Tramo I
En su tramo principal, que nace en San José de Saramuro, avanza en paralelo al río Marañón, al que cruza dos veces. En su recorrido, pasa por zonas tupidas, boscosas y pantanosas, atraviesa la selva alta, asciende por los Andes a 2,390 metros sobre el nivel del mar, para luego descender, cruzar el desierto de Sechura, y llegar finalmente al Terminal Bayóvar.
Tramo II
De la Estación 5, que es punto de confluencia con el Oleoducto Ramal Norte (ORN), el ONP continúa en dirección suroeste, hasta la Estación 6, en Kuzu Grande, distrito de Manseriche, provincia de Alto Amazonas. Sigue en forma paralela a la carretera, que va de la localidad de Mesones Muro hasta Bagua, en la región Amazonas, donde se localiza la Estación 7. En dirección suroeste llega a la Estación 8, en las inmediaciones del poblado Playa Azul, distrito de Pucará, provincia de Jaén, región Cajamarca. En dicho punto, el ONP cambia a dirección noroeste, hasta la Estación 9, que es la última estación de bombeo, y desde ahí inicia su ascenso hacia la cordillera de los Andes, a la que cruza en el Paso de Porculla, a una altura de 2,390 metros sobre el nivel del mar. En este lugar comienza su descenso hacia el Terminal Bayóvar, atravesando el desierto de Sechura, en la región Piura.
Ramal Norte
El Ramal Norte hizo factible el transporte del petróleo crudo que se extrae de los campos petrolíferos del lote 192 (anteriormente lote 1AB). Inicia su recorrido en la Estación Andoas y sigue en dirección suroeste, atravesando los ríos Pastaza, Huazaga y Huituyacu, hasta el cruce del río Morona. Ahí se localiza la estación de bombeo del mismo nombre. Siempre en dirección suroeste, cruza el río Marañón y continúa, por terreno plano y seco, hasta el cruce del río Saramiriza, llegando en su recorrido final a la Estación 5 del ONP.
Canal de contención
El canal de contención del Tramo I del ONP es una instalación artificial construida por PETROPERÚ para alojar el Oleoducto y que funciona como una barrera de contención para confinar el crudo en caso de un derrame. Asimismo, cuenta con tapones de seguridad que impiden la salida hacia otros cuerpos de agua. Fue construido sobre terrenos pantanosos y tiene una longitud total de 275 kilómetros, lo que representa el 90% de la longitud del Tramo I (306 kilómetros).
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Ramal Norte
Desde su creación el ONP ha transportado 971 millones de barriles de crudo.
