura del centro de

control y las especificaciones generales a considerar de la sala de control, especificaciones

de sistemas de adquisición de datos, sistemas de respaldo que darán confiabilidad al sistema

a través de equipos de redundancia, planteamiento de la estrategia de infraestructura y la

definición de la ubicación del centro de control.

Basándonos en el análisis FODA de la integración del dato para la U.E.Y-Barinas

en fines de Automatización, se plantea los objetivos que enmarcan el trabajo.

Reconocimiento


10

1.2. OBJETIVOS

1.2.1. Objetivo general

Conceptualizar la arquitectura del centro de control de la unidad de explotación de

Barinas de PDVSA-SUR, que permita la supervisión y control de los procesos y que sirva

como soporte a la integración de la información.

1.2.2. Objetivos específicos

• Determinar la situación actual en cuanto a la adquisición de la información y manejo de

la misma, los procedimientos para obtener los datos de los procesos, así como también el

flujo de integración de los datos de los diversos procesos involucrados en la extracción,

recolección y tratamiento de crudo.

• Recolectar los requerimientos y exigencias del cliente, identificando los procesos y

variables a automatizar, y las necesidades de automatización.

• Identificar los recursos necesarios para satisfacer al cliente y estudiar la solución

requerida para la automatización.

• Plantear la arquitectura del centro de control basándose en la visión que se desea para la

U.E.Y-Barinas.

• Definir los aspectos generales del centro de control y la estrategia de infraestructura.

• Estudiar y analizar la ubicación del centro de control.

Reconocimiento


11

1.3. JUSTIFICACIÓN

Debido a que la U.E.Y-B emprenderá un proceso de automatización planificada y

basada en los lineamientos corporativos de AI2S de la gerencia del centro de excelencia Sur

y del plan estratégico de ejecución, se vislumbra la necesidad de realizar los estudios que

permitan conceptualizar la arquitectura de automatización que soporte el crecimiento

previsto para disponer de la U.E.Y-F dentro de un periodo que será precisado en el plan

operacional de automatización. Debido a que no se posee documentación del área de

Barinas se justifica la necesidad de definir sus requerimientos y necesidades, reafirmando

el compromiso de evolución que tiene la unidad de explotación.

1.4. ALCANCE

El alcance del estudio tiene un marco de ingeniería conceptual, en el cual se definen

los requerimientos y necesidades que posee la Unidad de Explotación de Barinas abarcando

así las operaciones de los procesos de producción, incluyendo pozos, estaciones de flujo y

efluentes.

El documento presenta la conceptualización de la arquitectura de automatización

con soporte hacia la integración de la información.

1.5. ANTECEDENTES

La U.E.Y-B, no posee ningún proceso automatizado. El Distrito Sur está conformado por

Barinas y Apure. La Unidad de Explotación de Yacimientos de Apure (U.E.Y-A),

actualmente tiene un nivel de automatización de 38% en pozos, mientras que en un 45% en

las estaciones de flujo aproximadamente. El adelanto en materia de automatización en la

U.E.Y. Apure, se debe a los problemas de riesgo en el área. Así mismo se conoce que se

tiene un centro de control en donde se supervisan y controlan procesos, pero actualmente

no existe una interfaz que permita la transmisión de los datos de los sistemas Scada a los

sistemas corporativos, lo que confirma que en el área no hay una integración de la

Reconocimiento


12

información en tiempo real, en el proceso del flujo del datos, los mismos se suministran a

los sistemas de manera manual.

En el caso de Occidente y Oriente, se posee un nivel de automatización mayor, se cuenta

con centro de control y en materia de integración se tienen adelantos, se ha desarrollado la

interfaz que comunica el sistema SCADA2 con sistemas corporativos, tal interfaz permite la

comunicación entre aplicaciones.

Debido a las necesidades de mejoramiento de los sistemas de producción con el fin de

aumentar la productividad de los campos, aumentar la eficiencia de los procesos, disminuir

los impactos ambientales y los costos operacionales y de mantenimiento, incrementar los

niveles de seguridad y lograr la obtención de productos de mayor calidad y de mayor valor

agregado, surge la necesidad de la unidad de explotación del mejoramiento de los métodos

de extracción y tratamiento del petróleo, tratando de llegar a lo que hoy se conoce como

U.E.Y-F.

1.6. METODOLOGIA DE SOLUCIÓN

1.6.1. Diseño de la investigación

La definición de la arquitectura del centro de control, se presenta como una solución

factible a la problemática planteada, por lo tanto, el sistema propuesto es una investigación

de tipo proyecto factible3. Cuya implementación se plantea llevar a cabo por fases, pues

para lograr la automatización total de los procesos acarrea un gran costo y de acuerdo al

plan maestro de automatización se debe llevar a cabo por etapas.

Para la realización del proyecto, se hace necesario un estudio de la situación actual de la

U.E.Y-B, a fin de llevar a cabo el levantamiento de la información necesaria para plasmar

la conceptualización del centro de control. Se considera una investigación de campo4, de

tipo documental5 y de tipo de visualización de implantación6.

Reconocimiento


13

1.6.1.1. Revisión documental

A través de la revisión bibliográfica se ubicó en que es lo que se quiere a escala

corporativa, cual es el modelo de automatización integrada subsuelo–superficie y como se

piensa llevar a cabo la automatización de la unidad de explotación del futuro [2].

De igual manera se consultaron fuentes secundarias, esencialmente revisión bibliográfica

(documentos corporativos de definición de arquitectura corporativa sobre AI2S, fase de

visualización, fuentes electrónicas en línea (Internet e Intranet de PDVSA) y se consultaron

las normas ISA [4] y [5]).

1.6.1.2. Desarrollo de formatos, entrevistas y visitas a centros de control

Se elaboran formatos en los cuales se especifican los parámetros y variables a medir (anexo

3). Recolectada la información se definen las necesidades del personal de la U.E.Y-B.

(tablas capítulo IV).

Se realizaron entrevistas con el personal de la U.E.Y-B, quienes establecieron que

información requieren, contribuyendo así en la definición total de las variables a medir. El

personal entrevistado pertenece a las gerencias de producción, tratamiento, infraestructura y

mantenimiento. Definiéndose así las variables a medir.

Formato 2.

Formatos en donde se presentan diversas opciones de la estructuración de las operaciones

(anexo 4). Se realizan distintas entrevistas y en reunión de consenso, se determina como se

establecerá las operaciones en el centro de control. Determinándose a su vez la cantidad de

consolas para la supervisión y control de los procesos.

Reconocimiento


14

Formato 3.

Formato en la cual se destacan los principales aspectos técnicos y operacionales, a tomar en

cuenta para clasificar la ubicación del centro de control. El personal de la unidad de

explotación le da ponderación a los elementos tomados en cuenta, según su importancia.

Con ello se realiza análisis de la situación y se determina la ubicación del centro de control

(anexo 5).

Formato para analizar la situación de las salas de control de despacho de carga y patios de

tanque (anexo 5), con la finalidad de sustentar el análisis de la ubicación del centro, y a su

vez sirve de apoyo para evaluar la posibilidad de utilizar espacio, equipos, etc. de los

centros de control mencionados, involucrando la posibilidad de reducir costos.

A través de entrevistas con supervisores de campo, se levanta información de la

infraestructura existente en las instalaciones (capítulo III).

A través de visitas a la sala de control del despacho de carga, y la estación patios de tanques

de Silvestre (PTS), se realizo observación directa de la arquitectura de los centros de

control.

1.6.2. Área de la investigación

El área de la investigación comprende los procesos de Barinas (extracción, tratamiento y

mantenimiento operacional, abarcando así, pozos, estaciones de flujo y efluentes).

1.6.3. Fases de la investigación

En esta parte se destacan los aspectos que se consideran para definir la arquitectura

y las consideraciones de la estrategia de implantación del centro.

Reconocimiento


15

1.6.3.1. Chequeos a centros de control

Se visitaron dos salas de control para inspeccionar sobre sus características

generales, la sala de control del despacho de carga, y la sala de control de patios de tanques

de Silvestre (PTS), de igual manera se verificaron los recursos disponibles y se indagó

acerca de que tipo de arquitectura se considera el mas idóneo para la U.E.B para presentar

la información.

1.6.3.2. Diagnóstico de la situación actual

Para el diagnóstico de la situación actual se llevaron a cabo reuniones con personal de

Schlumberger e Intesa para determinar la situación con respecto al manejo de información e

integración de la misma.

En las reuniones se destacó el hecho de que la obtención de datos a nivel de todos

los procesos de los pozos, estaciones de flujo y efluentes de PDVSA SUR, se realiza de

manera manual, razón por la cual la información no se tiene en tiempo real, lo que nos

orienta a una plataforma de integración de los datos manual, con deficiencias en entregas e

insuficiente información de los procesos. Cuando se requiere información se obtiene de

sistemas que contienen los datos, de esta manera el personal manipula información.

Sí el personal requiere trabajar con datos de producción, perforación, exploración,

reacondicionamiento, Etc. Se le genera una cuenta y se crea un acceso directo del sistemas

u aplicaciones que requiere, de esta manera el acceso a información se restringe.

Se obtuvo información de las plataformas en las cuales se encuentran montadas el

sistema corporativo de producción “CENTINELA7”.

Poseer la información en tiempo real es de gran importancia ya que podemos obtener

información de lo que sucede en los procesos, mejorando eficiencia en tiempos de

Reconocimiento


16

respuesta, seguridad de los activos, activando mecanismos de prevención lo que nos

permitiría mantener la producción, sin que ocurra producción diferida por problemas, lo

cual proporcionaría la gran ventaja de una gestión del negocio optima, lo que permite

mantenernos como empresa integra y competitiva.

Se definen los recursos materiales, características generales de centros de control y demás

equipos a utilizar. Se revisaron las normas ISA para conocer a cerca de las

recomendaciones para centros de control y en consecuencia asegurar su buen

funcionamiento para una supervisión y control de las operaciones.

1.6.3.3. Definición de los requisitos para el diseño del centro de control

Se describen los procesos y las variables que deben cumplir con la arquitectura del

centro de control, de acuerdo al estudio de las exigencias para el buen funcionamiento del

mismo definiendo los requisitos mínimos para su realización.

1.6.3.4. Evaluación de las alternativas

Se describe la alternativa de la arquitectura del centro de control que garantiza la solución

de la U.E.Y. del futuro, en la cual se esboza su evaluación de acuerdo a las necesidades,

recursos, y exigencias del cliente, elaborando para ello formatos que permiten la selección

del cliente de cómo desean se presente la información, eligiendo la alternativa que

presentaba que encontraron mas idónea y que satisface sus necesidades y las expectativas

en materia de avance tecnológico de la U.E.Y-B con sus procesos totalmente

automatizados.

Para la ubicación del centro de control se elaboraron formatos en los cuales se destacan los

aspectos que se consideran importantes para la selección de la ubicación del mismo y

Reconocimiento


17

posteriormente realizar un análisis y determinar cual podría ser el lugar de ubicación de la

sala de control.

1.6.3.5. Visión de la estrategia de implementación de la definición de la

arquitectura del centro de control

La estrategia de implementación de la arquitectura tiene como premisa su alineación con la

visión de la U.E.Y–F. Para lograr esto, la plataforma propuesta permitirá la integración de

las tecnologías de automatización requeridas para la supervisión, control y optimización de

los procesos de producción (subsuelo - superficie), ajustándose a las transformaciones que

vayan realizándose a dichos procesos.

Para lograr esta meta, la automatización integrada desde el fondo del pozo (subsuelo) hasta

los procesos de manejo (superficie) constituye un elemento clave para soportar el concepto

de la U.E.Y–F, siendo esta la razón, que determinó la necesidad de iniciar el proyecto que

permitiese disponer de la infraestructura de automatización subsuelo – superficie necesaria

para llevar a cabo dicha evolución.

1.6.3.6. Desarrollo de la documentación

En los aspectos de documentación, se desarrollaron los formatos de:

• Levantamiento de la información que contiene los requerimientos y necesidades del

cliente y con ello los beneficios que se tienen, midiendo y controlando las variables

y parámetros.

• Formatos para presentación de la información, para su posterior monitoreo y

control.

• Formatos para estudiar cual puede ser el lugar de ubicación del centro de control.

Reconocimiento


18

• Especificaciones del centro de control, considerando cada una de las características

que explican la lógica de funcionamiento del centro.

• Propuesta de la arquitectura del centro de control.

• Conceptualización de la arquitectura, basándose en los formatos desarrollados.

Reconocimiento


19

CAPÍTULO II. BASES TEÓRICAS

Reconocimiento


20

2. INTRODUCCIÓN

En esta sesión se destacan las tendencias hacia la automatización integrada, las

cuales son base para evolucionar la arquitectura en función del plan maestro de

automatización. Así como también se definen conceptos que son empleados en el

documento.

2.1. ARQUITECTURA DE AUTOMATIZACIÓN

En la arquitectura de AI2S se realizan esfuerzos tecnológicos orientados a

incrementar de manera integral la productividad del negocio de producción, manteniendo a

su vez costos competitivos y a fortalecer el concepto de gerencia integrada de yacimientos.

La figura 1 señala de manera general las áreas que principalmente deben ser fortalecidas

para lograr el objetivo de incremento de productividad y la figura 2 muestra los aspectos

principales que soportan la gerencia integrada de yacimientos.

Reconocimiento


21

Figura 1. Modelo integral de productividad

Figura 2. Transformaciones en el proceso de gerencia integrada de yacimientos

Desde el punto de vista de automatización, el negocio de producción ha venido

operando en lazo de control abierto enfocando la optimización hacia el área de superficie.

Para alcanzar los objetivos que actualmente se plantean en las UEY’s, en términos

de productividad, competitividad y gerencia integrada de yacimientos surge la necesidad

de: integrar datos de subsuelo en los procesos de análisis nodal (considerando el IPR8 como

variable a optimizar vs PD9/PT10), cerrar el lazo de control del yacimiento e integrar y

maximizar la potencialidad que ofrecen las herramientas de productividad. Para lo cual, tal

como se ilustra en la figura 3, es necesaria la implantación de un conjunto de aplicaciones

integradas subsuelo - superficie que faciliten los procesos de control y optimización del

negocio de producción, que ahora deberán correr en una plataforma o arquitectura AI2S

capaz de evolucionar en función de los estadios tecnológicos identificados hacia la UEY

del futuro.

8. Índice de productividad

9. Producción diferida

10. Producción total

Reconocimiento


22

Cierre Lazo 2S

+ F(objetivo)del

Yacimiento

Estrategia de Control del Yacimiento (ECY)

(ECY)

(Parámetros del Sub-suelo)

(Parámetros de Superficie)

(Control 2S)

…….

VARIABLES

OFM

CAMPO ... BASE DE DATOS …

PLATAFORMA

SISTEMAS EXPERTOS

TRAYECTORIAS DE COMPORTAMIENTO

TRIGGER

PANSYSTEM

PIPESIM

SUITE-CADE

UEY´S

B uild -u p SB C _108 (Pro more)

66 00

67 00

68 00

69 00

70 00

71 00

72 00

73 00

14:3

3:3

0

15:4

0:3

5

16:4

7:4

0

17:5

4:5

2

19:0

1:5

7

20:0

9:0

2

21:1

6:0

6

22:2

3:1

0

23:3

0:1

8

00:3

7:2

1

01:4

4:2

6

02:5

1:3

0

03:5

8:3

8

05:0

5:4

0

06:1

2:4

6

07:1

9:5

0

08:2

6:5

6

09:3

4:0

1

10:4

1:0

5

11:4

8:1

0

12:5

5:1

8

14:0

2:2

1

15:0

9:2

7

16:1

6:3

1

17:2

3:3

7

18:3

0:4

1

19:3

7:4

5

20:4

4:5

1

21:5

1:5

5

22:5

9:0

0

00:0

6:0

5

01:1

3:1

0

02:2

0:1

6

03:2

7:2

1

04:3

4:2

6

05:4

1:3

0

06:4

8:3

6

07:5

5:4

0

Se rie1

OTRAS

Integración soluciones

Tasa BPD

IPR

-

Pres

ión

Q1

Outflow

Inflow

PD / PT

Análisis Nodal 2S

Aplicaciones AI2S Aplicaciones AI2S Aplicaciones AI2S

Figura 3. Funcionalidad de la arquitectura integrada subsuelo - superficie

En esta sección se plantea la vinculación entre los elementos que conforman la

arquitectura AI2S y las necesidades del negocio de producción visualizadas, tanto en el

modelo integral de productividad (figura 1) como en la cadena de valor de la gerencia

integrada de yacimientos (figura 2). Los componentes de la arquitectura de AI2S que

soportan cada objetivo o necesidad del negocio, pueden visualizarse en la información

incluida en el anexo 1. A continuación se describe de forma general como cada bloque de

elementos de arquitectura aporta a la consecución de estos objetivos del negocio.

2.1.1. Iluminación del yacimiento

Reconocimiento


23

La iluminación del yacimiento permitirá aumentar el nivel de certidumbre de los

modelos, con el consecuente impacto en la optimización de los planes de explotación.

Adicionalmente, el disponer de los datos del subsuelo en tiempo real permite acelerar la

validación o ajuste histórico del modelo y el monitoreo continuo del proceso de

explotación, mantenimiento y detección de fallas, con lo cual puede pasarse de la actividad

correctiva a la actividad preventiva y predictiva de situaciones que puedan afectar la

productividad de la explotación del yacimiento.

La iluminación del yacimiento se inicia desde el estadio I de AI2S, al dotarse los

pozos productores de sensores permanentes (físicos y lógicos) para medir en tiempo real

variables de subsuelo tales como presión, temperatura y caudal. El nivel de iluminación se

va incrementando en los estadios sucesivos, con la consolidación de soluciones de

medición para otras variables (resistividad, microsísmica, etc.) y con la aparición de nuevas

tendencias tales como la nanotecnología y los biosensores.

2.1.2. Instrumentación y control en superficie

Adicionalmente a las tecnologías que se irán incorporando para iluminar el

yacimiento, se requiere disponer de una serie de sensores y elementos de control en

superficie, que integrados con los equipos de subsuelo, permiten optimizar de manera

integral el sistema de producción desde el subsuelo hasta la superficie.

Estos componentes de superficie se deben instalar en pozos, múltiples y estaciones

de flujo mediante los diferentes programas de automatización contemplados en los planes

de negocio de las unidades de explotación y se orientarán a mecanismos que permitan

detectar / corregir problemas que generan producción diferida (impacto en PD/PT). Esta

plataforma es de vital importancia para el concepto AI2S y la misma, ahora incorpora

nuevos elementos tales como: medidores multifásicos y reductores ajustables, los cuales

Reconocimiento


24

son necesarios para acometer las tareas de monitoreo de yacimientos (incremento de la

frecuencia de pruebas de pozos y disminución del tiempo de pruebas) y control remoto de

la producción por pozo, incluyendo el control de la presión de fondo fluyente (Pwf), con la

respectiva prevención de daños a la formación (arenamientos, precipitación de asfáltenos,

etc.).

2.1.3. Aplicaciones de AI2S

Los macro - procesos del modelo de gerencia integrada de yacimientos (figura 2),

serán apalancados con una serie de aplicaciones de software que permitirán darle la

orientación de tiempo real. A su vez estas aplicaciones contribuyen al aumento de la

productividad del negocio de producción, con base al modelo integral de productividad

mostrado en la figura 1.

2.1.4. Ambientes de supervisión y control, optimización, logística y monitoreo del proceso de explotación de yacimientos

La arquitectura debe incluir toda la plataforma de hardware y software necesaria

para dar soporte a los ambientes en los cuales se ejecutarán las funciones de:

• Supervisión y control.

• Optimización integral.

• Monitoreo de yacimientos.

• Logística / planificación / programación operacional.

• Operaciones de plantas.

• Coordinación operacional.

Reconocimiento


25

Cada uno de estos ambientes constará de su respectiva área de trabajo cooperativo

que apoye el trabajo en equipos interdisciplinarios.

Adicionalmente a la arquitectura irá incorporando progresivamente las facilidades

que permitan el trabajo cooperativo entre las diversas disciplinas a través de medios que

permitan el establecimiento virtual de salas o centros de trabajo.

2.1.5. RTU inteligente

Para soportar el concepto del “pozo consciente12”, la arquitectura incluye la

incorporación de un nuevo equipo para adquisición de datos, control y optimización al nivel

de los pozos, estos nuevos equipos se han denominado RTU11 inteligentes universales y las

mismas incorporarán todas las funcionalidades que permitan que los pozos puedan auto –

diagnosticarse y auto – regularse para mantener una producción / inyección óptima de

fluidos con criterios de rentabilidad.

Las RTUs Inteligentes compartirán entre sí datos, información y conocimientos.

2.1.6. Red integrada

Para el funcionamiento de la arquitectura AI2S es clave el medio de interacción

entre los diversos componentes físicos y lógicos. Esta interacción se realiza a través de lo

que denominamos red integrada, conformada por las redes de proceso y la red corporativa.

2.2. ESTADIOS TECNOLÓGICOS AI2S

La automatización integrada subsuelo – superficie (AI2S) para las unidades de

explotación de PDVSA, soporta la concepción e implantación de nuevos esquemas de

Reconocimiento


26

medición y control en subsuelo y superficie, integrados mediante una plataforma de

equipos, sistemas y aplicaciones de automatización y optimización, con miras a aumentar la

productividad del negocio de producción, apoyando la gerencia integrada de yacimientos.

La nueva arquitectura de automatización (redes de superficie, sistemas de adquisición de

datos, aplicaciones de optimización, modelos y simuladores, etc.) permitirá generar y

administrar la información requerida para alcanzar las metas previstas en la visión de la

UEY-F.

En función de lo anterior, el objetivo de la AI2S es incrementar la productividad del

negocio de producción, apoyando la integración de los procesos asociados a la cadena de

valor de la gerencia integrada del yacimiento, por medio de la nueva arquitectura de

automatización, que contempla: la incorporación de instrumentación de fondo y superficie

en los pozos, control de la producción e inyección en subsuelo, automatización de las

instalaciones de superficie, desarrollo/adaptación de aplicaciones especializadas para la

optimización de los procesos de producción, y la integración de la información de todos

estos elementos con las herramientas de productividad, los sistemas corporativos y centros

de visualización de yacimientos, además de las salas de control y operaciones de plantas y

coordinación operacional.

La plataforma AI2S representa el nuevo modelo corporativo de automatización, que

permitirá:

• Reducir el ciclo de explotación de yacimientos.

• Reducir costos de operación (incrementar productividad).

• Garantizar los factores de recobro previstos en los proyectos de recuperación secundaria

y apoyar su incremento.

• Incrementar la relación global PD/PT.

• Optimizar el ciclo de validación de los modelos de yacimientos.

Reconocimiento


27

• Incrementar confiabilidad.

• Disponer de una plataforma de cibernética que pueda evolucionar de manera flexible

hacia la visión de la U.E.Y-F.

La implantación de la AI2S en PDVSA, ha sido visualizada en tres etapas o

estadios tecnológicos, como puede verse en la figura 3, en función de la disponibilidad

tecnológica, de la rentabilidad de su masificación y de la evolución propia de la

infraestructura y los procesos de producción hacia la UEY-F.

Es importante destacar que las tecnologías y aplicaciones que se muestran para cada

estadio, corresponden a los elementos marcadores que predominarán en las distintas

unidades de explotación, pero que la implantación en cada área dependerá de la rentabilidad

y del valor agregado que se identifique para cada caso en particular. De igual forma, los

lapsos que se marcan en la figura 4 para cada estadio, corresponden a la visión del equipo

de trabajo sobre la disponibilidad comercial de las tecnologías y aplicaciones indicadas y

por ende no deben ser vistos como períodos de vigencia de las soluciones o como fechas

compromiso para la implantación de AI2S en las distintas U.E.Y-B.

A continuación se señalan los objetivos principales que desde el punto de vista de

tecnología de automatización, se tiene previsto cubrir en cada estadio.

Reconocimiento


28

99 - 2002

03 - 06

•Monitoreo y Control deYacimientos en TiempoReal.

•Control y Optimización deProducción e Inyección.

•Modelaje, Simulación eInferencia de Parámetrosde Subsuelo.

• Integración con Suite deHerramientas y Basesde Datos de E&P.

• Integración con Datos de Perforación, Modelos y Simuladoresde Yacimientos.

•Mediciones en fondo de Pozo (P, T, F).•Control de Inyección Selectiva en Fondo de Pozo.•Mediciones Multifásicas en Estaciones de Flujo, Optimizaciónde Pruebas de Pozo.

ESTADIO I•Remplazo de SistemasCentralizados poresquemas distribuidos.

•Pozos Conscientes.•Aplicaciones ejecutadasa nivel de Pozos

ESTADIO II

•Medición Multifásica en Pozos (Superficie).

•RTU para el nuevo Paradigma, capaz deejecutar las aplicaciones en los pozos.

•Red unica de Datosy Aplicaciones.

•Separación, Reinyección ymezclas en fondo de Pozo.

ESTADIO III

•Sensores de fondo en base ananotecnología y robótica.

07 - 10

•Campo en Lazo Cerrado(Consciencia Colectiva)

Figura 4. Estadios tecnológicos de AI2S

2.2.1. Estadio I de la AI2S

Los objetivos principales que desde el punto de vista de automatización, se

alcanzarán en esta etapa, son los siguientes:

Iniciar la iluminación del yacimiento, mediante la incorporación de aquellas

tecnologías que permitan la captura y/o cálculo en tiempo real de variables significativas

del yacimiento y el control sobre los fluidos producidos e inyectados.

Integrar las variables capturadas en fondo de pozo con los sistemas de

automatización, las herramientas de productividad, las aplicaciones de monitoreo de

yacimientos y los sistemas de simulación y modelaje de yacimientos.

Desarrollar las aplicaciones de AI2S, necesarias para soportar las funciones de

monitoreo y control de yacimientos en tiempo real y las de diagnóstico y mantenimiento

remoto de la infraestructura.

Reconocimiento


29

2.2.2. Estadio II de la AI2S

En el estadio II se tiene previsto alcanzar los siguientes objetivos tecnológicos:

Distribuir las aplicaciones desarrolladas en el primer estadio, a fin de que se

ejecuten al nivel de los nuevos sistemas de adquisición de datos, supervisión y control del

comportamiento de los pozos. De esta forma se aumenta la confiabilidad de la arquitectura

AI2S y se permite la instauración del modelo de “pozo consciente”, mediante el cual los

pozos dispondrán de los equipos y datos necesarios para auto-diagnosticarse y auto-

regularse, tomando como base los rangos y puntos de operación que le son enviados, en una

primera etapa, desde los sistemas superiores de control y logística de producción e

inyección. Estas aplicaciones distribuidas hacia los pozos, deben ser adaptadas en función

de los dispositivos de campo establecidos en este estadio.

Continuar la iluminación del yacimiento con tecnologías de medición para

nuevas variables significativas. Dentro de los conceptos que se introducirán en este estadio

está la tomografía del radio de drenaje de los pozos y la microsísmica, como tecnología

emergente para obtener información sobre los elementos asociados al yacimiento

(delineación de fallas, monitoreo de procesos geomecánicos, movimiento de frentes de

fluidos, monitoreo de fracturamiento hidráulico y caracterización del yacimiento).

Desarrollar nuevas aplicaciones para maximizar la agregación de valor con las

nuevas tecnologías de medición y control en subsuelo y superficie disponibles en el

mercado.

2.2.3. Estadio III de la AI2S

Completar la iluminación del yacimiento, mediante la recolección de otras

variables significativas. Para lograr esto, se empleará la nanotecnología, introduciendo

nuevos sensores de forma masiva en los pozos nuevos y existentes, evitando la necesidad

Reconocimiento


30

de trabajos de recompletación para colocarlos. El uso de los “robots viajeros” que

recolectarán datos a lo largo de las tuberías de producción y revestimientos, evitará la

necesidad de usar cables para transmitir las señales. También se incorporarán sensores y

elementos de control capaces de viajar en el medio poroso.

Aplanamiento total de la red única de datos, mediante una comunicación directa

entre los sensores y elementos de control, con las aplicaciones que los manipulan. Con esto

se logrará la máxima robustez y confiabilidad de la arquitectura, debido a que las fallas en

algún elemento no se propagarán como fallas en el resto de los componentes (menor

interdependencia).

Instauración del concepto de “conciencia colectiva13”, al disponer redes de

“pozos conscientes” al nivel de las unidades de explotación, con lo que se disminuye la

necesidad de centralizar las labores de logística de producción e inyección, al disponer cada

pozo de los datos necesarios para tomar las decisiones que más contribuyan a maximizar la

productividad.

2.3. TECNOLOGÍA DE INFORMACIÓN Y COMUNICACIONES

Para la adquisición de datos, se debe usar la mejor y más conveniente tecnología de

información y comunicaciones que permitan una optima transmisión de datos, en ella

intervienen elementos importantes como velocidad, rapidez ancho de banda con lo cual se

trata de manejar las colisiones, etc. Dichos elementos están asociados con la tecnología de

información empleada, la cual debe suministrar una alta tecnología dependiendo de las

aplicaciones y funciones que se necesitan, cantidad de procesos y variables a medir.

Para definir la arquitectura se debe tener presente cual es la visión que se tiene,

donde la red de los procesos debe ser una red integradora con una plataforma tal, que

garantice el intercambio de información entre todos los elementos de la arquitectura:

aplicaciones, equipos “conscientes”, repositorio único de datos / conocimientos, etc.

Reconocimiento


31

Para el estudio del centro de control la tecnología de información y comunicaciones,

la adquisición de información se inicia desde el momento en que se define el sistema de

adquisición de datos desde los dispositivos de campo que son los encargados de recolectar

la información proveniente de la instrumentación de las instalaciones de producción (pozos,

estaciones de flujo, efluentes, patios de tanque) y enviarla a los sistemas de control y

adquisición de datos de manera digital, bajo diferentes protocolos de comunicación

(DNP314, transmisión tendiendo hacia la transferencia de objetos).

Estos dispositivos de campo poseen una infraestructura que tienen la capacidad de

transportar la información hacia los sistemas de supervisión, encontrándose actualmente

una gran cantidad de protocolos maestro – esclavos con tendencia hacia los protocolos

soportados en TCP/IP15.

2.4. ELEMENTOS DE LA ARQUITECTURA

Para realizar la definición de la arquitectura que soportará el modelo corporativo de

AI2S, y a fin de poder describir de manera concreta la evolución de esta arquitectura en los

diferentes estadios tecnológicos, se definen 7 elementos que cubren todos los aspectos

importantes sobre este concepto.

Estos elementos son los siguientes:

• Dispositivos de campo

• Funciones de adquisición de datos, control, optimización y logística

• Interfaz del usuario

• Repositorios de datos

• Sistemas de integración de sistemas y aplicaciones

• Red integradora

Reconocimiento


32

• Función mantenimiento

• Evolución de la arquitectura AI2S

Dispositivos de campo

Equipos ubicados en campo, encargados de la adquisición, registro y procesamiento

de datos e información correspondiente a las variables de proceso, para propósitos de

control y optimización. Esto cubre equipos ubicados en pozos, estaciones de flujo, efluentes

y patios de tanque.

Funciones adquisición de datos, control, optimización y logística

En la definición de la arquitectura de AI2S, este elemento se refiere a la evolución

del conjunto de sistemas que permiten realizar las funciones de adquisición de datos,

supervisión, control, optimización y logística en todos los niveles de la arquitectura.

Involucra los sistemas de captura de datos e información desde campo, los centros de

control, optimización, logística, monitoreo de yacimientos, mantenimiento, etc.

Interfaz de usuario

Se refiere a los medios utilizados para la visualización e interacción con el proceso y

los equipos asociados, para fines de supervisión, control, optimización, logística y

mantenimiento.

Repositorios de datos / conocimientos

Reconocimiento


33

Equipos encargados de almacenar los datos, información y conocimientos generados

y procesados por cada una de las instalaciones “conscientes” y por las aplicaciones que se

encuentran en la red integrada PDVSA.

Esquema de integración de sistemas y aplicaciones

Transferencia de datos, información y conocimientos entre cada una de las

aplicaciones e instalaciones conscientes que se encuentran en la red integrada de PDVSA.

Red integradora

Plataforma para el intercambio de información entre todos los elementos de la

arquitectura: aplicaciones, equipos “conscientes”, repositorio único de datos, etc.

Función mantenimiento

Esquemas en que se ejecutan las actividades de mantenimiento y configuración de

software necesarias para garantizar la actualización tecnológica y continuidad operativa de

los dispositivos que componen la arquitectura y otros equipos que permitan tal

funcionalidad.

Evolución de arquitectura AI2S

Reconocimiento


34

En función de los requerimientos establecidos para cada uno de los estadios, se

establecen los siguientes principios para la evolución de la arquitectura.

• Distribución de las aplicaciones y sus datos asociados, para colocarlo cerca del proceso

donde opera, incrementando progresivamente la robustez y confiabilidad de las

soluciones y mejorando los tiempos de respuesta.

• Intercambios directos entre aplicaciones y sistemas, mediante protocolos de

comunicación y estructuras de datos unificados.

• Integración directa entre el productor y el consumidor de los datos, minimizando los

sistemas intermedios.

• Tecnologías de comunicación de banda ancha con capacidad suficiente, para soportar

nuevas variables y, nuevos y más complejos tipos de información, con intercambios

directos y simultáneos con elementos finales.

• Implantación de aplicaciones de alto nivel para soportar la noción de la conciencia

colectiva.

2.5. ESQUEMÁTICO DE OBTENCIÓN DE LA INFORMACIÓN

Reconocimiento


35

La arquitectura debe ir avanzando en función de los diferentes niveles de

automatización. En la figura 5 se presenta la pirámide de automatización, en la cual se

destacan los niveles de automatización y la manera actual como se procede para integrar los

datos en cada uno de ellos.

Figura 5. Pirámide de automatización

2.6.TENDENCIAS DEL SISTEMA SCADA COMO SOPORTE A LA INTEGRACIÓN

Es muy importante conocer hacia donde se va, que es lo que debemos lograr, para

visualizar un modelo ideal del centro de control.

N IV EL 1

CONTROL BASICO

CO NTROL Y O PTIM IZACIÓN DEPRO DUCCIÓN E INSTALACIO NES

OPTIM IZACIO N

INTEG RA CION

N IV EL 3

• O btención de datosde m anera m anual delos Instrum entos decam po(operadores,

chequeadores, técnicosde tratam iento,

em presas contratistas,alianzas)

•D atos m anuales decam po a Ingenieros ySupervisores, quienesgeneran inform ación /reportes m anuales yelectrónicos (enExcel), cargan datos aC entinela

•Integración a través de Sistem asC orporativos (C entinela),aplicaciones, docum entos enelectrónica, Etc. Los datos soncargados de m anera m anual aC entinela, la integración es através de accesos directos

•A través de aplicacionesdel negocio, análisis,estudios se optim iza

Reconocimiento


36

2.6.1. Avances hacia nuevas tecnologías [9]

La arquitectura del centro de control debe cumplir con una función, para garantizar

la supervisión y control de los procesos, favoreciendo la facilidad de obtención de los datos

y en tiempo real de los procesos mejorando en eficiencia.

• Es de acotar que el centro de control, ha presentado avances en cuanto a su

funcionalidad: primero aparece con funcionalidad para tratar de conocer y entender

lo que pasa en el campo, con la finalidad de obtener en tiempo real datos de las

variables que envuelven el proceso, de esta manera se tendría información de lo

que sucede en las instalaciones y procesos. Adelanto que en sus tiempos ocasiona

un gran avance, pues significaba obtener información rápidamente a través de una

visualización de los procesos de manera efectiva y modificar lo que estaba

sucediendo en campo, aún cuando los protocolos de transmisión proporcionaban

menos velocidad, mayor colisiones. Aún así significo un gran avance. Pues con ello

se evitaba que los operadores y chequeadores de campo tuvieran que ir a las

instalaciones.

• A todo esto se agrega posteriormente el desarrollo de algoritmos que permitían su

ejecución automática y operaciones en línea, cuya función contribuyo darle apoyo

al operador, pues se alcanzaba así lo que se conoce como supervisión de procesos,

permitiendo la emisión de recomendaciones. En los años 90 hace aparición lo que

se conoce como teoría de control supervisorio, sin el aparecimiento de lo que hoy

se conoce como sistemas Scada.

• Años mas tarde, para finales de los 90 hace su aparición los sistemas SCADA, con

el establecimiento de mecanismos de supervisión basados en sistemas

transicionales y de control híbrido. Contribuyendo de esta manera a la optimización

de los procesos, pues significo obtener información y poder controlar el proceso, a

través de la visualización de consolas de operación y mecanismos que permitían,

Reconocimiento


37

ejercen supervisión y control de manera remota. Garantizando la optimización de

las actividades de producción, pues se podría tomar acciones preventivas mas que

correctivas, lo que da una contribución enorme con gran respaldo a los procesos e

instalaciones.

• La concepción de los sistemas SCADA y sus funciones al transcurrir el tiempo se

mantienen pero se comienza a tener mayor exigencia por parte de las empresas de

producción, lo que provoca que haya otra política. Los sistemas SCADA aparecen

concebidos como remotas – red – maestra, ahora las políticas de desarrollo

cambian para hacer también independientes las tecnologías usadas en el

cumplimiento de dichas funciones como se muestra en la figura 6.

Controlador decomunicaciones

MaestraIHM

IHM

Maestra

Controlador decomunicaciones

Data

Etapa 1 Etapa 2

Red del Centro de Control

Figura 6. Etapas de la concepción del sistema Scada

En ambos esquemas se emplea tecnología propietaria, lo que significa que los

equipos y sistemas involucrados en cada bloque pertenecen a la misma empresa,

significando a su vez que otras empresas no pueden compartir los datos, por lo que solo

tienen acceso a la tecnología que ellos desarrollaron. Tecnologías diferentes en cada uno

de los bloques, fabricantes diferentes intervienen en la concepción de los nuevos SCADA.

Por otra parte los conceptos de cliente – servidor y más especialmente los de cliente

subscriptor, hacen que los mecanismos de comunicación con campo sean independientes

Reconocimiento


38

de los mecanismos de concentración de datos. En este caso, los controladores de

comunicación con campo, son los responsables de:

• Hacer independiente la tecnología de red interna al centro de control, con todas

las tecnologías de redes existentes en la comunicación con los procesos en el

campo.

• Definir un elemento común de comunicación (protocolo de alto nivel) entre los

servidores, interfaces hombre máquina, sistemas de apoyo a las actividades de

control supervisiorio (observadores: sistemas que transforman valores de campo

en valores calculados, reconciliadores de datos. Detectores de eventos,

detectores de anomalías), mediante una representación común de los objetos del

campo.

• Mantener el dato disponible para cuando el servidor del proceso lo necesite.

La maestra es como un servidor de datos del proceso, el cual mantiene la información

de lo que está ocurriendo en el campo, y ejecuta, el llamado a aplicaciones para

mantener el estado completo del proceso (variables medidas, calculadas, alarmas,

determinación de eventos, fallas, anomalías). El almacenamiento de los datos se hace

mediante el uso de manejadores de bases de datos de otros fabricantes. Por ejemplo,

uno de los más utilizados es el Sybase en el área de control.

En cuanto a la interfaz hombre – máquina se comienza a usar la tecnología basada

en HTML, con posibilidad de video. Aparecen en el mercado desarrolladores de interfaces

hombre - máquina independientes de fabricantes, que se conectan a cualquier maestra. En

Venezuela hay algunos fabricantes de este tipo de tecnología, ya utilizada en SIDOR y

Venalum.

La aparición de JAVA como elemento independiente de las plataformas, hace que el

desarrollo orientado a objetos, el concepto de objeto, natural en control permita la

construcción de sistemas mucho más adecuados a las necesidades de control supervisorio,

Reconocimiento


39

con la facilidad de interconexión con los ambientes de gestión de producción. Este último

aspecto siendo el elemento fundamental de desarrollo en el área de la automatización a

partir de 1999, con el esfuerzo liderado por la ISA en el proyecto SP-95.

Lo expuesto anteriormente justifica la propuesta del centro de control, en donde se

conciben servidores web, ya que los nuevos sistemas SCADA va hacia el uso de tecnología

web, para las interfaces hombre – máquina. De acuerdo a la arquitectura planteada el centro

de control está básicamente conformado por servidores:

La tendencia apunta hacia:

• SCADA con uso de tecnología web

• Controladores de comunicación con campo a través de esquemas clientes /

suscriptor usando el direccionamiento estándar de redes.

• Uso de la tecnología de objetos para el almacenamiento y transporte de los datos

• Uso de los conceptos de observadores para mantener el estado real de la planta

• Separación de los servidores de datos de los de cálculo, comunicaciones, interfaces

hombre- máquina y de conexión con campo.

Como puede observarse en la figura 7, con el esquema de las nuevas tendencias del

sistema Scada y el uso de servidores.

ServidorWEB

Servidor dedatos

Servidores deaplicaciones

Pasarela agestión

Servidores deconexión

Middleware de control

Figura 7. Esquema de nuevas tendencias del sistema Scada

Reconocimiento


40

En consecuencia, con tendencia al uso de nuevas tecnologías, basada en esquemas

de separación de servidores y como soporte hacia lo que hoy se conoce como

automatización integrada subsuelo – superficie, se plantea la arquitectura del centro de

control para la U.E.Y. Barinas.

La arquitectura tiene soporte hacia la etapa de integración de los datos. No es

alcance del trabajo la integración sin embargo, se tiene conocimiento que existe una

plataforma de integración, que permite que los puntos de datos del Scada suban a otros

niveles de sistemas de información y aplicaciones, esto es a través de una interfaz y base de

datos PI16, el cual permitirá la conexión con aplicaciones “Centinela y Finder”como se

observa en la figura 8. Esto permitirá la comunicación en todos los niveles. De igual

manera la U.E.Y-B debe crear interfaces que permitan la comunicación del sistema

SCADA que se instale con aplicaciones. Lo que permitirá que sistemas y aplicaciones se

alimenten de los servidores en tiempo real.

16. InfoPlus

Reconocimiento


41

Figura 8. Relaciones entre sistemas, hacia la integración

De acuerdo a los lineamientos del plan maestro de automatización, se debe

establecer la integración de los datos de manera automatizada, este es un gran logro llevado

a cabo en Occidente y Oriente, con la participación de Intesa. La comunicación se establece

por medio de la base de datos histórica PI “Servidor de datos histórico”, este puede ser

considerado como guía para que las aplicaciones y sistemas de información se alimenten de

datos en tiempo real, y así lograr la integración en todos los niveles. Esto implicaría

desarrollo de interfaces, para que haya comunicación entre aplicaciones, sistemas de

información.

DCSSCADA's

FINDER

Punto de Datos Scada/DCS

CIOC

PI

RIIPPOZOS BAJOS

MAXIMOOPTIGAS

CENTINELA

PAT

SIGEPPOZOS

COLASISGAS

CIOC PRAP

Reconocimiento


42

2.7. CONCEPTUALIZACIÓN DE ELEMENTOS CONSIDERADOS EN LOS

CENTROS DE CONTROL

2.7.1. Sala de control

Es un centro donde se llevan a cabo el monitoreo y control de procesos de manera remota.

Significa que es una sala de operaciones, compuesta por equipos, consolas de operación en

donde se refleja la información capturada por el SCADA. Los datos son presentados a

través de una interfaz hombre – máquina. Esta permitirá la maniobra de control de los

procesos.

En la sala de control, se encuentra personal calificado “operador”, quien tiene como

responsabilidad supervisar y controlar los procesos.

2.7.2. Repositorios o base de datos

Son los equipos encargados de almacenar los datos e información, conocimientos generados y procesos por cada una de las instalaciones y por las aplicaciones.

Es un "archivo" donde se almacenan datos de una forma estructurada. Están las

bases de datos del access del office. Si abres alguno verás que todos los datos están metidos

en una "simple" tabla.

2.7.3. SCADA

Es un sistema de control y adquisición de datos. El sistema nos permite obtener la

información que generan los dispositivos de campo. Se compone principalmente por

niveles, de acuerdo a los sistemas tradicionales y avances, cada nivel actúa de manera

diferente, cambia la concepción (anexo 1).

Reconocimiento


43

2.7.4. Servidores

Es una computadora que tiene la facultad para comunicarse con sistemas, ejemplo

Internet, y proporcionar la información que se presenta en forma de páginas de internet a

otras computadoras, para desplegar información al usuario.

2.7.5. Requisitos de redes

La red de control de procesos del centro de control debe poseer características

especiales, se deben cumplir ciertos requisitos. En esta sesión se exponen los requisitos y

equipos necesarios para el buen funcionamiento de la red [11].

2.7.5.1. Requisitos generales de la red de control de procesos (RCP)

En esta sesión se destacan los requisitos que deben poseer la red de control de

proceso.

FLEXIBILIDAD

Las RCP17 deben ir hacia las nuevas situaciones, agregando nuevos elementos para

acceder a los nodos, conservando su capacidad del proceso y administración de recursos de

software y hardware.

17. Redes de control de procesos

FUNCIONAMIENTO CONTINUO Tiene que ser llevado a cabo para:

Reconocimiento


44

i. La transmisión, usando técnicas de redundancia para bits, cables, las tarjetas de interfaz

de red, etc.

ii. El hardware, usando técnicas funcionales de modularidad (la redundancia, falta y

tolerancia de las interfaz externa) y las técnicas de escalar funcionales (chip, la tarjeta, la

red).

iii. El software de nivel, usando técnicas funcionales de modularidad y descubriendo error

y corrigiendo los protocolos.

DISTANCIA

RCPs tienen que cubrir todas las áreas geográficas dónde PDVSA opera y mantener

las facilidades de procesos. Las RCPs deben llevar a cabo, métodos de la transmisión local

y remotos, a través de sus redes de la telecomunicación digitales.

SINCRONIZACIÓN

La coherencia de distribución de bases de datos de tiempo real deben ser la garantía.

Implica una sincronización de RCPs que permita un nivel bueno de comunicación

2.7.5.2. Requisitos de tiempo real

En esta sesión se destacan los requisitos que a cada instante deben poseer la red de

control de proceso, para el suministro de información continua.

TIEMPO DE CONTESTACIÓN

Las RCPs tienen que considerar que las bases de datos a través del medio de la

transmisión sean dependientes de tiempo real.

Reconocimiento


45

Implica, que el tiempo de la contestación depende de la velocidad de control de

procesos y la proporción de velocidad de ocupación.

Las velocidades de RCPs deben garantizar el proceso más rápido dinámico que

puede seguirse sin dificultad.

El tiempo de contestación de RCPs depende de cuántos organizadores diferentes

(PLC18, DCS19, los transmisores inteligentes, SCADAS) está entregando la información y a

qué proporción ellos lo están entregando a la red.

Las RCPs evalúan la canalización de tasa de ocupación que debe estar al máximo de

75%, para un tráfico máximo.

Se debe incluir un analizador protocolar que permita supervisan la canalización de

la tasa de ocupación. Esta función también puede ser incluida como una parte de las

herramientas de administrador de red.

EXACTITUD

Las RCPs tienen que reproducirse sólo estados exactos. Para hacer que, RCPs

tengan que llevar a cabo la medida de precisión y métodos de corrección de error que

garantizan la exactitud.

18. Controlador lógico programable

19. Sistemas de control distribuidos

2.7.5.3. Requisitos del medio ambiente

En esta sesión se destacan las condiciones que se deben cumplir para lograr el mejor

funcionamiento de la red de control de procesos.

Reconocimiento


46

TEMPERATURA

En ciertos segmentos de la RCP, pueden exponerse el cable y componentes a los

ambientes de temperatura altos. Las RCPs debe proporcionar la protección correspondiente

contra las temperaturas altas.

GASES CORROSIVOS

Las condiciones ambientales, como la presencia de gases corrosivos. El gas

corrosivo nocivo efectúa sobre un cable no protegido o una fibra severidades.

INTERFERENCIAS ELECTROMAGNÉTICAS (IE)

Las RCPs puede instalarse cerca de muchas fuentes de IE (las plantas de poder,

separadores electrostáticos, los motores, etc.).

INTERFERENCIAS DE LA RADIOFRECUENCIA (IRF)

Las RCPs puede instalarse cerca de muchas fuentes de IRF (las comunicaciones

operacionales vía conexión de radio, altas emisoras impulsadas, etc.).

2.7.5.4. Requisitos de los sistemas abiertos

Las redes de control de procesos deben poseer características que permitan el acceso

a los datos, a través de aplicaciones, sistemas.

INTEROPERABILIDAD

Reconocimiento


47

Las RCPs deben asegurar la interoperabilidad en los niveles diferentes de la

arquitectura.

Interconectibidad

Para asegurar la interoperabilidad, las RCPs deben garantizar la interconectibidad a

diferentes niveles de la red (comunicación par a par) entre los nodos.

INTEGRIDAD

En el caso de sistemas de control, las RCPs debe asegurar la integración, usando

entradas apropiadas y los paquetes del software específicos.

2.8. MEDIOS DE COMUNICACIÓN DE LA INFORMACIÓN

Tres tipos de cableado tienen las RCPs que pueden ser considerados al instalar los

medios de comunicación de la transmisión: (1) los pares trenzado, para esos segmentos

integrados por los instrumentos, los sensores, (2) el cable Coaxial, y (3) las fibras ópticas.

2.8.1. Par trenzado de unshielded (UTP)

Los UTPs puede ser considerado para el cableado del proceso de la RCPs para

interconectar sensores, transmisores y actuadores. Además; frecuentemente su uso puede

ser considerado al interconectar los sistemas de control.

Reconocimiento


48

La conexión entre computadoras, puede alambrarse usando UTPs. Sin embargo, no

se debe usar UTPs cuando las distancias son mayores que 90 metros, ya que intervienen

limitaciones del ancho de banda y presencia riesgo de interferencia.

2.8.2. Pares trenzado escudados (STP)

El cableado STP también es incluido en el ANSI/EIA normal 568.

STP es de hecho más resistente a los tipos de interferencia encontrados en muchos

medios. Además, STP probablemente irradia emisiones causadas por datos digitales de gran

velocidad que viajan por el cable. El problema del costo es doble. El conector escudado es

20 o más veces el costo de un conector del unshielded.

Siguiendo estas recomendaciones asegurarán que el cablegrafiando apoyarán las

velocidades a diez o más Mbps. Si se usa el cable 5 nivelado, los velocidades de 100 Mbps

pueden ser posibles.

2.8.3. Cable coaxial

El cable coaxial entra en varios formularios, calidades, y clasificaciones de servicio.

Es capaz de transmitir los datos a las velocidades muy altas (a los centenares de Mbps).

2.8.4. Fibra ópticas

El medio recomendado por vendedores de hoy para RCPs, es el cableado fibras

ópticas. La ventaja de la fibra óptica es que incluye inmunidad virtual al ruido, capacidad

sumamente alta, atenuación baja, y la fiabilidad muy alta. El cable de las fibras ópticas

puede costar veinticinco veces más que el UTP y puede ser 20% más caro que los cables

coaxiales más buenos. Además, los conectores, acopladores.

Reconocimiento


49

Normalmente, sin embargo, las ventajas de medios de comunicación de las fibras

ópticas pesan más que la desventaja del costo.

En las aplicaciones reales, la fibra realiza sumamente bien a la distancia de varios

kilómetros y a las proporciones de datos a 150 Mbps. Debido a esto, la fibra predomina

sólo en distancias largas o las comunicaciones de gran velocidad exageradas.

2.9. EXTENSIÓN

De acuerdo con la distribución geográfica, se habla de redes:

• Locales o LAN. (Red del centro de control)

• Metropolitanas o MAN.

• Extensas o WAN.

2.9.1. Red LAN

Una red de área local, es un sistema de interconexión de equipos informáticos

distribuidos en una zona que abarca un edificio. El equipo que permite la interconexión es

un concentrador o switch. La red que se establece en el centro de control es LAN.

2.9.2. Red MAN

Una red de área metropolitana, es un sistema de interconexión de equipos

informáticos distribuidos en una zona que abarca diversos edificios, por medios

pertenecientes a la misma organización propietaria de los equipos. Es utilizada para

interconectar redes de área local.

Reconocimiento


50

2.9.3. Red WAN

Una red de área extendida, es un sistema de interconexión de equipos informáticos

distribuidos en una zona que abarca diversos edificios. Es utilizada para interconectar redes

de área local. Esta red permitirá la comunicación entre la red LAN de control de procesos

del centro de control y la red de LAN administrativa.

2.10. PROTOCOLOS DE BAJO NIVEL

El protocolo de bajo nivel es, en cierto modo, la forma en que las señales se

transmiten por el cable, transportando tanto datos como información y los procedimientos

de control de uso del medio por los diferentes nodos. Los protocolos de bajo nivel más

utilizados son: ethernet, token ring, token bus, FDDI, CDDI, HDLC.

Los protocolos de bajo nivel controlan el acceso al medio físico, lo que se conoce

como MAC (Media Access Control) y, además, parte del nivel de transmisión de datos, ya

que se encargan también de las señales de temporización de la transmisión. Sobre todos los

protocolos de bajo nivel MAC, se asientan los protocolos de control lógico del enlace o

LLC (Logical Link Control). El protocolo a usar para el centro de control es ethernet.

2.10.1. Ethernet

El protocolo de red ethernet fue diseñado originalmente por Digital, Intel y Xerox

por lo cual, la especificación original se conoce como ethernet DIX. Posteriormente, IEEE

ha definido el estándard ethernet 802.3. Es el método de conexión más extendido en la

actualidad.

Reconocimiento


51

La velocidad de transmisión de datos en ethernet es de 10Mbits/s.

En el caso del protocolo ethernet/IEEE 802.3, el acceso al medio se controla con un sistema

conocido como CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection,

Detección de Portadora con Acceso Múltiple y Detección de Colisiones), cuyo principio de

funcionamiento consiste en que una estación, para transmitir, debe detectar la presencia de

una señal portadora y, si existe, comienza a transmitir. Si dos estaciones empiezan a

transmitir al mismo tiempo, se produce una colisión y ambas deben repetir la transmisión,

para lo cual esperan un tiempo aleatorio antes de repetir.

2.10.2. EXISTEN CUATRO TIPOS DE ETHERNET

El ethernet original. Utiliza cable coaxial grueso y transceptores insertados en él. La

longitud máxima del bus es de 500 m con 100 estaciones por segmento, a una distancia

mínima de 2.5 m entre puntos de inserción de los transceptores.

10base2.

El costo de instalación del coaxial y los transceptores de las redes 10base5 las hacía

prohibitivas para muchas empresas, lo cual indujo la utilización de un cable más fino y, por

tanto más barato, que además no necesitaba transceptores insertados en él. Por esto,

también se le conoce ethernet fino o cheaper-net (red barata). La longitud máxima es de

185 metros y un máximo de 30 estaciones por segmento.

10baseT

El costo del cable coaxial fino sigue siendo mayor que el del cable telefónico de

pares trenzados. Como en la mayoría de los edificios el tendido de la líneas de teléfono

estaba hecho con cables de cuatro pares y el teléfono solo utiliza uno, se diseñó un modo de

transmitir las señales ethernet de 10 Mbits/s sobre dos pares trenzados en segmentos de

hasta 100 metros. Esta facilidad de aprovechar los tendidos existentes ha dado gran

Reconocimiento


52

popularidad a este tipo de ethernet, siendo el más utilizado en la actualidad. Este tipo de

ethernet tiene una topología de estrella.

10baseF

Es la especificación ethernet sobre fibra óptica. Los cables de cobre presentan el

problema de ser susceptibles tanto de producir como de recibir interferencias. Por ello, en

entornos industriales o donde existen equipos sensibles a las interferencias, es muy útil

poder utilizar la fibra. Normalmente, las redes ethernet de fibra suelen tener una topología

en estrella.

En la actualidad han surgido nuevas especificaciones basadas en ethernet que

permiten transmitir datos a mayor velocidad como son:

Switched ethernet

Esta especificación utiliza concentradores de red con canales de comunicación de

alta velocidad en su interior, con una arquitectura similar a las centrales de teléfonos, que

conmutan (switch) el tráfico entre las estaciones conectados a ellos. Esto permite que cada

estación disponga de un canal de 10Mbits/s, en lugar de un único canal para todas ellas. La

ventaja de esta especificación es que utiliza los mismos cables y tarjetas de red que el

10baseT, sustituyéndose sólo los concentradores.

Ethernet de 100 Mbits/s(100baseX)

Esta especificación permite velocidades de transferencia de 100 Mbits/s sobre

cables de pares trenzados, directamente desde cada estación. Requiere la sustitución de los

concentradores y las tarjetas de red de las estaciones.

Reconocimiento


53

2.11. EQUIPOS DE RED

NIC/MAU (tarjeta de red), switch, routers, servidores de terminales e impresoras.

2.11.1. NIC/MAU (tarjeta de red)

Network Interface Card (Tarjeta de interfaz de red) o Medium Access Unit

(unidad de acceso al medio).

Es el dispositivo que conecta la estación (ordenador u otro equipo de red) con el

medio físico. Se suele hablar de tarjetas en el caso de los ordenadores, ya que la

presentación suele ser como una tarjeta de ampliación de los mismos, diferente de la placa

de CPU, aunque cada vez son más los equipos que disponen de interfaz de red,

principalmente ethernet.

A veces, es necesario, además de la tarjeta de red, un transceptor. Este es un

dispositivo que se conecta al medio físico y a la tarjeta, bien porque no sea posible la

conexión directa (10base5) o porque el medio sea distinto del que utiliza la tarjeta.

2.11.2. Switch

Son equipos que permiten estructurar el cableado de las redes. La variedad de tipos

y características de estos equipos es muy grande. En un principio eran solo switch de

cableado, pero cada vez disponen de mayor número de capacidades, como aislamiento de

tramos de red, capacidad de conmutación de las salidas para aumentar la capacidad de la

red, gestión remota, etc. La tendencia es a incorporar más funciones.

Reconocimiento


54

2.11.3. Router

Son equipos de interconexión de redes que actúan a nivel de los protocolos de red .

Permite utilizar varios sistemas de interconexión mejorando el rendimiento de la

transmisión entre redes. Su funcionamiento es más lento que los bridges pero su capacidad

es mayor. Permiten, incluso, enlazar dos redes basadas en un protocolo, por medio de otra

que utilice un protocolo diferente.

2.11.4. Servidores de terminales e impresoras

Son equipos que permiten la conexión a la red de equipos periféricos tanto para la entrada

como para la salida de datos. Estos dispositivos se ofrecen en la red como recursos

compartidos. Así un terminal conectado a uno de estos dispositivos puede establecer

sesiones contra varios ordenadores multiusuario disponibles en la red. Igualmente,

cualquier sistema de la red puede imprimir en las impresoras conectadas a un servidor.

Reconocimiento


55

CAPÍTULO III. EVALUACIÓN Y

DIAGNÓSTICO DE LA SITUACIÓN

ACTUAL

3. INTRODUCCIÓN

Reconocimiento


56

En este capítulo se realiza el análisis de la situación de la U.E.Y-B. el cual es importante

para tener la visión del área en el que se desarrolla el proyecto. Se comienza con la

exposición de los procesos y departamentos involucrados en la automatización. El bosquejo

de las variables a automatizar. Las plataformas usadas en producción para almacenar la

información. La manera como se forma el ambiente integrado. Se desarrollan tablas

representado como la información fluye hasta llegar al personal que la requiere y por último

se expone la infraestructura existente en las instalaciones y la producción asociada a cada

instalación.

La situación de la unidad de explotación está enmarcada en función de las fortalezas,

oportunidades, debilidades y amenazas, desarrolladas en el capítulo 1.

3.1. PROCESOS INVOLUCRADOS EN LA AUTOMATIZACIÓN

El plan maestro de automatización involucra todo el negocio de explotación

petrolera desde producción hasta llegar a sus clientes finales. Por lo que se tienen macro

procesos. Sin embargo abarca directamente al proceso de producción y repercutirá de

manera indirecta a estudios integrados, desarrollo de yacimientos, infraestructura y control

y gestión.

Decimos que el plan involucra directamente al proceso de producción y los procesos

asociados como son extracción, tratamiento y mantenimiento. A través de la

automatización subsuelo – superficie se logrará su objetivo. La gerencia de producción será

el ente que define cuáles son los procesos que tienen necesidad de automatizar y las

variables que se desean medir, y que con apoyo del departamento de infraestructura,

optimizan las instalaciones a través de la automatización de los sistemas de producción.

3.1.1. Procesos de la U.E.Y-B

Reconocimiento


57

La automatización involucra todos los procesos pertenecientes a la U.E.Y.B, como

se observa en la figura 9. Involucra esencialmente el proceso de producción, pues son los

directamente encargados de obtener la producción.

Figura 9. Procesos de la U.E.Y-B

3.1.1.1. Macro procesos involucrados en producción

En la figura 10 se muestran los procesos involucrados en producción. Quienes son

los responsables directos de mantener la producción.

CONTROL Y GESTION

ESTUDIOS INTEGRADOS

INFRAESTRUCTURA

DESARROLLO DEYACIMIENTOS

OPTIMIZACION DEPRODUCCION

MANEJO YTRATAMIENTO DE

FLUIDOSMANTENIMIENTO

OPERACIONAL

Reconocimiento


58

Figura 10. Procesos de Producción

3.1.1.1.1.Sub procesos asociados a los procesos de extracción, tratamiento y mantenimiento

Dentro de los macro procesos de producción, existen subprocesos que se llevan a cabo, estos son:

Extracción (operaciones de producción y optimización)

Estos involucran los subprocesos que permiten extraer el crudo de los pozos, así

como también las pruebas de producción que se le realizan a los mismos con la finalidad de

conocer cual es su productividad, las líneas que permiten el transporte del crudo desde los

pozos hasta las estaciones de flujo.

• Pozos

• Recolección

• Prueba de pozo

INFRAESTRUCTURA

CONTROL Y GESTION

DESARROLLO DE YACIMIENTOS

ESTUDIOS INTEGRADOS

OPTIMIZACION TRATAMIENTO DE FLUIDO

MANTENIMIENTO OPERACIONAL

OPERACIONES DE PRODUCCION

Reconocimiento


59

Tratamiento de fluidos

Involucra las instalaciones donde se lleva a cabo los la separación de gas y fluido,

así como también la separación del agua y petróleo neto, y posteriormente el tratamiento de

las aguas para obtener la descarga al ambiente del agua acorde a la ley del ministerio de

energía y minas.

• Involucra los sub procesos de estaciones de flujo y efluentes

Mantenimiento

Encargados de mantener las instalaciones en condiciones favorables, con la

finalidad de prever problemas en las instalaciones.

• Mantenimiento dinámico, estático y servicios eléctricos.

3.1.1.2. Sub procesos involucrados en la automatización pertenecientes a la U.E.Y.B.

• Estudios integrados (encargado de realizar una caracterización completa de los

yacimientos y determinación de reservas)

• Desarrollo de yacimientos (son los encargados de generación de potencial y

monitoreo de yacimiento)

• Control y gestión (velar por el cumplimiento de leyes y normas que regulan las

actividades propias de producción)

• Infraestructura (adecuación de instalaciones, velar por el buen funcionamiento de

infraestructura).

3.1.1.3. Relación entre departamentos y superintendencias.

Reconocimiento


60

• Los sub departamentos involucrados en producción, tienen relación directa, deben

estar en continua comunicación para generar la producción requerida.

• Operaciones de producción, emite informes diarios a todos los departamentos de la

U.E. incluyendo al gerente de producción y de la U.E. Evalúa PD con respecto a PT

emitida por desarrollo de yacimiento.

• Desarrollo de yacimiento, de acuerdo al potencial que se tiene establecen pozos que

se van a perforar y emite información a estudios integrados e infraestructura.

• Estudios integrados, emite prospectividad de pozo, analiza donde esta el petróleo y

emite cartera de oportunidades (caracterización de yacimiento, reservas). Esta en

continua comunicación con desarrollo de yacimiento y producción.

• Infraestructura, según requerimientos de operaciones de producción y desarrollo de

yacimiento. Emite planificación de rediseño de las instalaciones a control y gestión.

• Todos los departamentos emiten información a control y gestión, quienes velaran

por el cumplimiento de leyes y normas que regulan las actividades propias de

producción.

• Control y gestión a igual que todas las superintendencias emiten información al

gerente de la U.E.

• El gerente esta en continua retroalimentación con las superintendencias.

3.2. VARIABLES GENERALES MEDIDAS DE LOS POZOS

Los datos de las variables de pozos son tomados directamente por los chequeadores

y operadores. Los cuales tienen la función de ir a las instalaciones y tomar los datos que

marcan los equipos e instrumentos, también posee la responsabilidad del control de los

procesos: encienden y apagan motores de los pozos, llevan el control de los datos

visualizados en planillas u hojas, formatos, los entregan a los ingenieros, quienes realizan

un primer chequeo, y posteriormente los entregan a los supervisores, quienes son los

encargados de cargar la información en Excel, y los datos de presiones y temperatura de

cabezal se carga a Centinela.

Reconocimiento


61

• Parámetros de superficie

• Parámetros eléctricos

• Parámetros físicos del motor

• Antiincrustante

3.3. VARIABLES GENERALES MEDIDAS DE LAS ESTACIONES DE FLUJO

Operadores y chequeadores: son los encargados de chequeo y manipulación de

válvulas, miden tanques cambian motores y bombas, distribuyen química, chequean

funcionamiento de motores, bombas, tanques, obtienen los datos de todos los subprocesos

asociados a las estaciones de producción, entregan datos a los ingenieros quienes chequean

datos y entregan a los supervisores para que los carguen en formatos de excel.

3.3.1. Subprocesos asociados

Dentro de las estaciones de flujo se llevan a cabo procesos, que permiten obtener el

petróleo con la menor cantidad de agua y gas, estos son:

• Inyección de química demulsificante

• Inyección de química clarificante

• Separadores de gas

• Sistema de calentamiento

• Tanques de almacenamiento

• Enfriadores fin–fan cooler

• Tanques de lavado

• Sistema de bombeo

3.4. VARIABLES GENERALES MEDIDAS DE LOS EFLUENTES

Reconocimiento


62

El personal de tratamiento toman muestras en cuatro puntos, antes y después del

tanque de lavado, después de la tanquilla API y después de la laguna de enfriamiento, como

se muestra en la figura 11.

Las muestras se realizan cada 15 días. Obteniendo:

• La temperatura e hidrocarburos en agua, se hallan en todos los puntos

• Los fenoles, antes de la laguna de tratamiento y cuando se envía al ambiente

• Cloruros en agua, en la descarga al ambiente

• P.H.

Figura 11. Esquema de obtención de datos de efluentes

El personal de tratamiento toma muestras y las lleva al laboratorio donde las

analizan e informan al ingeniero de tratamiento sobre los resultados obtenidos quien es el

encargado de cargar la información a Excel, se tienen registros historiales de las muestras

en Excel, el ingeniero informa al líder y posteriormente este informa al gerente.

Con los datos del análisis se realizan diversas actividades:

• Detectan fallas en los puntos

• Costos

• Eficiencia del tratamiento

• En lugar de tratar con inyección de química tratan con temperatura.

Tanque de Lavado

Separador API

Lagunas

Sistema de enfriamiento

Descarga de Agua al ambiente

Reconocimiento


63

3.4.1. Sub procesos asociados:

En el sistema de tratamiento de aguas, se llevan a cabo sub procesos que permiten

una óptima descarga del agua al ambiente, estos son:

• Unidad de flotación

• Tanquilla API

• Tanquilla de aguas aceitosas

• Sistema de enfriamiento de agua

3.5. INFRAESTRUCTURA Y PRODUCCIÓN ASOCIADA EN LAS INSTALACIONES DE LA UNIDAD DE EXPLOTACIÓN DE YACIMIENTOS DE BARINAS

La información de producción fué obtenida de los registros diarios de PDVSA SUR,

con fecha del 13 de Noviembre del 2001. La información de la infraestructura de las

instalaciones se obtuvo del personal que labora en la U.E.Y-B y de visitas directas a las

instalaciones.

3.5.1. Estaciones de flujo y efluentes

Actualmente se tienen 4 estaciones de flujo y 1 sub-estación, estas son:

• Estación MINGO • Estación SINCO-D • Estación SILVESTRE-B • Estación SILVAN • Sub Estación BORBURATA

3.5.1.1. Estación de flujo Silvan

La estación de flujo Silvan, tiene asociada una producción que se maneja

diariamente, como se muestra en la tabla 1, así como también una infraestructura, como se

Reconocimiento


64

muestra en la tabla 2, donde se llevan a cabo los distintos sub procesos y que permiten

obtener la producción asociada.

Tabla 1. Producción asociada a la estación Silvan

AREA MBFPD20 BNPD21

SILVAN 32,01 15153

En la actualidad, esta estación procesa la producción de los campos Borburata,

Bejucal y Silvan, esta última conformada por dos (02) vertientes: norte y sur.

El sistema de bombeo está formado por cuatro (4) bombas, impulsadas por cuatro

motores eléctricos.

20. Miles de Barriles de Fluido por Día

21. Barriles Netos de Petróleo por Día

Tabla 2. Infraestructura de la estación Silvan

Estación Silvan

Infraestructura Existente

Reconocimiento


65

Equipo / Instalación Cantidad Observaciones

Tanques de Lavado 2 Cap. 14000 BBL (activo) Cap. 6700 BBL (inactivo)

Tanque de Prueba 1 Cap. 1500 BBL

Tanques de Bombeo 3 Cap. 5000BBL c/u, 1 post lavado de rebose

Separador de Gas 1 Separador Trifásico

Bombas de Rebombeo 4 Bombeo desde la Estación hasta P.T.S

Bomba de Recirculación 4 1 de Tanquillas API, 1 de bandeja de lavado, 1 del tanque de prueba, 1 de

crudo

Bomba Inyección de Química 1 Desplazamiento Positivo.

Unidad de Flotación 2 1 inactiva

Tanquilla API 2 1 Separador y otra de contingencia

Lagunas de Enfriamiento 5 3 activas y 2 de contingencia

Sistema de Enfriamiento 1 Tipo Cascada: 1 tubería alimenta 4 torres

Planta R.L.C 1

Produce 40 BPD Condensado, sus componentes son: 1 Finfan Cooler, 1 separador, 1 bomba de recirculación

(bombeo a tanque), 1 tanque de gasolina de 5000 Lts.

3.5.1.2. Estación de flujo Sinco D

En esta estación existen cuatro bombas reciprocantes, impulsadas por motores General Electric Siemens.

La infraestructura empleada para el procesamiento de la producción dentro de ésta

Estación, se muestra en el siguiente cuadro.

Reconocimiento


66

La estación de flujo Sinco D, tiene asociada una producción que se maneja




Tabla 3. Producción asociada a la estación Sinco D

AREA MBFPD BNPD

SINCO D 123.5 9013

Tabla 4. Infraestructura de la estación Sinco D

Estación Sinco D Infraestructura Existente


SSeeppaarraaddoorr ddee GGaass 1 Trifásico

SSeeppaarraaddoorr ddee GGaass VVeerrttiiccaalleess 6 5 en línea y 1 depurador

Planta RLC 1

Producción: 60-70 BPD de Condensado, sus componentes

son: 1 Finfan Cooler, 2 intercambiadores de

calor(enfriador agua-gas), 3 separadores, 2 bombas de

recirculación.

TTaannqquuee ddee LLaavvaaddoo 2 Capacidad: 80 y 27 MBLS respectivamente

Tanque de Bombeo 1 Capacidad 13 MBLS

Reconocimiento


67

Tanque de prueba 1

FFoossaass AAPPII 1

BBoommbbaa ddee IInnyyeecccciióónn ddee QQuuíímmiiccaa 2 Desplazamiento positivo, 1

clarificante y 1 desimulsificante

BBoommbbaa rreebboommbbeeoo GGaassoo && BBuurrnneerr 4 Bombeo a P.T.S.

3 Activas - 1 Reserva

UUnniiddaaddeess ddee FFlloottaacciióónn 2 Inactivas Actualmente

LLaagguunnaass ddee EEnnffrriiaammiieennttoo 5

TToorrrreess ddee EEnnffrriiaammiieennttoo 3

BBoommbbaass ddee rreecciirrccuullaacciióónn 9

1 de API, 1 del tanque de prueba, de agua 4 a torres, 2 de de agua fria a tanques de lavado (actuan para enfriamiento), 1 tanquilla de

sala de bomba

3.5.1.3. Estación de flujo Mingo

El Sistema de Bombeo está formado por dos (2) bombas reciprocantes, impulsadas por dos motores.

La estación de flujo Mingo, tiene asociada una producción que se maneja




Tabla 5. Producción asociada a la estación Mingo

AREA MBFPD BNPD

MINGO 61,73 3125

Reconocimiento


68

Tabla 6. Infraestructura de la estación Mingo

Estación Mingo

Infraestructura Existente


TTaannqquueess ddee LLaavvaaddoo 2 Cap. 13300 BBL (activos)

TTaannqquuee ddee ppoosstt llaavvaaddoo 1 Cap. 40000 BBL (activo) de agua

TTaannqquuee ddee PPrruueebbaa 1 Cap. 1500 BBL

TTaannqquueess ddee BBoommbbeeoo 1 Cap. 5000 BBL (activo)

BBoommbbaass ddee rreebboommbbeeoo mmaarrccaa GGaassoo 2 Bombeo desde la Estación hasta

P.T.S

BBoommbbaa ddee RReecciirrccuullaacciióónn 3 Taquillas API.

BBoommbbaa IInnyyeecccciióónn ddee QQuuíímmiiccaa 1 Desplazamiento Positivo.

UUnniiddaadd ddee FFlloottaacciióónn 1 Sin instalar

TTaannqquuiillllaa AAPPII 1 Separador


SSiisstteemmaa ddee EEnnffrriiaammiieennttoo 1 3 Torres de enfriamiento, 6 aspersores, 2 sopladores (absorben oxigeno)

3.5.1.4. Estación de flujo Silvestre

El Sistema de Bombeo está formado por dos bombas centrifugas, alimentadas por motores General Electric.

Reconocimiento


69

La estación de flujo Silvestre, tiene asociada una producción que se maneja




Tabla 7. Producción asociada a la estación Silvestre

AREA MBFPD BNPD

SILVESTRE 33,9 3284

Tabla 8. Infraestructura de la estación Silvestre

Estación SILVESTRE

INFRAESTRUCTURA EXISTENTE


TTaannqquuee ddee LLaavvaaddoo 1 Capacidad: 40 MBLS

Tanque de almacenamiento 1 6.7 MBLS

Tanque de prueba 1 5 MBLS

FFoossaass AAPPII 1

BBoommbbaa ddee IInnyyeecccciióónn ddee QQuuíímmiiccaa 1 Desplazamiento positivo

BBoommbbaass ddee rreecciirrccuullaacciióónn 3 1 API, 1 del tanque de lavado, 1 bombas de crudo

BBoommbbaa rreebboommbbeeoo IInnggeerrssoollll RRaanndd

1

Bombeo a P.T.S.


Reconocimiento


70

3.5.1.5. Estación de flujo Palmita

La estación de flujo Palmita, tiene asociada una producción que se maneja




Tabla 9. Producción asociada a la estación Palmita

AREA MBFPD BNPD

PALMITA 28,3 4578

Tabla 10. Infraestructura de la estación Palmita

Estación PALMITA



TTaannqquuee ddee LLaavvaaddoo 1 Capacidad: 67 MBLS

Tanque de almacenamiento 1 5 MBLS

Tanque de prueba 1 1 MBLS

BBoommbbaass CCeennttrriiffuuggaass 2

SSeeppaarraaddoorr ddee ggaass 1 En línea de producción

LLaagguunnaass ddee ddeeccaannttaacciióónn 3 Sistema de tratamiento de efluentes

CCaalleennttaaddoorr 1 Tratador Vertical 1350000 Btu/hr.

Reconocimiento


71

3.5.1.6. Sub estación Borburata

La sub estación de flujo Borburata, tiene una infraestructura, como se muestra en la

tabla 11, donde se llevan a cabo los distintos sub procesos y que permiten obtener la

producción asociada. Es de acotar que es la sub estación que maneja mayor producción de

Barinas.

Tabla 11. Infraestructura de la sub estación Borburata

Estación BORBURATA



TTaannqquuee ddee PPrruueebbaa 3 Cap. 500 BBL

TTaannqquueess ddee BBoommbbeeoo ((ssoolloo ddee ccoonnttiinnggeenncciiaa)) 1 Tanque solo en caso de rebose

SSeeppaarraaddoorr ddee GGaass 2 Separador Bifásico

BBoommbbaass ddee rreebboommbbeeoo ggaassoo 3 Bombeo desde Borbuata hasta Silvan, 2 Boornemann de rebombeo inactivas de contingencia

BBoommbbaa ddee RReecciirrccuullaacciióónn 1

BBoommbbaa IInnyyeecccciióónn ddee QQuuíímmiiccaa 1 Desplazamiento Positivo.

PPllaannttaa RR..LL..CC 1 Componentes: 1 Finfan Cooler, 1 separador de gas, 1 bomba de recirculación

3.5.1.7. Sinco A, Sinco B Y Sinco C

Reconocimiento


72

La estación de flujo Silvan, tiene asociada una infraestructura, como se muestra en

la tabla 12, donde se llevan a cabo los distintos sub procesos y que permiten obtener la

producción asociada.

Tabla 12. Infraestructura de las sub estaciones Sinco A, B y C

Tanque De Prueba 1

BBoommbbaass ddee rreecciirrccuullaacciióónn 1

En la figura 12 se muestran las estaciones de flujo de la U.E.Y-B, en donde se destaca la

producción asociada y las distancias entre ellas.

Reconocimiento


73

Figura 12. Estaciones de flujo de la U.E.Y-B

3.5.1.8. Pozos

Básicamente la U.E.Y-B cuenta con 115 pozos activos y posee dos métodos de

producción, 76 levantamiento artificial por bombeo electro sumergible y 39 levantamiento

artificial por bombeo mecánico. La distribución de los pozos en los campos y su tipo de

bombeo se muestra en la tabla 13 (para la fecha del 23 de Noviembre de 2001).

P. T. S.

8”x5,8

8”x8,0

8”x 12,0

8”x8,0 Km

10”x7,

16”x3,5 Km

6”x0,6

16”x4,0 Km

8”x26,

6”x17,4 Km 8”x 8 Km

HACIA LA REFINERIA EL PALITO

DESDE U. E. APURE

6”x 0,2 K

BORBURATA 16131 BPD

PALMIT

SILVAN

CAIPE 1861 BPD

MAPORAL 1139 BPD

SILVAN 1207 BPD

SILVESTRE 3415 BPD

SILVESTRE

MING

SINC

MINGO 3415 BPD HATO

3564 BPD

SINCO 5544 BPD

8”x

6200 BPD

20”x 300 Km

20”x 350 Km

CAPACIDAD LAVADO Y ALMACENAMIENTO: MINGO: 212.000 BLS / 5.000 BLS.SINCO D: 500.000 BLS / 16.000 BLS. SILVESTRE: 135.000 BLS / 10.000 BLS

Reconocimiento


74

Tabla 13. Distribución de pozos en los campos y sus tipos de levantamiento artificial

TOTAL POZOS ACTIVOS POZOS

INACTIVOS

BES BM BES BM BES BM

UEY BARINAS 104 109 213 76 39 115 28 70 98

EF- SILVAN 42 26 68 22 8 30 20 18 38

Campo

Caipe 1 3 4 1 2 3 0 1 1

Obispos 1 0 1 0 0 0 1 0 1

Torunos 7 1 8 1 0 1 6 1 7

Maporal 6 10 16 4 4 8 2 6 8

Silvan 8 10 18 5 1 6 3 9 12

Lomas 0 1 1 0 0 0 0 1 1

Palmita 0 1 1 0 1 1 0 0 0

Bejucal 7 0 7 3 0 3 4 0 4

Borburata 12 0 12 8 0 8 4 0 4

EF- SINCO D 54 50 104 47 7 54 7 43 50

Campo

Hato 10 5 15 9 0 9 1 5 6

Silvestre 16 21 37 13 4 17 3 17 20

Sinco 28 24 52 25 3 28 3 21 24

EF-MINGO 8 33 41 7 24 31 1 9 10

Campo

Mingo 8 33 41 7 24 31 1 9 10

Reconocimiento


75

3.6. DIAGNÓSTICO GENERAL DE LAS PLATAFORMAS EXISTENTES COMO SOPORTE A LA BASE DE DATOS DE PRODUCCIÓN

A continuación se realiza un diagnóstico de los diferentes sistemas que se emplean actualmente para almacenar la información de producción.

3.6.1. Centinela

Centinela es un sistema corporativo, formado por 11 aplicaciones y para efectos de

nuestro interés resulta necesario el uso del modulo POZO, cuya aplicación facilita el control y seguimiento diario de los parámetros del comportamiento de producción, asegurando flexibilidad de respuestas de producción, inyección, control, seguimiento y análisis de las operaciones actuales y futuras, consolidando los resultados contables del resto de las aplicaciones para realizar balances operacionales y oficiales de crudo. Es el repositorio histórico de producción.

La aplicación Centinela reposa en un servidor UNIX (solaris) 8, actualmente se plantea migrar a una plataforma UNIX 2.6

El manejador de base de datos es oracle 7.3.4. y actualmente se plantea migrar a Oracle 8i.

Es de acotar que Centinela en el Distrito Sur no posee una interfaz con los sistemas Scada, aplicación prueba de pozo.

3.6.2. Finder

Es un sistema propio de Schlumberger, es muy flexible, posee interfaces con

aplicaciones que requieren todas las áreas de PDVSA SUR, producción, yacimiento, etc.

La aplicación Finder reposa en un servidor UNIX. El manejador de base de datos es oracle 7.3

Los datos cargados manualmente a Centinela se transfieren a Finder a través de

interfaces. Posee datos de sub-suelo, perfiles, sísmica, activos(núcleos), reservas.

3.6.3. OFM (oil field manager)

Reconocimiento


76

Contiene el historial de producción, tablas, gráficas, mapas de yacimiento, pozos,

trabajos. Se pueden hacer simulaciones.

Es un sistema propio de Schlumberger

Los datos que posee Finder se transfieren a OFM a través de interfaz

3.6.4. DFW (dimms for windows)

Es una base de datos que contiene los datos de perforación.

3.7. FLUJO DE DATOS AMBIENTE INTEGRADO DE PDVSA

PDVSA SUR posee su sistema de integración de información, la cual involucra

sistema y aplicaciones, algunas de las cuales a través de interfaz permiten la comunicación

entre ellas, y también de manera manual. El flujo de información se maneja en un

porcentaje mayor de manera manual, pudiéndose así lograr la integración de los datos de

todos los procesos.

Contratistas como Schlumberger, Intesa, Etc. han desarrollado los sistemas y

aplicaciones.

En la figura 13, se destacan tres fases:

• Fase de recolección

Se obtienen datos de campo de sísmica, perfilaje, exploración, perforación,

producción y reacondicionamientos RA/RC.

• Fase de almacenamiento

Reconocimiento


77

Todos los datos se transmiten a FINDER, es la base de datos histórica corporativa,

contiene los datos de subsuelo, perfiles, sísmica, activos (Núcleos), reservas, producción la

cual es la encargada de administrar la información a los diversos ambientes y a la base de

datos ARCINFO, contiene los datos de superficie.

• Fase de sistemas de apoyo

Tanto Finder como Arcinfo administran información que será transmitida a través de interfaz a los ambientes de gestión:

- SAP

- SIPEP: información de reservas de yacimiento

- SIBI: información gestión estratégica

- SGP: datos de pozo (coordenadas generales, producción) y datos de reserva

- SUPI: datos de pozos (coordenadas, generales, producción) y datos de reserva

También se transfiere información a ingeniería, proyectos, estudio y monitoreo.

Flujograma General

Reconocimiento


78

Ingeniería, proyectos, Ambiente de gestión

Sigemap OFM

estudios y monitoreo

Carpeta de pozo

Figura 13. Ambiente integrado

3.7.1. Almacenamiento de información

La información fluye desde el momento en que se obtiene del campo hasta llegar a

los sistemas, donde está disponible a los departamentos que la requieran.

EXPLORACION PERF. PRODUCCIONSISMICAREDES DE CAMPO (Automatización Pozos/Plantas/etc….

PERFILAJE RA/RC

Núcleos DFW Centinela Datos de

coordenadas oficiales y

desvío

Sísmica y Informaci

INTERFAZ DFW- FINDER INTERFAZ CENTINELA- FINDER

Datos de Sub-SueloPerfiles, Sísmica, activos(Núcleos)

Reservas

Datos de Superficie

ARCINFO

FINDER

Reconocimiento


79

3.7.1.1. Flujo de datos general para ingeniería, proyectos, estudios, monitoreo, gestión, sigemap y OFM

Los datos son obtenidos de manera manual de las instalaciones de campo:

SISMICA, PERFILES, DATOS DE COORDENADAS OFICIALES, DATOS DE

DESVIO, INFORMACION OFICIAL, PERFORACIÓN, REACONDICIONAMIENTO Y

PRODUCCION

Estos generan información de: localizaciones, Estratigrafía, información general de

pozo o punto de superficie, data general de muestras, petrofísica y reservas.

Datos de perfiles y sísmica

Los datos de sísmica y perfiles generan información de Estratigrafía

Datos de desvío de coordenadas oficiales y

SISMICA Parámetros adquisición Parámetros procesamiento Navegación Datos sísmicos

PERFILES Pozo Perfil Curva Corrida Tope y base Nombre de la CIA Fecha de perfilaje

ESTRATIGRAFIA Formación Miembro Topes Arenas Yacimiento Porosidad Saturación Arcilla

Reconocimiento


80

También se requieren datos que posee la aplicación NUCLEOS (se refiere a los pozos):

Los datos que posee NUCLEOS generan información:

DATOS DE COORDENADAS OFICIALES: Nombre del pozo. Fuente de información. Calidad de la localización. Datum coordenadas geográficas. Latitud geográfica. Longitud geográfica. Origen plano. Coordenadas planas (norte/ este ). Coordenadas utm (norte). Coordenadas utm (este). Longitud meridiano central. Esferoide. Localización. Parcela.

DATOS DE DESVIO Nombre del pozo. División. Levantamiento. Fuente. Compañía. Tvd. Azimuth Inclinación. Md.

MUESTRA DE PAREDES: Nombre de la compañía. Pozo. Fecha de toma de muestra. Tope y base de las muestra.

MUESTRA DE CANAL Nombre de la compañía. Pozo. Fecha de toma de muestra. Tope y base de las muestra.

MUESTRADE NÚCLEO Nombre de la compañía. Pozo. Fecha de toma de muestra. Tope y base de las muestra. número de núcleo. Nú d l

RESERVAS Yacimientos Análisis volumétrico Propiedades Yacimiento Proyectos de recuperación Reservas probadas Reservas probables Reservas posibles Descubrimientos, extensión Revisión de reservas

PETROFISICA Evaluación Método Zona base Zona tope Arenas netas

Reconocimiento


81

Datos de información oficial se rasterizan21 y van a carpeta de pozo

Con estos datos se genera información de localizaciones:

Datos de perforación, producción y Reacondiconamientos

Para cargar los datos de perforación, producción y RA/RC22, se emplean dos aplicaciones DFW y CENTINELA.

DFW

DATOS GENERALES Pozo Tipo de pozo Municipio Parcela

INFORMACION OFICIAL Cartas del MEM Documento oficia

CARPETA DE POZO

LOCALIZACIONES Nombre de Localización Ubicación Geográfica Objetivo

DDAATTOOSS DDEE PPEERRFFOORRAACCIIOONN Informe Diario de Actividad Sumario Geológico Nombre Oficial del Pozo Eventos Generales Datos de Actividades Well Planning Costos de Actividades

COMPLETACION Pozo Equipos Tuberías Prueba Oficial Tipo Completación Edo. Completación Símbolo

CAÑONEO Estado de Perforación Fecha Inicio Numero de Trabajo Paso Perforación Tope de Intervalo Base de Intervalo

Reconocimiento


82

Área Gabarra Objetivo de perforación Fecha de perforación

Centinela

Es el repositorio histórico de Producción, posee la siguiente información:

INYECCION DE FLUIDOS: Pruebas Cálculos y balances Informes

PPOOZZOO Información básica. Eventos operacionales. Mediadas operacionales. Pruebas de producción. Muestras de producción. Análisis y diagnóstico. Yacimientos Balances. Informes

CRUDO: Mediciones de fluidos.Instalaciones. Tratamiento químico. Balances contables. Informes. Movimiento Deshidratación

INSTALACIONES Sistema de producción. Instalaciones. Equipos. Línea de producción. Nodos, punto de recibo y entrega.

DETALLES DE PRODUCCION: Nombre del pozo Yacimientos Medidas Pruebas de laboratorio Sarta Fecha de completación Mecánica y oficial Mangas

Reconocimiento


83

A través de una interfaz se transfiere información de Centinela a Finder, generando:

3.8. SITUACIÓN GENERAL DE ADQUISICIÓN DE LA INFORMACIÓN EN LA UNIDAD DE EXPLOTACION DE BARINAS

Un proceso se considera automatizado sí la adquisición de datos se realiza de

manera remota a través de las diferentes medios de comunicación y transmisión, cuya

información será obtenida y presentada, para su manipulación, ejerciendo supervisión y

control de los procesos. Es por ello que afirmamos que la Unidad de Explotación de

Barinas no posee ningún proceso automatizado, en el ámbito de pozos se tiene 0% de

automatización, y en el ámbito de las Estaciones de Flujo se tiene 7 % de automatización

(solo se posee la instalación de instrumentos de automatización, pero hasta el momento no

se ha transmitido la información a través de Sistemas Scada a centros de control).

Actualmente la adquisición de la información y control de los procesos: extracción,

tratamiento de fluidos y mantenimiento operacional se realiza de manera manual en todos

los procesos.

3.8.1. Procedimientos actuales de adquisición de datos de los procesos en producción

En el área de Barinas, la obtención de la información tanto para los procesos de

extracción como tratamiento de fluidos, se realiza de manera manual, sin embargo siguen

planes de automatización, por los beneficios que ella proporciona, en cuanto a seguridad de

personal, seguridad instrumental, ahorro de tiempo, etc.

PPOOZZOO Eventos operacionales. Muestras Pruebas Cambios

PPRROODDUUCCCCIIOONN Oficial Real Fiscalizada

DDEEFFIINNIICCIIOONN ZZOONNAA CCOOMMPPLLEETTAACCIIOONN Datos básicos Intervalo Yacimiento

Reconocimiento


84

3.8.1.1. Variables de muestras y pruebas de producción

En la figura 14, se muestra como es el proceso de pruebas de producción, desde la

obtención de las muestras del pozo hasta que llega a los sistemas. Iniciando con la carga de

la información de forma manual a Centinela y posteriormente se integra a los sistemas

Finder y OFM a través de interfaz. Posteriormente se accede a la información a través de

accesos directos.

Figura 14. Diagrama de flujo para muestras y pruebas de producción

POZO

CENTINELACENTINELA

FINDERFINDER

GENERACIÓN DEDATOS

GENERACIÓN DEDATOS

OPENDOX OPENDOX

CARPETA DE POZO

CARPETA DE POZO

Por la línea del pozo se extrae una muestra se lleva al laboratorio y se realiza el análisis de muestra, obteniéndose % AyS y gravedad API. Por la línea de prueba fluye el crudo donde posteriormente llegara a un tanque de Prueba en la Estación de Flujo, obteniéndose análisis del comportamiento del pozo

Vía interfaces losdatos pasan a labase de datosFINDER

Los datos obtenidos son llevados a los ingenieros para su supervisión y posteriormente entregados a los supervisores de área, encargados de cargar la información en Centinela

Pozo completación: Supervisor y Operador sedirigen al pozo y obtienen un Reporte dePrueba Oficial, lo envían al Técnico deYacimiento y éste lo envía al Director deInspección Técnica de Hidrocarburos del MEM,por último se envía, copia firmada y sellada alCentro de Información Técnica. Casosespeciales: Programa de servicio, propuestade estimulación, programa de lavado con ácido,Etc.. se toma la ultima prueba y estos datosvan a Opendox y carpeta de pozo.

Se coloca el sello de rasterizado y se archiva en carpeta de pozo.

Línea de fluido

Los documentos Se rasterizan y se incluye en la base de datos

de Opendox.

OFM OFM

OFM utiliza una especie defiltro y se trae los datos querequiere de FINDER

Los datos de muestra se obtienen del análisis en el laboratorio, y los de prueba de pozo, los chequedores las realizan en los tanques de prueba ubicado en las estaciones

Reconocimiento


85

En la figura 15 se visualiza la manera como es el proceso de obtención del petróleo, desde

que se extrae del pozo, hasta llegar a la estación de flujo, donde se lleva a cabo el

tratamiento adecuado del petróleo.

Figura 15. Representación gráfica de pruebas de producción

Se toman muestras a evaluar en laboratorio y emitir información con las características de los fluidos.

Línea De Flujo

Pozo

En los tanques de prueba de la estación de flujo se realizan las pruebas de producción, los cuales son llevadas a cabo por chequeadores de campo, quienes toman una medida inicial y final del tanque, a través de un prorrateo obtienen los datos de producción del pozo.

Reconocimiento


86

3.9. MODELADO DE LOS PROCEDIMIENTOS PARA LA TOMA DE DECISIONES En esta sesión se indican los departamentos involucrados en la automatización y se

desarrollan los esquemas de integración de la información.

3.9.1. Flujograma de los departamentos involucrados y la relación entre ellos La U.E.Y-B está constituida por departamentos que son los encargados de que se

lleven a cabo los procesos que involucra obtener el petróleo, cada uno de ellos tiene

funciones propias. A su vez todos los departamentos tienen relación. Cada uno de ellos

emiten información que a su vez deben proporcionar a otros departamentos. En la figura 16

se indica con flechas las relaciones entre departamentos (diferenciadas por colores),

describiendo en los recuadros la información que emite cada departamento.

Gerente

Unidad de Explotación Barinas

Estudios Integrados Emite prospectividad de

pozo, analiza donde está el

petróleo (cartera de oportunidades)

Desarrollo de Yacimientos

Generan potencial Establecen los

pozos que se van a perforar y emite a Infraestructura las

posibles perforaciones

Producción

Infraestructura Adapta

instalaciones según

requerimientos de Operaciones de Producción y Desarrollo de Yacimiento

Control y Gestión Vela por el

cumplimiento de las Leyes y Normas

que regulan las actividades propias

de producción

Optimización

Diseña equipo se sub suelo para

garantizar lo que plantea Desarrollo

de Yacimiento

Manejo y Procesamiento de fluido

Actúa cuando se presentan problemas (cuellos de

botella)

Mantenimiento

Operacional

Informe diarioInforme diario: Incorporaciones, desincorporaciones y arrastre de pozos, perdidas por día y mes, proyecciones, comportamiento de producción, reporte de eventualidades

Planificación de rediseño

Operaciones de

Producción

Evalúa PD con respecto a PT emitida por Desarrollo

de Yacimiento

Planificación de Generación de Potencial

Caracterización de Yacimiento, reservas

Reportan Seguimiento de indicadores económicos (ahorros, ingresos, egresos) de todas las superintendencias

El gerente de la U.E.Y.B. Emite información a los superintendentes, vía radio, telefono o personalmente, hay retroalimentación

Retroalimentación para regula las acitividades de las superintendencias

Gerente

Unidad de Explotación Barinas

Estudios Integrados Emite prospectividad de

pozo, analiza donde está el

petróleo (cartera de oportunidades)

Desarrollo de Yacimientos

Generan potencial Establecen los

pozos que se van a perforar y emite a Infraestructura las

posibles perforaciones

Producción

Infraestructura Adapta

instalaciones según

requerimientos de Operaciones de Producción y Desarrollo de Yacimiento

Control y Gestión Vela por el

cumplimiento de las Leyes y Normas

que regulan las actividades propias

de producción

Optimización

Diseña equipo se sub suelo para

garantizar lo que plantea Desarrollo

de Yacimiento

Manejo y Procesamiento de fluido

Actúa cuando se presentan problemas (cuellos de

botella)

Mantenimiento

Operacional

Informe diarioInforme diario: Incorporaciones, desincorporaciones y arrastre de pozos, perdidas por día y mes, proyecciones, comportamiento de producción, reporte de eventualidades

Planificación de rediseño

Operaciones de

Producción

Evalúa PD con respecto a PT emitida por Desarrollo

de Yacimiento

Planificación de Generación de Potencial

Caracterización de Yacimiento, reservas

Reportan Seguimiento de indicadores económicos (ahorros, ingresos, egresos) de todas las superintendencias

El gerente de la U.E.Y.B. Emite información a los superintendentes, vía radio, telefono o personalmente, hay retroalimentación

Retroalimentación para regula las acitividades de las superintendencias

Reconocimiento


87

Figura 16. Relación entre procesos

3.9.2. Procedimientos actuales

En esta sesión se desarrollan los procedimientos actuales para obtener la

información desde que se obtiene de campo, pasa por tratamiento hasta que se obtiene la

producción, reflejándolo en diagramas cliente – suplidor.

Las tablas de la 14 a la 20, indican como es la obtención de la información

actualmente en la U.E.Y-B. En ellas se destacan:

Suplidores: En esta parte se destaca quienes son los encargados de obtener la información,

es decir quienes las proporcionan.

Insumo: se refiere al medio que requieren para suministrar la información

Actividades: Se refiere a las actividades o procesos, que llevan a cabo los suplidores para

obtener la información

Producto: Se refiere a la información que se generan

Cliente: Se refiere al personal que requiere la información que se está generando.

Reconocimiento


88

Tabla 14. Integración datos pozos - operaciones de producción

ESQUEMA CLIENTE-SUPLIDOR DEL PROCESO:

Integración Datos Pozos - Operaciones de Producción

Suplidor Insumo Actividades Producto Cliente Operadores de campo

• Instrumentos manuales:

• Manómetro para medir presión

• Termómetro para medición de temperatura

• llaves de tubo, ajustables.

• El operador requiere los equipos de seguridad: guantes, lentes, casco y botas

• Cinta para aforar los tanques

• Química Slug. Centrifuga o baño maria

• Toma muestras • Para transcribir

lectura de medidas requiere:

• Planilla de “Programación de prueba de pozo”

• Formato de “Reporte de prueba de pozo”

• hoja “Control de pozos”, lápices

• Radios para participar eventualidades

• El operador va a las instalaciones y toma lecturas de campo: Pruebas de pozo: medida inicial y final de tanque de prueba

• Parámetros de Superficie:

Temperatura de cabezal

Presión de cabezal

Presión de Casing

Presión Tubing El operador

toma muestras, posteriormente analizadas en laboratorio: gravedad API, corte de agua (AyS)

• Reporte de información “Prueba de pozo” • Reporte “Control de pozos”

• Supervisores de campo

• Ingenieros de operaciones de producción

• Gerente de producción

Reconocimiento


89

Tabla 15. Integración datos pozos – optimización


Integración Datos Pozos - Optimización

Suplidor Insumo Actividades Producto Cliente

• Operadores

• Variadores y/o paneles para

• Personal de la alianza va a

• Reporte de


Reconocimiento


90

de campo • Alianza

ESP (Electric Services Pump )

• Operaciones

de producción

frecuencia, amperaje y voltaje

• Cronometro: viajes por minuto

• Dinamómetro. • Sonolog: niveles

dinámicos • Envase o frasco

graduado, reducción con miple de 1*1/2 pulgadas, para muestras

• Planilla “Programación prueba de pozo”

• Formato Reporte prueba de pozo

• Para transcribir lectura de medidas se requiere:

• hoja “Control de pozos”registran presión cabezal,%AyS,Hz, Amp. Volt, VPM,Carreras


•

las instalaciones y toma lecturas de campo:

Parámetros de bomba en subsuelo: registro de impulsos, consumo de energía, frecuencia, si la bomba está manejando gas, incrustaciones, paros eléctricos, amperaje, voltaje • El

operador se dirigen a las instalaciones y toman lecturas de campo: Sección de

prueba de pozo, si es bombeo electrosumergible: presión de cabezal, frecuencia, amperaje, voltaje Si es bombeo mecánico: viajes por minuto, carrera. Los técnicos toman de muestra

Se toman Niveles dinámicos

información “prueba de pozo”

• Reporte “niveles dinámicos”

• Reporte “control de pozos”

• Ingenieros de Optimización


Reconocimiento


91

Tabla 16. Integración datos pozos - yacimiento, estudios integrados


Integración Datos Pozos - Yacimiento, Estudios Integrados


• Operadores de campo

• Schlumberger

• HallBurton

• Operaciones

Envase o frasco graduado, reducción con miple de 1*1/2 pulgadas, para muestras

• Geofonos para Estudio de

Personal de Schlumberger, HallBurton realizan estudios de sísmica de yacimientos

• Reporte de información “prueba de pozo”

• Reporte “control de pozos”


• Ingenieros de Yacimiento

• Ingenieros de Estudios Integrados

Reconocimiento


92

de producción

• Optimización

sísmica • Frentes

energéticos Variadores y/o

paneles para frecuencia, amperaje y voltaje

Cronometro: viajes por minuto

• hoja “Control de pozos”registran presión cabezal,%AyS,Hz, Amp. Volt, VPM,Carreras


• Planilla “Programación prueba de pozo”

• Formato Reporte prueba de pozo

El operador se dirigen a las instalaciones y toman lecturas de campo:

Sección prueba de pozo: medida inicial y final del tanque de prueba, presión, frecuencia, Amperaje, voltaje, V.P.M, Carrera

Se toman de muestras

Estudio de sísmica

Gradiente de presión en la tubería de producción

Frentes energéticos

Tabla 17. Integración datos pozos y estaciones de flujo - Tratamiento

ESQUEMA CLIENTE-SUPLIDOR DEL PROCESO: Integración Datos Pozos y Estaciones de Flujo - Tratamiento


• Técnicos de

tratamiento

• En campo se requiere:

• Química

El operador se dirigen a las instalaciones y

• Reporte de información “prueba de

Supervisores de campo • Ingenieros de

Reconocimiento


93

• Operaciones de producción

para análisis de muestra en laboratorio

• Tubo graduado (medidor para conocer cuanta química se está inyectando)

• Vehículo • Centrifuga,

probetas, solventes, herramientas para realizar conexiones.

• En laboratorio se requiere:

• Reactivos para el análisis especifico, baño de maria, equipos básicos de laboratorio, campana para extraer gases tóxicos.

• Equipo especializado para determinar fenoles, ppm crudo, ppm agua.

toman lecturas de campo:

Monitorean Inyección de antiincrustante, demulsificante, clarificante, anticorrosiva

Distribuyen química

Toma y análisis de muestra

Análisis de laboratorio

pozo” análisis de muestras

Tratamiento • Gerente de producción

Tabla 18. Integración datos estaciones de flujo - operaciones de producción


Integración Datos Estaciones de Flujo - Operaciones de producción


• Chequeadores de campo

• Cintas de 50 pies para aforar los tanques (medida de niveles)

• Manómetro • Termómetro

Los chequeadores se dirigen a las instalaciones y toman lecturas de los

• Reporte con información “control estaciones de flujo”


• Ingenieros de Operaciones de producción


Reconocimiento


94

procesos: Datos de separadores gas - liquido: presión, niveles

Datos del sistema de calentamiento: temperatura, presión

Datos de tanques de lavado: niveles

Datos de los enfriadores finfan cooler: temperatura, presión

Datos del sistema de bombeo

Datos a la salida de la estación de flujo: presión de descarga

Datos de tanques de almacenamiento: :niveles

• Líder de Infraestructura

Tabla 19. Integración datos estaciones de flujo - operaciones de producción,

infraestructura


Integración Datos Estaciones de Flujo - Operaciones de producción, Infraestructura


• Chequeadores de campo

• Datos de la unidad de flotación

• Datos de la tanquilla API

Los chequeadores se dirigen a las instalaciones y toman lecturas de

• Reporte con información “Control de efluentes”


• Ingenieros de Infraestructura

• Ingenieros

Reconocimiento


95

• Datos de tanquilla de aguas aceitosas

• Datos de sistemas de enfriamiento de agua (lagunas)

• Datos de enfriamiento de enfriamiento

• Datos de bombas centrifugas

• Datos de los elementos de seguridad, protección y ambiente

los procesos: Datos de

la unidad de Flotación: nivel de agua, medición de hidrocarburo en agua

Datos de la tanquilla API: nivel de agua y medición de hidrocarburos en agua

Datos de tanquilla de aguas aceitosas: niveles

Datos de sistemas de enfriamiento de agua (lagunas): temperatura, PPM fenoles, PPM de crudo, cloruros en agua

Datos de enfriamiento de agua: nivel de crudo

Datos de bombas centrifugas: presión de descarga de bombas

de Operaciones de producción:

• Tratamiento

• Mantenimiento


• Líder de Infraestructura

Tabla 20. Integración datos pozos, estaciones de flujo y efluentes : gerencia U.E.Y-B


POZOS, ESTACIONES DE FLUJO Y EFLUENTES : Gerencia U.E.Y-B


Reconocimiento


96

• Los Superintendentes de control y gestión, de infraestructura, de producción, de desarrollo de yacimientos, estudios integrados.

• En ocasiones los ingenieros

• Aplicaciones de gestión del negocio

• Los reporte de producción

• Los reporte de eventualidades

• Medios de comunicación: teléfono, fax, e-mail

Los superintendentes solicitan información para establecer: Potencial de producción

Indice de productividad

Rendimiento Número de servicios

Eventos ocurridos

Mejorar en infraestructura

Que tipos de mantenimiento

Problemas ocurridos

• Información “reporte diario”

• En el se informa comportamiento de producción, eventualidades en los procesos e instalaciones, etc

• Reporte de seguimiento económico

• Gerente Unidad de Explotación de Barinas

Para bajar la información el gerente toma decisiones de la información que recibe y

emite información a los superintendentes y en oportunidades a los ingenieros de

operaciones. El medio por el cual emite información es a través de radio, teléfono, e-mail,

fax.

Reconocimiento


97

Reconocimiento


98

CAPÍTULO IV. DEFINICIÓN DE LAS NECESIDADES DE INFORMACIÓN PARA EL

CENTRO DE CONTROL

Reconocimiento


99

4. INTRODUCCIÓN

De acuerdo al levantamiento de información, se establecieron necesidades que tiene

la U.E.Y-B, obteniéndose de los procesos, y sus variables a medir. (anexos 3)

4.1. PROCESOS DEL ÁREA DE BARINAS

Extracción

Tratamiento

Mantenimiento Operacional

Una vez determinados los procesos prioritarios para automatizar en las operaciones

de producción Barinas y realizado su estudio, se desarrollaron formatos para el control de

las variables de los mismos, las cuales se definen a continuación, mostrando sus beneficios.

4.2. DEFINICIÓN DE LOS PARÁMETROS Y VARIABLES A MEDIR

Para definir los parámetros y variables a controlar, se consideraron los beneficios

que se obtienen con la automatización. Para llevar a cabo los proyectos de instalación de

instrumentación de subsuelo/superficie para la automatización, se debe hacer un análisis

que indique la rentabilidad del proyecto, en cuanto a mejoras que se pueden obtener en los

procesos productivos y en los aspectos relacionados con seguridad del personal y los

equipos y prevención de daños ambientales. En relación con las variables que se deben

medir, se desarrollaron una serie de formatos (anexo 3), en los que se incluyen las variables

importantes para el proceso y que pueden ser automatizadas, obtenidas de entrevistas con el

personal, considerándose así las necesidades de automatizar sus procesos y de su análisis y

estudio. Se realizó una última reunión en la cual se define con el personal encargado de las

diferentes áreas operacionales de la U.E.Y-B los procesos y variables que requieren ser

automatizadas, al mismo tiempo se determino cual era la prioridad de las variables, esto

Reconocimiento


100

para definir según la necesidad, que variables deben ser automatizadas de manera

inmediata.

El objetivo principal del AI2S, indica que los esfuerzos deben estar centrados en

soluciones de automatización industrial que apoyen a las operaciones. Una metodología a

seguir para poder estimar los beneficios es identificar el área operacional (pozos en

superficie, pozos en subsuelo, estaciones de flujo), determinar las necesidades de la U.E.Y-

B en cada una de esas áreas, las fuentes de beneficios asociadas a los procesos

operacionales y las soluciones técnicas identificadas para el área de producción.

En el plan maestro de automatización se realizan esfuerzos tecnológicos que están

orientados principalmente a incrementar de manera integral la productividad del negocio de

producción, manteniendo a su vez costos competitivos y a fortalecer el concepto de

gerencia integrada de yacimientos.

Una síntesis de las necesidades de la U.E.Y-B, en cuanto a producción de crudo

(extracción, recolección y tratamiento) es:

• Incremento de la producción disponible.

• Reducción de costos operacionales y mantenimiento.

• Seguridad y protección al ambiente.

Las fuentes de beneficios relacionadas con el mantenimiento de producción son:

detección temprana de mermas y paros de producción no planificados; disminución de

paros de mantenimiento por incremento en la vida útil y confiabilidad de los equipos;

disminución de pérdidas de crudo por detección temprana de fugas; disminución del tiempo

de arranque y paro de instalaciones; y optimización de los procesos de producción.

En cuanto a reducción de costos operacionales y de mantenimiento, los beneficios

son: optimización del consumo de química (desimulsificante); reducción en los costos de

transporte y reorientación del esfuerzo operacional; reducción de costos de mantenimiento

Reconocimiento


101

por incremento de la vida útil y confiabilidad de los equipos; y disminución del consumo de

energía eléctrica.

En seguridad y protección al ambiente, los beneficios logrados con la

automatización son: disminución del impacto ambiental; incremento de la seguridad física

del personal, equipos e instalaciones; y reducción de pagos por seguros, multas y

demandas.

4.3. APLICACIONES Y SOLUCIONES DE AUTOMATIZACIÓN VS.

NECESIDADES DEL CLIENTE

En esta sesión se destacan las propuestas de desarrollo, para satisfacer las

necesidades de información. Por un lado se definen las necesidades operacionales de la

U.E.Y-B y por otro lado las soluciones propuestas que darán solución (variables a medir)a

las necesidades. Las mismas se desarrollan en función de la pirámide de automatización

definida en el capítulo 2 (sesión 2.5). Este se refiere a los niveles de supervisión, control y

optimización.

Reconocimiento


102

4.3.1. Pozos

Tabla 21. Propuestas de desarrollo de los pozos para satisfacer las necesidades

Aplicaciones o

Soluciones propuestas

Necesidades operacionales

Supervisión Mantenimiento de producción. Reducción de costos Operacionales/Mtto

Seguridad y continuidad Operacional/Apoyo a la Gestión

Parámetro superficie

(presión de tubing /

casing, temperatura,

flujo (inferido))

Detección temprana de paros, mermas o

fugas de la producción del pozo al

monitorear en forma remota y centralizada

el cabezal o el flujo inferido a la llegada de

la estación de flujo.

Ahorros operacionales por disminución costos

de transporte y reorientación de esfuerzo al

reducirse el número de rondas requeridas al

pozo por tener la información en forma remota

y centralizada..

Se reduce los daños al ambiente al poderse

detectar fugas en forma temprana.

Incrementa la seguridad física del personal al

disminuir las visitas al sitio

Parámetro subsuelo

(presión y temperatura de

fondo fluyente)

Disminución de paradas por reparación de

equipos de subsuelo (motor/bomba) o pozo,

al incrementarse la vida útil de los mismos

por detección temprana condiciones

anormales de operación.

Incremento de la disponibilidad de los equipos

de subsuelo al incrementarse la vida útil

Disminución de los costos de reparación de

pozos por detección temprana de las

condiciones anormales de la presión de fondo

fluyente.

Determina condiciones del pozo o

comportamiento de afluencia, lo cual permite

identificar problemas en el yacimiento o

reservorio

Reconocimiento


103

Estado de equipos

primarios (on/off/falla):

bombas, variadores,

balancines, etc.)

Detección temprana de paros de la

producción del pozo al monitorear en forma

remota y centralizada el estado de los

equipos primarios.




pozo al tener la información en forma remota

y centralizada.



Control / Protección

Inyección de

antiicrustante en subsuelo

y cabezal

Disminución en el consumo de química

inyectada al mantener control regulatorio

sobre el flujo

Ahorros por mantenimiento de equipos de

subsuelo al mantener la gravedad API deseada

a la salida del pozo.

Reconocimiento


104

velocidad Bomba

/arranque y paro remoto

(BES)

Disminución de producción diferida al

reducir el tiempo de parada de pozos por el

arranque desde la sala de control luego de

fallas tipificadas.




pozo por tener el control regulatorio remoto y

centralizado de la inyección de gas

Ahorros asociados a la disminución del

consumo eléctrico como resultado del uso de

aplicaciones de alto nivel apoyadas en data

automatizada.


disminuir las visitas al sitio.

Incremento de la seguridad en equipos de

subsuelo y superficie y disminución de los

costos de seguros por tener protección

automática.

Reducción del riesgo de derrame en estaciones

de flujo por cierre oportuno y a distancia de

pozos, evitando dependencia de la ejecución a

condiciones climáticas, operacionales y

laborales

Pump Off

Ahorros operacionales por disminución de

costos de energía al mejorar la operación de

los equipos

Reconocimiento


105

Prueba automática de

pozos

Detección temprana de mermas al

monitorear en forma automática y con mayor

frecuencia de ejecución la prueba de pozo

Maximización de capacidad instalada para

prueba de pozos al permitir algoritmos de

optimización del tiempo de prueba, análisis

y programa de pruebas.

Incremento de confiabilidad de pruebas de

pozos por incluir aplicaciones de

verificación de estado de válvulas de acción

doble que permiten carga y descarga de

cámara de pruebas

Incremento en confiabilidad de calculo de la

tasa de gas por utilización de placa orificio

única con sensores de medición de diverso

rango de aplicación.

Visualización en línea del comportamiento

de llenado del separador permitiendo análisis

cualitativo de estabilidad en producción del

pozo, información de uso reciente en análisis

y diagnostico del pozo.




pozo por tener la información en forma remota

y centralizada.

Disminución en costos de mantenimiento por

menor frecuencia de reparaciones,

calibraciones gracias a equipos de mayor

confiabilidad operacional. Este comentario

aplica para todo aquel equipo electrónico que

reemplaza la funcionalidad de equipos

neumáticos



Reconocimiento


106

Control avanzado/ Optimización

Mantenimiento de producción Reducción de costos Operacionales/Mtto


Optimización pozos (BES,

BM)

Incremento de la producción al implantar

aplicaciones de optimización y obtener la

curva real de producción.

Reducción de los costos reparación de equipos

de subsuelo al incrementar la vida útil de los

mismos

Determina condiciones del pozo o

comportamiento de afluencia, lo cual permite

identificar problemas en el yacimiento o

reservorio

4.3.2. Estaciones de flujo

Tabla 22. Propuestas de desarrollo de las estaciones de flujo para satisfacer las necesidades

Aplicaciones o



Supervisión remota Mantenimiento de la Producción. Reducción de costos Operacionales/Mtto

Seguridad y continuidad Operacional/Apoyo a la gestión

Supervisión de

parámetros principales de

la estación: niveles y

presiones en recipientes,

temperatura de

Detección temprana de mermas, paros de

equipos o procesos y condiciones anormales

de operación no planificados, al disponer de

supervisión remota y centralizada de los

parámetros principales.



reducirse el número de rondas requeridas a las

instalaciones

Incremento de la seguridad del personal al

disminuir las visitas a las instalaciones.

Disminución del impacto ambiental al

disminuir fugas por tener información en

Reconocimiento


107

calentadores, estado de

bombas y válvulas, flujo

de Inyección de química,

flujo volumétrico de

química demulsificante y

química clarificante.

Disminución de las pérdidas de crudo por

derrames al poseer detección temprana de

variables de proceso desviadas.

Disminución del gas venteado al tener

información del estado de la válvula de

venteo.

Disminución de costos de reparación de

equipos por detección temprana de

condiciones anormales de operación

tiempo real de niveles y presiones de

recipientes.

Detección de intrusos en instalaciones para

prevención de robos y hurtos de equipos de

alto costo e impacto operacional y ambiental.

Prueba de Pozos

Detección temprana de mermas en pozos al

disminuirse el tiempo de análisis de la

prueba de pozos, al contarse con

información en tiempo real.

Mejoras en la medición al instalarse

instrumentación electrónica

Control/Protección

Control de procesos y

equipos principales: nivel

y presión en recipientes,

temperatura en

calentadores, arranque y

paro de bombas, venteo,

Disminución de paro de equipos por fallas

debidas a condiciones anormales de

operación, al disponer de control automático

de los procesos y acción remota sobre los

mismos.

Disminución de derrames y fugas de crudo

al tener control automático de procesos

Disminución de costos de reparación de

equipos al disminuir el impacto de condiciones

anormales de operación al tener control

automático y remoto de los mismos (por

ejemplo: uso cíclico de bombas permitiendo

igual desgaste e identificación oportuna de

bombas ineficientes)

Disminución de los riesgos al personal al

disminuirlas operaciones manuales y visitas a

las instalaciones

Reconocimiento


108

críticos como nivel y presión en recipientes.

Disminución del tiempo de arranque de la

estación al ser realizado en forma automática

Disminución de producción diferida al

controlar la presión de gas de la estación

mediante el venteo (evitar la contra presión a

los pozos).

Disminución de costos de transporte y

personal al disminuir las operaciones

manuales en la estación.

Optimización de la infraestructura debido al

mayor aprovechamiento de la capacidad

operacional de la estación

Inyección de Química

Disminución de producción diferida por

crudo fuera de especificación al controlar

en forma automática la inyección de química

deshidratante (disminución de crudo slop)

Disminución de costos en el consumo de

química deshidratante y antiespumante al

controlar en forma automática su inyección.


personal al reducirse las visitas a las

estaciones para ajustar la tasa de inyección.

Minimización del riesgo de contaminación por

falla en inyección de antiespumante al permitir

monitoreo constante a distancia

Inyección de Diluente a

nivel de Estación de flujo.

Disminución del consumo de diluente

inyectado al mantener el control regulatorio

del flujo.

Disminución de costos de post-tratamiento a

nivel de patio de tanques (incremento de

BTU/hr por calentamiento de hornos,

inyección de química deshidratante a nivel de

patio).(ver si aplica a la estación o al patio de

Minimización del riesgo de contaminación por

rotura de líneas de bombeo causadas por alta

presión de bombeo asociada a baja calidad de

mezcla de crudo bombeado.

Reconocimiento


109

tanques)

Prueba Automática de

Pozos

Detección temprana de mermas en los pozos

al incrementarse la frecuencia de las pruebas

de pozos y contarse con supervisión remota

y centralizada en tiempo real.


personal al reducirse las visitas a las

estaciones para alinear / desalinear en forma

manual los pozos para prueba.

Disminución del impacto ambiental por

derrames y fugas ya que se cuenta con

protección por sobrepresión en la prueba

automática de pozos

Control Avanzado/ Optimización Mantenimiento de producción

disponible

Reducción de costos Operacionales/Mtto

Seguridad y continuidad Operacional/Apoyo a la gestión

Optimización Lazo

cerrado de producción

(pozo- estación –

múltiples)

Incremento de la producción de los pozos al

implantar estrategias avanzadas de

optimización en bombas BES y bombeo

mecánico. Este beneficio se contabiliza en el

pozo.

Ahorros operacionales de consumo de gas,

ahorro de energía e incremento de vida útil de

equipos (bombas y motores), los cuales son

contabilizados en los pozos.

Reconocimiento


110

4.3.3. Facilidades eléctricas

Tabla 23. Propuestas de desarrollo de facilidades eléctricas para satisfacer las necesidades

Aplicaciones o



Supervisión Mantenimiento de la Producción Reducción de costos Operacionales/Mtto


Variables Principales de

las Sub-Estaciones

Eléctricas (Voltaje,

Corriente, Estado de

Interruptores y Equipos

de Protección)

Detección temprana de paros al tenerse

supervisión remota y centralizada de

variables.

Disminución de los costos asociados al

transporte y personal al disminuirse las visitas

(rondas) a las sub-estaciones.

Disminución de riesgo personal al disminuir

las visitas a las sub-estaciones

Control

Interruptores y/o

Reconectadores

Disminución en el tiempo de reconexión al

tener acción remota sobre los interruptores o

reconectadores.

Disminución de los costos asociados al

transporte y personal al disminuirse las visitas

a las sub-estaciones para hacer reconexión

Reconocimiento


111

Reconocimiento

Desarrollo de la propuesta de la arquitectura del centro de control de la unidad de explotación Barinas

107

CAPÍTULO V. DESARROLLO DE LA PROPUESTA DE LA ARQUITECTURA DEL

CENTRO DE CONTROL

Reconocimiento


108

5. INTRODUCCIÓN

En el siguiente capítulo se desarrolla el planteamiento de la arquitectura del centro

de control. Se definen puntos de base de datos, servidores, como se estructurarán las

operaciones e interfaces hombre – máquina. 5.1. FUNCIONALIDAD DEL CENTRO DE CONTROL

La sala de control tiene como finalidad la supervisión y control de los procesos a

través de los sistemas Scada, ésta constituirá su función principal en una primera etapa, lo

que implica que se mantendrá la tradicional concepción de sistemas Scada, esto se justifica:

• No se posee la tecnología para el control de todos los procesos. Existen grupos de

empresas que han desarrollado tecnologías como Fieldbus24, etc., que cumple con las

• especificaciones de la instrumentación inteligente, cuya función es auto

diagnosticarse, controlarse. Para lograr esto los lazos de control se ejecutan en los

instrumentos inteligentes al nivel de los procesos de las instalaciones “pozos,

estaciones de flujo, efluentes”, pero no posee tecnología para todos los procesos, esta

razón justifica un centro de control que opere como supervisión y control de los

procesos.

• De contarse con la tecnología inteligente, el centro de control no funcionaría como

tal sino que funcionaría como el centro de coordinación, donde se estará

monitoreando el funcionamiento de las aplicaciones que se ejecutan en las

instalaciones, a su vez se constituirá como un centro de información, ya que será el

lugar donde se tendrán los servidores de datos históricos y en tiempo real, es así que

se visualiza el centro de control “coordinación” del futuro de la U.E. de yacimientos.

• En la etapa final de la automatización e integración de la información, la sala de

control no será mas que el recurso en donde se deberán ubicar servidores que tendrán

las aplicaciones, datos en tiempo real, monitoreo del funcionamiento de las

Reconocimiento


109

aplicaciones, siendo así lo que podría conceptualizarse como un centro de

coordinación de información.

• La U.E.Y-B no posee un centro de control donde se encuentren centralizadas sus

operaciones, en consecuencia se debe iniciar un proceso de adquisición de datos en

una sala de operaciones, motivado a lo expuesto anteriormente se iniciará una

primera etapa con el funcionamiento adecuado de la sala de control, garantizando un

óptimo desempeño en su función del monitoreo y control de los procesos.

5.2. OBTENCIÓN DE LA INFORMACIÓN

Los dispositivos de campo (RTU y PLC) se deben conectar con sistemas Scada vía

radio bajo protocolo TCP/IP “según lineamientos del plan maestro de automatización”

(ejemplo de ello lo tenemos con DNP sobre IP, TCP/IP, etc.), es recomendable que se

establezca claramente un protocolo que soporte las nuevas estructuras de datos de subsuelo.

Para ello se requiere de los sistemas Scada que permiten la adquisición de datos de

campo, el sistema Scada a instalar debe poseer especificaciones propias del sistema, que le

permite operar, especificaciones del sistema operativo, operación en línea, requerimientos

de hardware, tamaño de base de datos, arquitectura propia (cliente – servidor, cliente -

suscriptor), es importante que el sistema ofrezca capacidad de manejo de base de datos,

ofreciendo integridad de los mismos, detección de errores y restablecimiento de

comunicación, detección de errores, recuperación y diagnostico, manejo de alarmas,

almacenamiento y reportes de datos, etc. Para ello se ha desarrollaron especificaciones en

donde se define, la evolución de los sistemas Scada tradicionales y las nuevas tendencias.

(anexo 1).

No solo debemos hablar de cómo adquirir los datos sino que debemos establecer

que datos se obtendrán, como se ha mencionado en capítulos anteriores para determinar que

datos debemos subir a la sala de control se trabajo con el personal de la Unidad de

Reconocimiento


110

Explotación y obtuvimos cuales son sus requerimientos y cual es el beneficio que se aporte

con la automatización de sus procesos.

Ya obtenidas las variables a medir debemos determinar cual es la cantidad de puntos

que tendrá que manejar la base de datos en tiempo real e histórica. Para ello se tomaron

referencias de las instalaciones con las que se cuentan: cantidad de pozos, estaciones de

flujo y efluentes, se determino cuales eran los procesos involucrados (capitulo 3) y la

cantidad por cada instalación. A través de operaciones algebraicas se determino cual es la

cantidad de puntos a manejar en el centro de control. Es de acotar que esta cantidad se

determino para la cantidad de pozos que se tienen previsto automatizar en una primera

etapa, pero también se determino para el conjunto de todos los pozos activos del área de

Barinas, por cuanto es importante conocer a gran escala cual será los puntos en total sí se

automatiza todas las instalaciones.

Actualmente existe un estudio de centralización, es donde se plantea disminuir la

cantidad de estaciones de flujo, esto no se toma en cuenta ya que no existe total claridad al

respecto, por lo que resulta indispensable tomar el conjunto de estaciones y sub estación

(caso Borburata) total que se posee en la U.E.Y-B.

Es importante resaltar que esto no repercute en el proceso del manejo de datos, ya

que se está considerando mayor cantidad de puntos “sí así fuera el caso” lo que implicara

que nuestro sistema Scada tendrá en principio un manejo de mayor cantidad de puntos. A

mayor cantidad de puntos las capacidades de base de datos será mayor. En donde sí podrían

haber problemas es en el caso inverso, donde se consideren menos cantidad de puntos y

resultará que en la realidad es mayor. En el caso de la U.E.B. se tendrá una cantidad de

puntos completa, resultando recomendable para manejo de los datos.

5.2.1. Determinación de los puntos para el centro de control

Reconocimiento


111

Para el mes de determinar los puntos25 del centro de control se consideran las

instalaciones y procesos que posee la U.E.Y.B. descritos en el capítulo 3. Los datos se

obtuvieron del reporte de producción del mes de Septiembre.

Una vez determinadas las variables y parámetros de los procesos, se obtiene el total

de puntos que llegan a la sala de control, para ello se solicitaron datos de producción para

conocer sobre la cantidad de pozos activos del área de Barinas. Obteniéndose la siguiente

información:

5.2.1.1. Obtención de números de pozos Se requiere conocer cual es la cantidad de pozos que se tienen, para poder hallar la

cantidad de puntos que se manejarán. Para ellos se plantean los pozos activos y las

proyecciones futuras de pozos a perforar.

5.3.1.1.1. Pozos activos por campo En la tabla 24, se tienen la cantidad de pozos activos de los campos del área de Barinas. Tabla 24. Pozos activos

Torunos –Caipe Sinco Mingo Silvestre Hato Silvan Maporal Borburata 4

28

31

17

9

6

9

11

De los pozos activos se tiene: Total de pozos bombeo electrosumergible: 84

Total de pozos bombeo Mecánico: 43

Reconocimiento


112

Para establecer una rentabilidad de automatizar pozos se considera como criterio

seleccionar los pozos que producen como mínimo 150 BPPD, quedando los pozos que se

reprendan en la tabla 25, clasificados por campo.

Tabla 25. Pozos preseleccionados para automatizar sin tomar en cuenta pozos que se predicen perforar

Torunos –Caipe Sinco Mingo Silvestre Hato Silvan Maporal Borburata 4

19

4

11

7

3

3

12

Lo que da un total de: 63 pozos que se consideran a automatizar, clasificados en 62

con método de producción bombeo electrosumergible y 1 bombeo mecánico.

5.2.1.1.2. Pozos que se predicen perforar

Para tener una arquitectura amplia que soporte todos los planes de AI2S del futuro

se considera como criterio preveer la predicción de pozos que se consideran perforar en

años venideros. Para ello se solicito información en desarrollo de yacimientos, en la que se

infiere las perforaciones para los próximos 11 años, como se muestra en la tabla 26,

obteniéndose la siguiente información.

Tabla 26. Predicciones de pozos a perforar

Año 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011Numero Perforaciones

UEY BARINAS 7 13 20 22 24 21 23 23 18 18 16

De acuerdo a las predicciones y al conjunto de pozos activos que cumplen con la

producción mínima tenemos un total de 268 pozos, clasificados en 63 pozos activos y 205

pozos que se predicen a perforar en los próximos 11 años.

Reconocimiento


113

5.2.1.2. Cálculo de puntos

Para obtener los puntos para la base de datos, se consideran las instalaciones y los

procesos asociados a cada instalación, se toman los datos descritos en el capítulo 3.

5.2.1.2.1. Pozos

Considerando todos los pozos que están activos y los que se predicen perforar en los

11 años venideros. Así como también las variables consideradas, de acuerdo al mecanismo

de producción. Obteniéndose la cantidad de puntos que se muestra en la tabla 27:

Tabla 27. Pozos preseleccionados a automatizar considerando pozos que se predicen perforar

Cantidad de pozos Mecanismo de Producción

Numero de variables

Puntos

289 Bombeo electrosumergible

62 17918

43 Bombeo mecánico 45 1935 De acuerdo a la cantidad de pozos que se ha determinado automatizar, sin tomar en

cuenta las predicciones de perforación futura, se tiene la cantidad de puntos que se muestra

en la tabla 28.

Tabla 28: Pozos preseleccionados a automatizar sin considerar pozos que se predicen perforar

Cantidad de pozos Mecanismo de Producción

Numero de variables

Puntos

62 Bombeo electrosumergible

62 3844

6 Bombeo mecánico 45 270

Reconocimiento


114

5.2.1.2.2. Estaciones de flujo

Se requiere conocer cuales son las estaciones de flujo que se tienen, para poder

hallar la cantidad de puntos que se manejarán, en cada una de ellas. En consecuencia se

tiene los puntos que se muestran en la tabla 29, clasificados de acuerdo a la estación.

Tabla 29. Puntos de base de datos, considerados por estación de flujo

Estaciones de flujo Puntos

Silvan 184 Sinco D 309 Mingo 130

Silvestre 105 Borburata 118

5.2.1.2.3. Efluentes

Se requiere conocer cuales son las estaciones de flujo que poseen tratamiento de

aguas, para poder hallar la cantidad de puntos que se manejarán, en cada una de ellas. En

consecuencia se tiene los puntos que se muestran en la tabla 30, clasificados de acuerdo a la

estación.

Tabla 30. Puntos de base de datos, considerados de los efluentes por estación

Estaciones de flujo Puntos Silvan 49

Sinco D 53 Mingo 34

Silvestre 8 Para propósitos de obtener la cantidad de puntos se consideran todos los pozos

activos, aunque para la primera etapa de automatización se considera solo 63 pozos.

Reconocimiento


115

5.2.2. Total de Puntos

En la tabla 31, se representan la cantidad de puntos que en total se tienen,

considerando pozos, estaciones de flujo y efluentes.

Tabla 31. Total de puntos de base de datos

Pozos Estaciones de flujo

Efluentes Total

Puntos 19853 846 144 20843

5.2.3. Servidores

En el centro de control se consideran servidores Scada, de respalndo, web, aplicaciones y

servidor de datos históricos. Cada uno de ellos posee una función, que se describe a

continuación:

5.2.3.1. Servidores de entrada y salida (servidores Scada)

Los servidores Sacad, son la clave para conectarse a dispositivos de control, los

mismos deben ofrecer información de calidad y tiempo para cada punto de datos individual.

Este debe manejar muy bien las capacidades para el manejo de alarmas y archivos

históricos.

Se debe poseer una interfaz que permita establecer comunicación con los servidores.

Los sistemas Scada permiten la adquisición de los datos de procesos provenientes

de los dispositivos de campo (RTU, PLC) y los acondiciona de tal manera que permiten la

visualización, generación de alarmas de aventos, almacenamiento histórico, reportes y

control supervisorio de las instalaciones de los procesos.

Reconocimiento


116

En una primera etapa los datos, capturados por el sistema Scada son integrados a la

base de datos corporativa de producción “Centinela” a través de repositorios de datos

históricos.

5.2.3.2. Servidores de datos históricos (repositorios de datos Históricos o bases de datos operacional)

Una vez adquiridos los datos de los dispositivos de campo, se procede almacenar la

información en los repositorios históricos, los cuales nos permiten mantener un histórico

del comportamiento de los procesos y funcionamiento de las instalaciones. Se utilizarán

para la captura, manejo y almacenamiento de datos (subsuelo - superficie) e historia

producida por los sistemas Scada, almacenando los datos en forma de registro con fecha y

hora. Los repositorios de datos históricos juegan un papel importante dentro del proceso

de automatización para la integración de los datos, pues esta interactúa con Centinela y

otras aplicaciones. Deben poseer gran capacidad de datos de procesos, garantizando su

calidad.

5.2.3.3. Servidor de aplicaciones

Se tendrán aplicaciones tanto operacionales como de optimización. Las operacionales

operarán para generar tablas, gráficos y reportes, según sean las actividades que se

requieran por los operadores de la sala de control, propias para la supervisión y control de

los procesos. Las de optimización que permiten buscar el optimo funcionamiento de los

procesos.

5.2.3.4. Servidor web

Reconocimiento


117

Las nuevas tendencias inducen hacia una interfaz hombre – máquina basada en

html. El empleo de un servidor web permitirá presentar la información solicitada en forma

esquematizada a través de los despliegues generados. Permitirá la distribución de datos

hacia la red administrativa.

5.2.4. Bases de datos corporativas

Centinela es el repositorio histórico de producción y a su vez actúa como sistema de

información de producción. Se debe desarrollar una interfaz que comunique a centinela con

los servidores Scada de tal manera que el repositorio de producción se alimente de los datos

adquiridos de campo en tiempo real (servidores Scada), lo que permitirá tener actualizada la

información. Lo que es altamente recomendable para la gestión del negocio.

5.2.4.1. Manejador de base de datos

El objetivo primordial de un sistema manejador base de datos es proporcionar un

contorno que sea a la vez conveniente y eficiente para ser utilizado al extraer, almacenar y

manipular información de la base de datos. Todas las peticiones de acceso a la base, se

deben manejar centralizadamente, por lo que el paquete debe funcionar como interfaces

entre los usuarios y la base de datos.

5.2.5. Sistema operativo de los servidores

Actualmente en el mercado existe variedad de sistemas operativos, los sistemas

operativos como Windows NT v4.0, la cual es la versión más reciente de Windows NT,

Windowns 2000, Windowns XP o Unix, constituyendo plataformas robustas del mercado,

sin embargo el sistema operativo va a depender del sistema Scada que se considere instalar,

bien sea Fix, Ifix, Oasys, Etc.

Reconocimiento


118

Para garantizar el uso optimo del sistema operativo el sistema Scada debe garantizar

una cantidad de bits que cumpla con las especificaciones del sistema operativo montado,

por lo tanto, el software puede ser instalado de forma transparente tanto en Windows 95,

2000, XP y NT, o Unix, entre otros.

Las especificaciones de hardware de los equipos y servidores depende del sistema

Scada, sistema operativo, de la función del servidor, de la cantidad de datos a manejar. 5.3.PROPUESTAS DE VISUALIZACIÓN DE LA INFORMACIÓN PARA LA

SUPERVISIÓN Y CONTROL DE LOS PROCESOS (ESTRUCTURACION DE LAS OPERACIONES)

A continuación se presenta un esquema general que permite visualizar como se

estructurarán las operaciones.

5.3.1. Elaboración de formato

Para presentar la información, se elaboro un formato (anexo 3) en el cual se

destacaron dos esquemas de estructurar las operaciones, las cuales permiten visualiza la

información para su supervisión y control

El formato se desarrollo tomando en cuenta los diversos esquemas con los cuales se

pueden estructurar las operaciones, presentándose bajo dos visualizaciones:

Para cada esquema tanto por proceso como por área geográfica se presento varias

opciones, éstas se trabajaron en base a la cantidad de procesos que se tratan por instalación.

Se manipulo la información de tal manera que haya equidad en las consolas de operación

para la supervisión y control de los procesos.

Reconocimiento


119

5.3.1.1. Por proceso

En ella se plantea la supervisión y control por proceso. Se refiere a presentar la

información referente al proceso en las instalaciones, es decir que se podría presentar la

información de acuerdo a lo que sucede en los procesos de las instalaciones: pozos,

estaciones de flujo (separación de gas – flujo, separación de crudo – agua, etc), efluentes

(separadores API, sistemas de enfriamiento, etc).

5.3.1.2. Por área geográfica

En ella se plantea la supervisión y control por área geográfica. Se refiere a presentar

la información por campos, de tal manera que si se desea supervisar un campo especifico,

se navega a través de la interfaz hombre - máquina todos los procesos que se tienen

automatizados.

5.3.2. Resultados del formato

El formato fue presentado y avalado por la U.E.Y-B, donde posteriormente se

realizaron reuniones determinándose como desean que se estructuren las operaciones por

proceso. Requieren que las operaciones se manejen como actualmente se está manejando en

la unidad de explotación Apure, por pertenecer ambas unidades de explotación. 5.4. ESQUEMA DE VISUALIZACIÓN DE LA ESTRUCTURACIÓN DE

LAS OPERACIONES SEGÚN RESULTADO DEL FORMATO

De acuerdo a los resultados obtenidos en reuniones se tiene previsto que las

operaciones se estructuren por proceso de la siguiente manera: cuatro consolas para sub

estación y estaciones de flujo, una para pozos y otra para efluentes organizadas como se

muestra en la figura 17.

Reconocimiento


120

Figura 17. Consolas de operación

5.4.1. Manejo de información

De acuerdo a la estructuración de operaciones seleccionada, se tiene el siguiente manejo de

información:

Consola 1: Sub estación Borburata. Manejará alrededor de 118 puntos, se individualizó

debido a que es la sub estación que maneja mayor producción.

Consola 2: Estación de flujo Silvan y Sinco D. Manejará alrededor de 498 puntos.

Consola 3: Estación de Flujo Mingo y Silvestre. Manejará alrededor de 235 puntos

Consola 4: Pozos. Manejará alrededor de 4114 puntos actualmente, 19853 considerando

años venideros.

Consola 5: Efluentes. Manejará alrededor de 144 puntos.

5.4.2. Interfaz hombre–máquina

Los esquemas de visualización de la información es a través de la interfaz basada en

HTML, los despliegues se desarrollaran de acuerdo a la estructuración de las operaciones,

esto es por procesos.

Estación de flujo Silvan y

Sinco D

Sub estación

de flujo

Borburata

Estación de

flujo Mingo y

Silvestre

Pozos

Efluentes

Reconocimiento


121

Se encuentra establecido que las operaciones serán estructuradas por proceso y se

tiene determinado las consolas de operaciones, así se puede desarrollar una interfaces

hombre – máquina.

5.4.2.1. Esquema general de interfaz

Los software HMI26, son una muy poderosa herramienta para controlar y monitorear

procesos industriales y maquinarias relacionadas a estos procesos. Los servidores de

comunicaciones permiten conectar bajo ciertos protocolos, los distintos elementos

involucrados en el proceso tales como PLC, y/u otros actuadores.

Se puede presentar una ventana principal, en donde se muestre el área de Barinas,

como se muestra en la figura 18.

Figura 18. Área, campos de Barinas

En esta se deben reflejar las estaciones y subestación de flujo, de tal manera que se

permita hacer click con el botón del mouse y me permita ver todos los procesos

involucrado de la estación, ya sean tanques de almacenamiento, tanques de lavado, tanques

de post lavado, etc. separadores, bombas, etc. Todos los procesos de tal manera que permita

TACHIRA

MERIDAPORTUGUESA

Flanco Sur Andino

SILVESTRE

OBISPO

BEJ-1X

BOR-6ETOR-3E

TOR-4E

TORUNOS

BOR-4E

BOR-1X

BOR-3EBOR-5E TOR-1X

2E OBIS-1X

BEJ-2E

SINCO

BEJUCAL

BEJ-3E

BEJ-4E

BEJ-5E

CAIPE

HATO VIEJO

PAEZ-MINGO

MAPORAL ESTE

BOR-2E

LAS LOMAS

SILVAN MAPORAL

BORBURATA

BARINAS

APURE

BARINASBEJ-9

TOR-12

TACHIRA

MERIDAPORTUGUESA

Flanco Sur Andino

SILVESTRE

OBISPO

BEJ-1X

BOR-6ETOR-3E

TOR-4E

TORUNOS

BOR-4E

BOR-1X

BOR-3EBOR-5E TOR-1X

2E OBIS-1X

BEJ-2E

SINCO

BEJUCAL

BEJ-3E

BEJ-4E

BEJ-5E

CAIPE

HATO VIEJO

PAEZ-MINGO

MAPORAL ESTE

BOR-2E

LAS LOMAS

SILVAN MAPORAL

BORBURATA

BARINAS

APURE

BARINASBEJ-9

TOR-12

Reconocimiento


122

al operador visualizar, monitorear y controlar los procesos que allí ocurren. Se propone que

sea lo mas representativo posible, con imágenes. Sí por ejemplo se desea supervisar el

tanque de almacenamiento de una estación, en la pantalla se refleje un dibujo de un tanque.

26. interfaz hombre máquina Pasos de despliegue de información, para la supervisión y control de los procesos:

• Mapa con campo petrolífero de Barinas: Mapa que permitiría observar todos los

campos del área de Barinas.

• Mapa donde se refleje la ubicación de todas las estaciones: permitiría visualizar

las estaciones de flujo, cada una de ellas con área sensitiva, que contiene los

procesos que se tienen en cada estación.

• Una vez que se muestre una estación especifica, mostrar todos los procesos que

hay en la estación, de tal manera que si se quiere tener datos de un procesos

especifico, se muestren todas las variables involucradas en el mismo.

Los pasos mencionados anteriormente, se aplican a los pozos y efluentes. Lo

importante es que haya un esquema general que permita navegar por las instalaciones y los

procesos asociados. La interfaz debe poseer la generación de reportes, tendencias, alarmas,

sonidos, variaciones de colores. Se deben poseer imágenes que representen los procesos a

monitorear. Esto es interfaz, scheduler y reporte, como se muestra en las figuras 19, 20 y 21

respectivamente.

Reconocimiento


123

5.4.2.1.1. Interfaz

Figura 19. Interfaz representativa

5.4.2.1.2. Scheduler

Figura 20. Representación Scheduler

5.4.2.1.3. Reportes

Reconocimiento


124

Figura 21. Representación de reportes

5.5. SISTEMA DE RESPALDO DE PROCESOS

Los procesos deben poseer sistema de respaldo, que garantice mayor confiabilidad

al sistema. En esta sesión se realiza un análisis de redundancia y las propuestas que la

garantizan.

5.5.1. Análisis de sistema de redundancia

El sistema Scada que se adquiera debe brindar la posibilidad de diferentes tipos de

redundancia, que permita seleccionar la plataforma que sea más conveniente, lográndose

mayor confiabilidad en el sistema.

El sistema de redundancia ofrece respaldo a nuestro los procesos y juega un papel

muy importante proporcionando mayor confiabilidad, disminuyendo la criticidad de los

procesos y permite que el sistema de adquisición de datos no se vea interrumpido por

posibles problemas de comunicación o fallas del nodo maestro, de allí que resulta de gran

Reconocimiento


125

importante poseer un sistema de respaldo que garantice una continua adquisición de datos y

nuestros procesos serán monitoriados sin que se vean afectados por futuras averías del

sistema.

De allí que el sistema debe garantizar la mayor confiabilidad posible,

proporcionando un sistema seguro, por ello debemos emplear un sistema de respaldo.

El sistema debe garantizar completa integridad de los datos, capturando todos los

cambios de datos. La información capturada puede significar la diferencia entre el éxito o el

desastre al recuperar las inconsistencias del sistema de archivos después de un fallo del

sistema.

Es recomendable que ofrezca la ventaja de operar con distintas plataformas UNIX,

Windows.

El sistema debe caracterizarse por:

Facilidad de instalación, mantenimiento y administración y que genere un buen

respaldo al sistema.

El sistema de respaldo puede ser por redundancia inmediata (hot stand-by) o más

tardía (cold back-up).

La redundancia debe poseer funciones como:

Reconocimiento


126

• Detección de falla en el nodo27 maestro

• Sincronización de los relojes del nodo maestro28 y el nodo de respaldo29

• Copia de los archivos de historiales entre ambos nodos para garantizar continuidad de

datos históricos.

Ambos nodos (el servidor Scada y el de respaldo) deben poseer la misma base de

datos para garantizar el buen funcionamiento de la redundancia, ambos deben realizar

adquisición de datos. El nodo maestro es el encargado de la actualización de los datos de

campo, el modulo de redundancia ubica todas las variables de la base de datos del nodo de

respaldo en modo manual. El nodo maestro ubica todas las variables de modo automático,

este se encarga de la actualización de variables.

Al detectarse una anomalía de comunicación con los equipos de campo o al detectar

fallas del nodo maestro, el nodo de respaldo asume la función de nodo maestro y

automáticamente el modulo de redundancia cambia todos lo puntos de modo manual a

automático iniciando la comunicación por lo tanto se realiza la actualización de variables,

al solucionarse los problemas el nodo maestro adquiere su responsabilidad. Para activarse

el sistema de respaldo el nodo maestro y de respaldo deben estar continuamente en

comunicación. Cuando se declara el maestro en falla, ocurre un cambio del nodo back-up a

nodo maestro, esto ocurrirá en un determinado tiempo dependiendo del sistema que se

tenga, esto puede ser de manera automática o manual.

Reconocimiento


127

Para la sala de control se consideran dos nodos Scada, para darle mayor respaldo a

los procesos. Para ello se consideró esta opción debido a que subdividiendo los campos en

dos permitiendo adquirir los datos de las variables de dos áreas, barriendo todos los

campos, de la siguiente manera:

• Un servidor (nodo maestro) que recibirá la información de los campos Borburata,

Silvan, Hato, Toruros – Caipe y Maporal (para la primera etapa se tendrá un total de 25

pozos automatizados de estos campos).

• Un servidor (nodo maestro) que recibirá la información de los campos Sinco, Silvestre

y Mingo (para la primera etapa se tendrá un total de 28 pozos de estos campos).

Como puede observarse hay equidad en la partición de los campos, esto para

propósitos de adquisición de los datos de campo. Es importante resaltar que se propone esta

división por cuanto ofrece la ventaja de que en el momento de ocurrir fallas del sistema no

se vean afectados todos los campos, de esta manera se garantiza que en el momento en el

que no haya comunicación no se afecten los campos restantes, de tal manera que la

comunicación no se verá afectada en su totalidad.

Para el sistema de respaldo se plantean dos propuestas, como se muestran en las

figuras 22 y 23, cada una con ventajas y desventajas.

Reconocimiento


128

5.5.1.1. Propuesta 1. Respaldo

Figura 22. Propuesta 1 de respaldo del sistema

En el sistema de respaldo de la figura 22, se considera sólo un nodo de respaldo. El cual se activa en el momento que ocurre una falla en cualquiera de los dos nodos Scada. El sistema de respaldo posee ventajas y desventajas, que son presentadas a continuación:

Estación de Flujo Borbura

Estación de Flujo Silvan y Sinco D

Estación de Flujo Mingo y Silvestre

Pozos

Efluentes

Nodo de Back-Up

Nodo Nodo

Red de área ancha por procesos (TCP / IP)

Switch

Reconocimiento


129

Ventajas • El respaldo se realiza automáticamente, en el mismo instante en el que ocurre la falla

actúa el back-up aunque podría tardar unos minutos.

• El nodo de respaldo se puede configurar como nodo view30 lo que permite que el nodo

tenga dos funciones: a.- de respaldo, b.- como nodo view.

• Permite un solo nodo de respaldo para varios nodos Scada de la red.

• La configuración de cold back-up es adaptada especialmente para protocolos de

comunicación maestro - esclavo.

Desventajas

• Utiliza otro software adicional para lograr la función de redundancia, el cambio del

esclavo al maestro ocurre mas lentamente aunque solo tarda unos minutos, lo que

implica que durante este tiempo no se adquieren datos.

• Al normalizarse todas las operaciones el cambio de las funciones de los nodos debe

hacerse de manera manual.

• De presentarse fallas en los dos nodos Scada, el nodo de respaldo entraría en

funcionamiento abarcando ambos. Sí la falla ocurriera al mismo instante se corre el

riesgo de que la comunicación tarde mayor tiempo de respuesta, lo que significa que

presenta un riesgo que interfiere en el monitoreo y control de los procesos.

5.5.1.2. Propuesta 2 de respaldo

Reconocimiento


130

Figura 23. Propuesta 2 de respaldo del sistema

En el sistema de respaldo de la figura 23, se consideran dos nodos de respaldo, un

nodo para el Scada 1 y un nodo para el Scada 2. Cada uno de ellos se activa en el momento

de presentarse falla. Este sistema de respaldo le da mayor confiabilidad a la adquisición de

datos, ya que en el momento en que ocurre una falla, no se verá afectada toda la

producción. Se caería sólo un campo específico. A continuación se presentan las ventajas y

desventajas del mismo:

Estación de Flujo

Borburata

Estación de Flujo Silvan y Sinco D

Estación de Flujo Mingo y Silvestre

Pozos

Efluentes

Nodo Scada

2

Nodo Scada

1

Nodo Back-Up

1

Nodo Maestro

2 Switch

Reconocimiento


131

Ventajas

• El respaldo se realiza automáticamente, en el mismo instante en el que ocurre la falla, lo

cual es importante para mantener la continua adquisición de datos de campo

• No hay perdida de datos, sí ocurre falla el respaldo se realiza en el mismo instante lo

que permite que la adquisición de datos sea continuo y por lo tanto el monitoreo y

supervisión de los procesos no se verán afectados por fallas de la maestra y

comunicación.

• No utiliza otro software adicional para lograr la función de redundancia, el cambio del

esclavo al maestro ocurre inmediatamente en el momento que se detecta la falla.

Desventajas • Al normalizarse todas las operaciones el cambio de las funciones de los nodos debe

hacerse de manera manual.

• El nodo de respaldo no se puede configurar como nodo view

• No permite un solo nodo de respaldo para varios nodos Scada de la red, lo que implica

mayor costo, pues se debe poseer un nodo de respaldo por cada nodo Scada, pero el

costo se justifica por cuanto ofrece mayor respaldo en la comunicación. Sí ocurren

fallas al mismo instante afectando ambos nodos Scada, no se corre el riesgo de perder

comunicación pues el tiempo de respuesta es inmediato, lo que significa que presenta

un fallas de comunicación no se interfiere en las operaciones de monitoreo y control de

los procesos.

Reconocimiento


132

5.6. ARQUITECTURA PROPUESTA DEL SISTEMA SCADA En la figura 24 se representa la arquitectura del sistema Scada del centro de control,

la cual permitirá la supervisión y control de los procesos. Posteriormente se describe la

arquitectura, comenzando con la transmisión de los datos. Se definen los equipos y

dispositivos a utilizar en cada una de las salas y su funcionalidad.

Reconocimiento


133

Figura 24. Arquitectura propuesta del sistema SCADA

5.6.1. Esquema general del protocolo de comunicación de campo al centro de control “medios de comunicación”

Son aquellos medios que permiten que la transmisión se realice entre dispositivos de

la red. Estos permiten la comunicación a través de cables u ondas de radio. Los protocolos

de comunicación utilizan este medio para realizar sus funciones. De acuerdo a las distancias

existentes entre los dispositivos de campo y el centro de control se puede considerar un

protocolo vía radio o a través de cableado.

5.6.1.1. Esquemático de transmisión

En las estaciones de flujo, pozos y efluentes se encuentran los PLC o RTU

inteligentes, ellas se encargan de procesar la información, como presión, temperatura, flujo,

etc (todas las variables requeridas por la U.E.Y). Esta información es transmitida al sistema

Scada a través de un medio inalámbrico, es decir vía radio bajo protocolos TCP/IP (según

lineamientos de AI2S) .

Los radios transmiten esta información al radio maestro (ubicado en el edificio

Silvestre, el cual se encuentra a 40 metros de Barinas), que a su vez le entrega la

información al Scada a través de un switch, conformando la red LAN (red de control). La

filosofía es la de punto multipunto, que no es otra cosa que el maestro preguntado y las

remotas contestando de manera ordenada cuando se requiere la información. Luego que el

Scada posee la información la entrega a los servidores de aplicaciones, servidor histórico,

servidor web, posteriormente es transmitida a las consolas de operaciones, donde se llevará

a cabo la supervisión y control de los procesos. Para la integración de los datos se establece

comunicación con la red WAN a través de un router, quien le entrega la información al

propina, que es el multiplexor inteligente que maneja la WAN, esta información viaja a

través de fibra óptica o por medio de radios de microondas y llega a Campo la Mesa

(ubicado en Barinas) y es entregada a otro promina, transfieriendo la información al router,

Reconocimiento


134

y este a su vez a la red LAN (red administrativa). Cuando la información se tiene en la red

LAN (red administrativa) estará disponible al personal que la requiera, a la cual se dará

acceso de acuerdo a permisos establecidos.

La red WAN se abre a través de los prominas. De acuerdo a los requerimientos y

necesidades que posea automatización (si se quiere separación de red de control y red

administrativa) se debe hacer el análisis para establecer como será la comunicación. Se

tienen las siguientes opciones:

• Instalar un promina en el centro de control, implica separación de la red de control y

la red administrativa)

• Utilizar el promina que se tiene en el edificio silvestre, implica que la información

viajará por la misma red.

5.6.1.2. Equipos y dispositivos en el centro de control

El centro de control propuesto está conformado básicamente por tres salas:

• Sala de control de operaciones

• Sala de desarrollo de Ingeniería de Automatización

• Sala de cableado y redes.

5.6.1.2.1. Sala de control de operaciones

Según los requerimientos de la Unidad de Explotación de Barinas, la sala de control esta compuesta por 5 consolas de operaciones:

• Consola 1: Sub estación Borburata

• Consola 2: Estación de flujo Silvan y Sinco D

• Consola 3: Estación de flujo Mingo y Silvestre

• Consola 4: Pozos

Reconocimiento


135

• Consola 5: Efluentes

• Maquina 6: equipo de oficina

En cada una de las consolas se llevará a cabo la supervisión y control de los

procesos, se tienen 3 consolas para las estaciones y 1 para la sub estación de flujo, como se

mencionó anteriormente las operaciones se estructuran por proceso, esto quiere decir que

los operadores deberán controlar y supervisar de acuerdo a los procesos que se tienen en

cada estación de flujo, en pozos o en efluentes.

Se plantea una máquina de oficina, la cual es indispensable para que los operadores

puedan llevar a cabo la elaboración de reportes diarios, reportes de eventos, fallas

seguimiento de trabajo en instalaciones, permisos para realizar operaciones en

instalaciones, entre otros.

Dentro de la sala de control se deberá poseer:

• Radios autoparlantes

• Teléfonos

• Impresora

• Fax, entre otros

5.6.1.2.2. Sala de desarrollo de Ingeniería de Automatización

Constituye básicamente una sala de telemetría, en esta sala se encuentran los

equipos necesarios para la adquisición y manejo de datos, en ella se define una arquitectura

que define una mayor confiabilidad en los procesos a través de respaldos.

Un servidor que maneja la información de los campos Borburata, Silvan, Hato – Caipe y

Maporal.

Un servidor que maneja la información de los campos Sinco, Silvestre y Mingo

Cada servidor Scada posee un servidor de respaldo hot stand-by

Reconocimiento


136

Un servidor de aplicaciones de optimización de procesos.

Un servidor web para la interfaces hombre – máquina

• Un servidor histórico

Servidor Histórico (base de datos operacional)

Juega un papel importante dentro del proceso, es aquí donde se almacenará toda la

información de campo, este debe cumplir con una serie de características, como capacidad

de almacenamiento, facilidad de conexión con el servidor de aplicaciones, servidor de los

Scada “tiempo real”. En la actualidad se tiende a usar base de datos históricas como

Infoplus, PI, etc. bases de datos con una funcionalidad de gran capacidad de

almacenamiento. Es el encargado de administrar la información hacia el personal que lo

requiera. Operaciones de producción, optimización, infraestructura, mantenimiento,

estudios integrados, desarrollo de yacimientos, es decir a todas las gerencias, que requieren

manejar información.

Servidor web

Se tiene un servidor web para la interfaz hombre – máquina. Se plantea por la

importancia que significa ir hacia la nueva tendencias y la presentación de la información

debe ir orientada hacia tecnología web. La forma como se presente la información es vital

pues permitirá el entendimiento de la información, a través del servidor web se puede

lograr un buen esquemático de la información.

5.6.1.2.3. Centro de cableado y redes

Es la sala de telecomunicaciones, en ella se encuentran el radio maestro, es el

encargado de recibir la comunicación que viene de los procesos, permitiéndose la conexión

con el switch de la red de control. Todas las comunicaciones son transmitidas bajo

Reconocimiento


137

protocolo TCP/IP según lineamientos de AI2S. Se tiene solo un switch en donde están

conectadas 13 máquinas, las 6 máquinas de la sala de control de operaciones y los 7

servidores ubicados en la sala de desarrollo de ingeniería de automatización. También

estará conectado el router el cual será el encargado de establecer el enrutamiento de los

paquetes entre la red de control (centro de control) y la red administrativa.

El centro de control debe poseer características especiales en cuanto a redes, se

deben cumplir ciertos requisitos (ver bases teóricas), en este capítulo se exponen las redes

que se manejaran en el centro de control y los equipos necesarios para su instalación.

En la arquitectura planteada para el centro de control de la U.E.Y-B. Se establece

una red de control de procesos y el soporte de integración hacia la red administrativa.

Topología de la red

De acuerdo a la topología, o forma lógica, se considera una red tipo estrella. La red

se une en un único punto, con control centralizado, este es un switch de cableado. El

switch se encuentra ubicado en el centro de cableado y redes, en el están conectados todos

los servidores y consolas de operación. Constituyendo la red de control de procesos.

Existen dos métodos de switcheo: store-forward que recibe el paquete “frame”

completamente antes de permitirle salir de el switch y cut-through tan pronto como puede

determinar la dirección destino comienza a transmitir el paquete.

El switch

• Switch inteligente

• Debe poseer alta densidad de disponibilidad

• Alta densidad de fiabilidad y simplicidad de las necesidades

• Debe proporcionar capacidad de switcheo para eliminar problemas de rendimiento

• Flexibilidad de múltiples enlaces (numero de puertos aducuados)

• Switch rápido, que evite demora para el envío de información, alta velocidad

• Debe admitir reenvío de flujos de datos a alta velocidad de línea

• Debe admitir un caudal de tráfico adecuado

Reconocimiento


138

• Debe admitir el protocolo de comunicación TCP/IP

• Debe optimizar tanto las peticiones de contenido como las entregas

El switch Cut-through se caracteriza por enviar la información con muy poca demora. El switch debe

estar bajo especificaciones mecánicas (dimensiones, configuraciones de las ranuras), condiciones ambientales

(temperatura, humedad relativa), y eléctricas (voltaje, corriente).

Red de control de procesos

Esta red permite la conexión con los dispositivos de campo y el centro de control.

El plan Maestro de Automatización Subsuelo - Superficie establece que las comunicaciones

sean bajo TCP/IP para ello se requiere de radios de comunicación con salida TCP / IP, que

comunique los controladores con la sala de control. Los radios permiten una comunicación rápida y segura, incrementan la velocidad de comunicación y

el ancho de banda, para la transferencia de información desde la estación remota hasta la sala de control y

viceversa. Por ello son recomendables estos medio de comunicación.

Sistema de transmisión

En las estaciones de flujo, pozos o efluentes están los PLC o RTU, ellas se encargan de procesar la

información, como presión, temperatura, flujo, etc. Esta información es transmitida al sistema Scada a través

de un medio inalámbrico, es decir radios.

Los radios de campo transmiten esta información al radio maestro. El sistema de

comunicación entre los radios está basado bajo protocolo TCP/IP. Bajo esta tecnología se

posee banda libre, es decir un espectro ensanchado que permitirá establecer una

comunicación óptima, con velocidad de transmisión y banda ancha, logrando así una

efectiva transmisión de datos.

Una vez obtenida la información por el radio maestro, este le entrega la información

al Scada a través de un switch. La filosofía (Sistema de comunicación) es la de punto

Reconocimiento


139

multipunto, que no es otra cosa que el maestro preguntado y las remotas contestando de

manera ordenada cuando se requiere la información.

En el centro de redes y comunicaciones se debe instalar un router cuya función es

establecer el enrutamiento de los paquetes entre la red de control (centro de control) y la red

administrativa. Lo que permitirá crear un ambiente integrado de manera automatizada. El

equipo actúa a nivel de protocolos de red. Posee la ventaja de mejorar el rendimiento de la

transmisión entre las redes. Es un equipo con gran capacidad, puede incluso interconectar

redes con diferente protocolo. El router le dará mayor confiabilidad al sistema de

comunicaciones, le dará seguridad al sistema y manejará las colisiones, proporcionando una

transmisión de datos efectiva.

Sala de Control

El sistema que se instale en el centro de control, permitirá a un operador realizar en

forma remota el acceso a toda la información y control de los dispositivos en campo.

Una vez adquirida la información por el sistema Scada se requiere llevar la

información a las consolas de operación.

La red de control es la red conformada por los servidores Scada, los servidores de

respaldo y los servidores de aplicaciones, así como también las consolas de operaciones

(especificados en el capítulo 5). La red debe cumplir con requisitos que permitirán

garantizar la efectividad para la transmisión del control de procesos. Esta red es una red

LAN (red de área local). La forma lógica de la red es una red estrella.

Red estrella

Es una de las tres principales topologías. La red se une en un único punto,

normalmente con control centralizado, como un concentrador de cableado, en la red

propuesta se considera un switch, por lo que es un equipo que ofrece mayores ventajas, es

Reconocimiento


140

un equipo que permite estructurar el cableado de redes y ofrece la ventaja de que es un

equipo que direcciona los datos hacia la maquina que solicita la información.

Estructurado del cableado

El cableado debe cumplir con especificaciones técnicas que garanticen una optima

transmisión de datos. Estos se clasifican en categoría 3, categoría 5 y categoría 5E. Para la

sala de control se establece categoría 5E, la misma se considera por el tipo de cableado a

usar: UTP.

Especificaciones técnicas del cableado

De acuerdo a inspecciones realizadas a centros de control y la central de Campo la

Mesa (tomadas como referencia), se analiza la categoría que resulta adecuada para el centro

de control, determinándose:

Tabla 32. Especificaciones técnicas del cableado

TIA/EIA 568-A

NEMA WC-63

DataTwist

Categoría 5E

Impedancia: 20-100 MHz 100 ohm ( ohm15± )

Atenuación: 100 Mhz 21.7 dB/100m

N.E.X.T. (min.): 100 MHz 32 dB

Standar 10 Base-T

Reconocimiento


141

Atenuación:

A menudo expresado en el dBs, representa una disminución en la magnitud de la

señal como propagarse por medio de un conductor. Típicamente, la atenuación mas baja, la

distancia mas larga lograble.

Interferencia cerca-fin (N.E.X.T.):

Es una indicación de cómo un par activo puede adversamente afectar la calidad de

transmisión de señal en otros pares en un cable. A menudo expresado en el dBs de

aislamiento, los números mayores generalmente significa buena integridad de señal.

Reconocimiento


142

Reconocimiento

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