Offshore oil platforms are used for the exploitation and production of hydrocarbons and consist of a processing plant and a utility plant. The oil and gas industry operations are energy-intensive and, in the case of offshore platforms, the need to decrease energy consumption and reduce CO2 emissions has increased. In the oil and gas industry, the ISO 50001 standard promotes the implementation of energy management systems and proposes indicators based on energy. Interestingly, after several decades of knowledge of the concept of exergy, this has not been formally implemented in the programs and strategies of the oil and gas industry organizations. In this research, the implementation of the exergy method and the carbon capture and storage strategy for the assessment of the performance of a floating, production and storage offloading units FPSO is proposed. FPSO platforms and their processing and utility plants may have different configurations depending on, among others, the reservoir characteristics and production requirements. The possible configurations can therefore be numerous. In this sense, some operation scenarios based on different well-fluid compositions and operation modes are studied. The platform models are developed and simulated using the software Aspen HYSYS®. Results show that, on average, the reduction of 88.8% in CO2 emissions is penalized with a reduction in exergy efficiency of 1.7 points. Further, results allow a better understanding of exergy and environmental performance of the FPSO. / Plataformas de petróleo offshore são utilizadas para a exploração e produção de hidrocarbonetos e consistem em uma planta de processamento e uma planta de utilidade. As operações da indústria de petróleo e gás são de energia intensiva e, no caso de plataformas offshore, é necessário cada vez mais diminuir o consumo de energia e reduzir as emissões de CO2. Na indústria de petróleo e gás, a norma ISO 50001 promove a implementação de sistemas de gestão de energia e propõe indicadores baseados em energia. Entretanto, após várias décadas de conhecimento do conceito de exergia, este não foi formalmente implementado nos programas e estratégias das organizações da indústria de petróleo e gás. Neste trabalho, propõe-se a implementação da análise exergética e a estratégia de captura e armazenamento de carbono para a avaliação do desempenho de unidades flutuantes, de produção, de armazenamento e transferência FPSO. As plataformas FPSO e suas plantas de processamento e utilidade podem ter diferentes configurações dependendo, entre outras, das características do reservatório e dos requisitos de produção. As configurações possíveis podem, portanto, ser numerosas. Neste sentido, são estudados alguns cenários de operação baseados em diferentes composições dos fluidos do poço e em três modos de operação. Os modelos de plataforma são desenvolvidos e simulados usando o software Aspen HYSYS®. Os resultados mostram que, em média, a redução de 88,8% nas emissões de CO2 é penalizada com uma redução da eficiência exergética de 1,7 pontos. Além disso, os resultados permitem uma melhor compreensão da exergia e desempenho ambiental do FPSO.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-26062017-140458 |
| Date | 10 February 2017 |
| Creators | Yamid Alberto Carranza Sánchez |
| Contributors | Silvio de Oliveira Junior, José Antonio Perrella Balestieri, Edson Bazzo, Julio Augusto Mendes da Silva, Jurandir Itizo Yanagihara |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Engenharia Mecânica, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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