ACTUALIZACIÓN DE PARÁMETROS DE CONFIGURACIÓN EN

LA HERRAMIENTA PIRAMID PARA EL CÁLCULO DE LA

PROBABILIDAD DE FALLA DE LOS PELIGROS DE “IMPACTO

DE EQUIPO” Y “PELIGRO NATURAL” EN LOS ANÁLISIS DE

RIESGO DE DUCTOS MARINOS

Álvaro Graniel RomeroJazmin L. Altamirano Flores

León Guanajuato, Noviembre 2013

ANTECEDENTES

Índices Históricos de Fallas

Factoresde Ajuste

Probabilidad de Falla

PIRAMID

Modelos históricos

Plantillas de configuración

Pipeline Risk Analysis for Maintenance and Inspection Decisions (Análisis de Riesgo en Ductos para la Toma de Decisiones de Inspección y Mantenimiento) Es la herramienta de evaluación de riesgo en ductos marinos y terrestres de recolección y transporte de hidrocarburos, reconocida por PEMEX.

Inicial

2005

2009 – 2010

Índices predeterminados por PIRAMID, basados en datos estadísticos de los ductos estadounidenses ubicados en el Golfo de México.

Índices modificados basados en datos estadísticos de los ductos de la Sonda de Campeche y Litoral de Tabasco.

Actualización de los índices y configuración de los factores de ajuste.

Actualizar los parámetros de configuración en la herramienta

PIRAMID, para el cálculo de la probabilidad de falla de los peligros

de “Impacto de equipo” y “Peligro natural”, con la finalidad de

obtener índices representativos en la evaluación de riesgo e

identificar los principales peligros que puedan afectar

directamente la integridad de los ductos marinos.

OBJETIVO GENERAL

INTRODUCCIÓN

La evaluación de riesgo es un elemento que sustenta el método de

inspección de integridad en el proceso de Administración de Integridad

del Ducto y toma de base el peligro a mitigar resultante de la evaluación

de riesgo, por lo que es importante identificar los principales peligros

que puedan afectar directamente la integridad de los ductos marinos.

Riesgo = Es la Posibilidad de pérdida debido a un evento peligroso

x

Posibilidad pérdida

=

Riesgo

Probabilidad de falla Consecuencias

Las fallas en el ducto debido al peligro de Impacto de equipo, son típicamente asociadas por el arrastre de ancla, de ganchos o de impacto directo.

Las fallas por Peligro natural están relacionadas con tormentas severas donde su mecanismo de falla generalmente es una deformación debido al impacto directo de una embarcación o un arrastre de ancla.

Tabla 1. Categorías y peligros de acuerdo con la NOM-027-SESH-2010 “Administración de la integridad de ductos de recolección y transporte de hidrocarburos”.

No. Categoría Peligro Módulo de probabilidad utilizado en PIRAMID

7Daños por terceros

Falla instantánea/inmediata

Impacto de equipo Modo de falla retardado

Impacto de objetos arrojados sobre el ducto

9Clima y fuerzas

externasViento, Tormentas o Inundaciones

Peligro naturalHuracanes

INTRODUCCIÓN

Índices de falla. Número de incidentes que involucran pérdida de contención dividido entre la longitud de ductos en operación por el año o periodo en el que se reportaron los incidentes”, es decir,

CÁLCULO DE LOS ÍNDICES DE FALLA

……………………… [1]

Censo SAP(longitud y fecha de construcción de los ductos)

Estadística de fallas

Herramienta institucional de PEP: SPADA Plus

Peligro natural:

 

 

 

Impacto de equipo:

 

CÁLCULO DE LOS ÍNDICES DE FALLA

PeligroConfiguración inicial

en PIRAMID

Configuración modificada en

2005

Configuración propuesta (2009-2010)

Impacto de equipo1.5E-04 (gases)4.6E-04 (líquidos)

2.46349E-08 5.59293E-05

Peligro natural0.8E-04 (gases)3.0E-04 (líquidos)

4.80089E-07 1.86431E-05

Comparación de los índices de falla en las plantillas de configuración inicial, 2005 y propuestos (2009-2010).

Nota:  Los  índices  de  falla  en  la  configuración  2005  y  la  configuración  propuesta,  aplica tanto a gases como a líquidos.

CÁLCULO DE LOS ÍNDICES DE FALLA

AJUSTE DE FACTORES

AJUSTE DE FACTORES QUE AFECTAN LA PROBABILIDAD DE FALLA

……………………………… [2]

AF Factor de modificación del índice de falla por daños mecánicos.

D Diámetro.

FMC Factor de profundidad de cubierta.

FMD Factor de la profundidad del agua.

FMT Factor de tráfico de embarcaciones.

KMD Factor de escala de la tubería de referencia.

MCMDMTMDF FFFD

KA 1

72.0

=

Tráfico de embarcaciones en plataformas tripuladas

CONSIDERACIONES DE PIRAMID

Área circular con un radio de 500.00 m

FMT y FMC Tráfico de embarcaciones comerciales de densidad media

Tráfico de embarcaciones en plataformas No tripuladas

Tráfico de embarcaciones comerciales de densidad baja

Factor de tráfico de embarcaciones. Está basado en la suposición de  que  la  falla  debida  a  impacto  de  equipo  es  directamente proporcional a la frecuencia de cruces de embarcaciones en  la superficie.

 

Tráfico de embarcaciones Caracterización FMT

Tráfico No Significativo No aplica 0.0

Pesca - Densidad Baja 0.1 cruce por km∙año 0.1

Pesca - Densidad Media 1 cruce por km∙año 1.0

Pesca - Densidad Alta 10 cruces por km∙año 10

Navegación Comercial- Densidad Baja 500 viajes anuales por ruta 100

Navegación Comercial - Densidad Media 5 000 viajes anuales por ruta 1 000

Navegación Comercial - Densidad Alta 50 000 viajes anuales por ruta 10 000

Plataforma de servicios – Menor no tripulada Similar a navegación - densidad baja 100

Plataforma de servicios – Mayor no tripulada Similar a navegación - densidad baja 100

Plataforma de servicios – Menor tripulada Similar a navegación - densidad media 1 000

Plataforma de servicios – Mayor tripulada Similar a navegación - densidad media 1 000

Fuente: Manual Técnico de Referencia de la herramienta PIRAMID.

AJUSTE DEL FACTOR  

En  la Sonda de Campeche y Litoral de Tabasco, no existen canales de pesca ni de navegación comercial

PEMEX tiene establecidas áreas de navegación controlada de tipo prevención y exclusión.

No se permite ningún tipo de actividad,  salvo aquellas requeridas para la  exploración  y producción petrolera. 

Por  lo  anterior,  es necesario  ajustar  dichos factores  de  manera  que refleje la situación real del tráfico de embarcaciones en las plataformas. 

AJUSTE DEL FACTOR  

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

915

1455 15271404

1969 2001

3452

19322176

687

Gráfica 1.- Viajes de embarcación por año

Via

jes

de

em

ba

rca

cio

ne

s

Promedio anual de 1880 viajes a la zona de plataformas

AJUSTE DEL FACTOR  

Haciendo la equivalencia con los valores utilizados por PIRAMID, si 5000 cruces 

anuales  en  el  corredor  principal  son  igual  a  un FMT de  1000,  entonces  1880 

cruces nos dan un FMT de 376 para navegación media y siguiendo la misma 

equivalencia, la navegación baja tendría un FMT de 37.6.

Tráfico de embarcaciones CaracterizaciónFMT

propuesto

Navegación - Densidad Baja 500 viajes anuales por ruta 37.6

Navegación - Densidad Media 5 000 viajes anuales por ruta 376

Plataforma de servicios – Menor no tripulada Similar a navegación - densidad baja 37.6

Plataforma de servicios – Mayor no tripulada Similar a navegación - densidad baja 37.6

Plataforma de servicios – Menor tripulada Similar a navegación - densidad media 376

Plataforma de servicios – Mayor tripulada Similar a navegación - densidad media 376

AJUSTE DEL FACTOR  

 

Factor de profundidad de cubierta.  Este  factor  fue  definido “subjetivamente” basado en el criterio de reflejar el efecto que tiene la  profundidad de enterramiento del ducto marino,  en  la ocurrencia de una falla debida a un evento de interferencia mecánica o golpe.

Tráfico de embarcaciones

FMC

Profundidad de cubierta

NingunaIntermitente o parcialmente

cubierto

Continuo, cubierta

significativa

Tráfico No Significativo 1.0 0.5 0.0

Pesca - Densidad Baja 1.0 0.5 0.0

Pesca - Densidad Media 1.0 0.5 0.0

Pesca - Densidad Alta 1.0 0.5 0.0

Navegación Comercial - Densidad Baja 1.0 1.0 1.0

Navegación Comercial - Densidad Media 1.0 1.0 1.0

Navegación Comercial - Densidad Alta 1.0 1.0 1.0

Plataforma de servicios - Todos los tipos 1.0 1.0 1.0

AJUSTE DEL FACTOR  

CONSIDERACIONES PARA EL AJUSTE DEL FACTOR : 

AJUSTE DEL FACTOR  

► Los valores mostrados en  la  tabla anterior se determinaron subjetivamente, considerando  que  todas las embarcaciones que  dan  servicio  a  las plataformas utilizan anclas.

► De acuerdo con el historial de  fallas de  los ductos marinos, solo  tres  fallas fueron  provocadas  por  impacto  y  una  causada  por  un  fenómeno meteorológico.

► Desde 2003, PEMEX cuenta con procedimientos donde se  establecen  los  requisitos mínimos  de  seguridad  para el  acercamiento y acoderamiento o amarre de las embarcaciones a  las instalaciones costa fuera.

CONSIDERACIONES PARA EL AJUSTE DEL FACTOR : 

Por  lo  anterior,  se  propone  aplicar  un  factor FAM a  la  ecuación  2,  para  que refleje  la  posibilidad  de  que  en  la  zona  de  plataformas  ocurra  dicho  evento, calculado  con  el  número de movimientos de anclas,  entre  el  total de embarcaciones que arriban a las plataformas tripuladas y no tripuladas.

FAM = PMA / PEA ……………………………… [4]

FAM Factor de ajuste a las condiciones en México.

PMA Promedio  anual  de movimientos  de  anclas  de  las  embarcaciones que arriban a Plataformas.

PEA Promedio anual de Embarcaciones que Arriban a Plataformas.

……………………………… [3]

► De acuerdo con  los  registros de embarcaciones que se  tiene  recopilado, se observa  que  solo un pequeño porcentaje de las embarcaciones que realizan actividades en la zona de tráfico de la plataforma, se acoderan por medio de anclas.

AJUSTE DEL FACTOR  

)( 1

72.0 AMMCMDMTMDF FFFFD

KA

=

Tipo de plataforma PMA PEA FAM

Tripulada* 133 309 0.43

No tripulada** 33 82 0.40

El factor FAM queda de la siguiente forma:

*  Se  consideró  la  plataforma  del  tipo  tripulada  con  mayor  cantidad  de arribo de embarcaciones (Ku-H). 

** Se consideró la plataforma del tipo no tripulada con mayor cantidad de arribo de embarcaciones (Che-1).

Tráfico de embarcaciones

FMC PROPUESTO

Profundidad de cubierta

NingunaIntermitente o

parcialmente cubiertoContinuo, cubierta

significativa

Navegación Comercial - Densidad Baja 0.40 0.40 0.40

Navegación Comercial - Densidad Media 0.43 0.43 0.43

Plataforma de servicios - Todos los tipos

0.43 0.43 0.43

Aplicando el factor FAM, se tiene lo siguiente:

AJUSTE DEL FACTOR  

INTERPRETACIÓN DE DATOS Y RESULTADOS

Se realizaron dos simulaciones, donde se seleccionó un ducto con características representativas para aplicar los índices y factores propuestos:

► Plataformas en el origen y en el destino, con distancia suficiente entre ellas para generar los 3 segmentos típicos (ducto ascendente y área de influencia de la plataforma de salida, Línea Regular y ducto ascendente con área de influencia de la plataforma de llegada).

► Servicio oleoducto, para contemplar el impacto económico, ambiental y de seguridad.

Simulación 1: Utiliza la plantilla configurada en 2005.

Simulación 2: Utiliza la plantilla configurada con los índices y factores propuestos, determinados entre 2009-2010.

INTERPRETACIÓN DE DATOS Y RESULTADOS

Resultados Peligro Índice de riesgo (Dólares/km∙año)

Prioridad de

Atención

Probabilidad de falla /km∙año

Índice de confiabilidad(%/km∙año)

Prioridad de Atención

Simulación 1

Impacto de equipo 1 682.98 Media 3.723E-04 99.9628 Media

Peligro natural 34 522.06 Alta 7.637E-03 99.2363 Alta

Simulación 2

Impacto de equipo

294.88 Baja 6.523E-05 99.9935 Baja

Peligro natural 0.16 Baja 3.572E-08 99.9999 Baja

ResultadosÍndice de riesgo (Dólares/km∙año)

Prioridad de

Atención

Probabilidad de falla /km∙año

Índice de confiabilidad(%/km∙año)

Prioridad de Atención

Simulación 1 36 580.80 Alta 8.180E-03 99.1820 Alta

Simulación 2 670.80 Media 2.364E-04 99.9764 Media

Resultados Peligro principal

Simulación 1 Peligro natural

Simulación 2 Corrosión interna

INTERPRETACIÓN DE DATOS Y RESULTADOS

Akal-P (Perforación) Akal-G (Perforación)Akal-GP (Perforación)

Zona de tráfico de la plataforma

Simulación 1 Simulación 2Perfil de riesgo del ducto para “Todos los peligros combinados” a 1 año

Perfil de probabilidad de falla del ducto para “Todos los peligros combinados” a 1 año

INTERPRETACIÓN DE DATOS Y RESULTADOS

Peligro natural 2005

Peligro natural 2010

Impacto de equipo 2005

Impacto de equipo 2010

Corrosión externa

Corrosión interna

Clima y fuerzas externas (Deslaves, Erosión, Deslizamiento del lecho marino o del ducto y Sismos)

CONCLUSIÓN

► En conclusión, al actualizar los índices de falla y ajustar la configuración de factores relacionados con el tráfico de embarcaciones, se tiene una disminución en los índices de riesgo, probabilidad de falla e incremento de la confiabilidad para los peligros de “Impacto de equipo”, “Peligro natural” y del ducto completo.

► Se obtienen valores representativos en la evaluación de riesgo, al identificar los principales peligros que puedan afectar directamente la integridad de los ductos marinos.

► Implementar Planes de Administración de la Integridad de ductos de manera eficiente para programar acciones de operación y mantenimiento que disminuyan la probabilidad de ocurrencia de fallas y ayuden a mitigar su riesgo, obteniendo con esto una mayor seguridad del personal, medio ambiente e instalaciones.

Gracias por su atención

https://maps.google.com.mx/maps/ms?ie=UTF8&oe=UTF8&msa=0&msid=214045112586538707196.0004987d1a7fde2a7d26f

Cd. del CarmenCampeche