La industria submarina ha ganado importancia en todo el mundo a medida que las compañías petroleras se esfuerzan por aumentar las extracciones, e invierten en la exploración de aguas profundas y remotas en búsqueda de nuevos yacimientos de petróleo y gas. El aumento de las inversiones para desarrollar yacimientos petrolíferos marinos está impulsando un mercado submarino que se estima que crecerá un 18 por ciento su tasa anual (CAGR) hasta alcanzar los 100,000 millones de dólares en 2020.
La producción submarina tiene un costo inferior a la de la superficie, y mejora la eficiencia energética y la seguridad, tanto para el medio ambiente como para los trabajadores. Debido a que no es necesario tener instalaciones en la superficie, y que el equipo en el fondo marino no requiere mantenimiento, los operadores pueden reducir el consumo de electricidad y eliminar viajes desde la costa.
Los desarrollos recientes de la tecnología submarina permiten cada vez más, que las operaciones avanzadas se trasladen desde la plataforma al fondo marino. Las primeras bombas subterráneas ya están en funcionamiento. Los primeros compresores submarinos están en camino y el siguiente gran paso será la separación submarina del petróleo, el gas, el agua y la arena que salen mezcladas del pozo.
Al mismo tiempo que se desarrolla este mercado, las tecnologías necesarias para un transporte eficiente de energía y con mayor confiabilidad al fondo marino desde largas distancias, tienen también que evolucionar para que las compañías petroleras puedan finalmente hacer realidad lo que ellas llaman "fábricas submarinas", con el objetivo de que todo el proceso se lleve a cabo en el fondo marino antes de 2020.
En 2009, ABB suministró a Statoil para su yacimiento Tyrihans un innovador sistema de accionamiento que proporciona electricidad y control para las bombas de inyección de agua a 285 metros de profundidad bajo el fondo marino, por medio de un cable submarino de 31km desde un accionamiento de velocidad variable situado en la plataforma Kristin; cuando se puso en marcha fue un récord mundial, pero está a punto de ser sobrepasado.
Primera instalación de compresión de gas en el mundo. El siguiente gran paso: hacer la separación bajo el mar
En el yacimiento Åsgard a 220 metros bajo el agua de la costa noruega, Statoil ha instalado una particular estructura amarilla submarina. Es casi tan grande como un campo de fútbol y está preparada para alojar el primer sistema submarino de compresión de gas a escala industrial en el mundo. La instalación de compresión de gas subirá las presiones de los depósitos Midgard y Mikkel que están decayendo, permitiendo con ello que la producción siga siendo estable. Se espera que la recuperación aumente en unos 280 millones de barriles equivalentes. Estará operativa a partir de 2015.
Statoil solicitó a ABB un sistema capaz de transportar suficiente energía a una distancia de 43 km desde un accionamiento de velocidad variable situado en la plataforma flotante 'Åsgard A', hasta el motor del compresor situado en el fondo marino, con las más altas frecuencias y tensión nunca utilizadas anteriormente. En un proyecto de I+D llevado a cabo junto con Statoil, ABB ya ha desarrollado y aprobado un sistema de accionamiento de velocidad variable diseñado para evitar las perturbaciones armónicas y las caídas de tensión. El sistema está diseñado para suministrar electricidad de forma fiable y optimizar la velocidad del compresor. Consiste en un accionamiento y un transformador situados en 'Åsgard A', y un cable hasta el transformador y el motor situados en el fondo marino.
El siguiente gran paso para las operaciones submarinas será la separación del petróleo, el gas, el agua y la arena, llevada a cabo cerca del pozo. La separación bajo el mar ahorra mucha energía, dado que no es necesario bombear todo el material extraído desde el fondo marino hasta la plataforma. El resultado es que se reduce la cantidad de agua y arena que hay que devolver al mar.
En los yacimientos petrolíferos del futuro, se reducirá la necesidad de plataformas en superficie, ya que las "fábricas bajo el mar" serán la solución más frecuente. En muchos casos será la única posibilidad de extraer recursos de yacimientos pequeños de petróleo y gas, y la única forma de acceder a yacimientos petrolíferos remotos, como por ejemplo los situados bajo el hielo
Beneficios de la conexión directa desde el fondo marino hasta la costa
Otra tendencia reciente ha sido evitar la necesidad de instalaciones de superficie, enlazando directamente el sistema de producción bajo el mar con la costa. Para ello frecuentemente se requieren conexiones de tuberías, líneas eléctricas y comunicaciones a distancias de 100 km o más y a profundidades de más de 2,000 m bajo el agua a temperaturas muy bajas.
Es probable que esta tendencia continúe, especialmente en zonas árticas y áreas sensibles para el medio ambiente, en las que se consideran distancias de hasta 500 km.
Cuando estos sistemas necesiten bombas y compresores para aumentar las posibilidades de recuperación, será necesario transportar y controlar grandes cantidades de energía eléctrica desde la costa.
Invertimos en nuestra visión de sistemas submarinos
El transporte de energía a tales distancias con pérdidas aceptables es en sí mismo un reto. Para dar solución a algunas de las dificultades, ABB y Statoil han puesto en marcha recientemente un programa industrial conjunto (PIC), para el desarrollo de tecnologías que suministren energía eléctrica a bombas submarinas y compresores de gas, así como los sistemas de conversión asociados. El PIC desarrollará soluciones para transportar energía eléctrica hasta 100 megavatios (MW) a distancias de 600 km y profundidades de hasta 3.000 m.
El PIC es el resultado de un amplio estudio de electrificación submarina llevado a cabo por Statoil y ABB. El principal objetivo del desarrollo es disponer de un sistema fiable y eficiente en coste, que utilice un solo cable para controlar todos los equipos submarinos a grandes distancias, en lugar de emplear un cable para cada componente.
El programa a cinco años es crucial para el desarrollo de las tecnologías necesarias para alimentar y controlar los grandes proyectos a gran escala de bombeo y compresión bajo el mar, planificados para las plataformas continentales de Noruega, el Golfo de México y otros lugares del mundo.
