jueves, 20 de marzo de 2014
El Petróleo.
El
petróleo es una mezcla liquida o semilíquida de hidrocarburos con pequeñas
cantidades de oxigeno, nitrógeno y azufre y poco contenido de elementos, como
el hierro, vanadio, níquel, entre otros, que son considerados impurezas y cuya
presencia incide en su calidad. Es de color negro, pegajoso, de olor
desagradable y por reflejo de la luz presenta diferentes colores: verde,
amarillo, rojo o marrón; flota en el agua por ser menos denso que ella.
Origen del Petróleo.
El petróleo se encuentra en las llamadas
trampas geológicas que forman los yacimientos petrolíferos; yace sobre una capa
de agua salada y está cubierto por una capa de gas.
Existen muchas teorías acerca del origen
del petróleo, las cuales se pueden clasificar como orgánicas e inorgánicas o
una combinación de ambas.
·
Las Teorías orgánicas incluyen la teoría animal y la teoría vegetal.
Estas consideran que el petróleo proviene de depósitos de animales o de plantas
marinas terrestres acumulados por
millones de años bajo altas presiones y temperaturas que han originados
sedimentos fósiles.
Otra
teoría es la de carbón; esta considera que el petróleo proviene de yacimientos
de carbón sometido a grandes presiones y temperaturas.
·
Las Teoría Inorgánicas incluyen las teorías del carburo, el carbonato
de calcio, del sulfato de calcio y agua caliente, y la volcánica.
·
La Combinación de las Teorías orgánicas e inorgánicas es la más aceptada entre los geólogos. En cuanto a la
formación del petróleo Venezolano, numerosas evidencias indican que durante el
periodo geológico más antiguo, el precámbrico, el escudo guayanés estaba
formado, y en la eras geológicas siguiente el mar invadió varias veces el
territorio venezolano; como resultado, se deposito una capa de sedimentos marinos
y resto de materia orgánica. Con el tiempo, la materia orgánica contenida en
las rocas sepultadas se transformo en petróleo por aumento de la temperatura y
de la presión.
Origen geológico del petróleo.
Durante la era
terciaria en el fondo de los mares se acumularon restos de peces, invertebrados y, probablemente, algas, quedando
sepultadas por la arena y las arcillas sedimentadas. Las descomposiciones
provocadas por microorganismos, acentuadas por altas presiones y elevadas
temperaturas posteriores, dieron origen a hidrocarburos. Al comenzar la era
cuaternaria los movimientos orogénicos convulsionaron la corteza terrestre y
configuraron nuevas montañas, la cordillera de los Andes entre ellas. Los
estratos sedimentarios se plegaron y el
petróleo migró a
través de las rocas porosas, como las areniscas, hasta ser
detenido por anticlinales, pliegues con forma de A mayúscula, y por fallas que
interrumpieron la continuidad de los estratos. El petróleo ocupa los
intersticios de rocas sedimentarias muy porosas, acompañado habitualmente de gas
natural y de agua salada.
Corresponde
señalar semejanzas entre carbones y petróleos:
·
ambos
combustibles tuvieron origen orgánico pero se formaron en épocas geológicas
distintas,
Origen del Petróleo en Venezuela
Las primeras noticias sobre la presencia
del petróleo en Venezuela datan de la época prehispánica. Los indígenas
utilizaban el petróleo que brotaba a la superficie para recubrir sus
embarcaciones y encender sus antorchas; los indígenas llamaban al petróleo Mene. En tiempo de la independencia,
Simón Bolívar, al ordenar la aplicación de las ordenanzas de minería de
Aranjuez a la Gran Colombia, establece la propiedad del estado sobre todos los
recursos mineros. Esto confirma la tradición española que consideraba los
recursos minerales como propiedad de la corona, la cual otorgaba la merced real
para explotarlos. El gobierno de Gómez otorgo concesiones de los minerales
explotables.
Como se consigue el Petróleo
Muchas personas piensan que el
petróleo se encuentra en un lago subterráneo negro, en un rio o en unas bolsas
debajo del suelo. En realidad, la mayor parte se encuentra en forma líquida o
semilíquida en los intersticios de las rocas y en los poros de las arenas y
arcillas; eventualmente es posible que ocurra acumulaciones. Un yacimiento
representa un deposito natural de petróleo o de gas natural en el subsuelo. Los
yacimientos pueden ser de varios tipos:
·
Yacimiento de petróleo: cuando el producto predominante es el
petróleo, el cual esta generalmente saturado de gas natural disuelto;
·
Yacimiento de gas-petróleo: contiene una capa de gas encima y
·
Yacimiento gasíferos: en los que el gas
es el producto principal.
Un pozo petrolero es un orificio que se perfora en la tierra, provisto
de tubería que permiten la comunicación del yacimiento con la superficie, de
modo tal que hace posible conducir los fluidos al exterior; para que el
petróleo suba a la superficie se requiere del impulso ejercido por la presión
del gas y del agua, es decir por flujo natural. Si el gas natural no ejerce
suficiente presión se necesita el empleo de bomba de extracción por la que se
extrae por flujo artificial.
Localización
de cuencas petrolíferas, obedece a una tarea científicamente organizada, que se
planifica con mucha antelación. Instrumental de alta precisión y técnicos
especializados deben ser trasladados a regiones a menudo deshabitadas, en el
desierto o en la selva, obligando a construir caminos y sistemas de
comunicación,
disponer de helicópteros, instalar campamentos y laboratorios, etc. Los
estudios realizados se desarrollan según el siguiente ordenamiento:
·
Relevamiento geográfico, que incluye la
aerofotografía.
·
Relevamiento geológico para identificar terrenos
sedimentarios con posibilidad de contener petróleo.
·
Aplicación de métodos geofísicos:
Con gravitó metros se mide la aceleración de gravedad terrestre: que disminuye
ligeramente donde hay petróleo de menor densidad que las rocas que le rodean.
Con magnetómetros se aprecian variaciones del campo magnético. También hay
determinaciones de conductividad eléctrica del terreno. Y, finalmente, se
detecta con sismógrafos las ondas sísmicas
provocadas por la detonación de cargas explosivas. Todos estos procedimientos son
concurrentes y permiten determinar la dirección,
extensión e inclinación de los estratos presuntivamente petrolíferos.
·
Perforaciones de prueba: Las muestras de rocas
tomadas a distintas profundidades son analizadas química y geológicamente. La
Argentina no solamente explora su territorio sino que gracias a una plataforma
móvil semi sumergible, cuyo costo fue
de 200 millones de dólares, ha iniciado el estudio del lecho marino en la
desembocadura del río de la Plata y en el golfo de San Jorge (Chubut). En
promedio se demora diez años y se invierte un ingente capital antes
de decidir si la explotación puede ser afrontada con relativo éxito.
Exploración durante la perforación
Durante la perforación de
los pozos se suele adquirir información acerca de las características de las
formaciones que se van atravesando.
Métodos directos
Esto se puede hacer de forma directa mediante la toma de testigos o
núcleos (cores), que son las muestras de roca extraída dentro de la
tubería de perforación, en las cuales se pueden realizar medidas directas de
las características petrofísicas de la formación.
Métodos indirectos
Existen, además, métodos indirectos que nos pueden llevar a inferir
las características de las formaciones, entre estos métodos se encuentran los
registros eléctricos y las pruebas de formación.
Los registros eléctricos, tales como el SP (Potencial Espontáneo), Resistividad y
los registros eléctricos como: gamma Ray, Neutrón o Densidad nos
proporcionan estimaciones indirectas de la calidad de roca, porosidad y
saturación de fluidos (agua, petróleo o gas).
En cuanto a las pruebas de formación, éstas son útiles para estimar
parámetros tales como presión de la formación, permeabilidad, daño de la
formación. Éstos son útiles para definir la productividad de un pozo.
Extracción de petróleo
Ubicado
un yacimiento, se perfora el terreno hasta llegar al mismo. Se monta una torre metálica
de 40-50 metros de altura que sostendrá los equipos y el subsuelo se taladra
con un trépano que cumple un doble movimiento:
avance y rotación. Tanto el trépano como la barra que lo acciona tienen
conductos internos para que circule una suspensión acuosa de bentonita, arcilla
amarillenta de adhesividad apropiada. Esa suspensión enfría al trépano y
arrastra el material desmenuzado hacia la superficie.
En su boca los pozos tiene 50 cm de diámetro pero éste es de menor a mayor profundidad. Antes se perforaba verticalmente pero ahora se trabaja en cualquier dirección usando barras articuladas. Estos dispositivos permiten "dirigir" el trépano, sorteando obstáculos. Así, en Comodoro Rivadavia, se extrae petróleo de yacimientos situados bajo la ciudad sin necesidad de erigir torres en el núcleo urbano. Hay pozos de 1 500 a 1 800 metros a medida que progresa la perforación se insertan caños de acero, adosados al terreno con cemento, para impedir desmoronamientos e infiltración de agua. En la proximidad del yacimiento escapan gases. Entonces se extreman las precauciones. En algunas oportunidades la gran presión de dichos gases origina la surgencia natural, espontánea y descontrolada, con riesgos de inflamación. El petróleo extraído del pozo se denomina crudo. Como no se lo consume directamente, ya en el propio yacimiento sufre algunos tratamientos:
En su boca los pozos tiene 50 cm de diámetro pero éste es de menor a mayor profundidad. Antes se perforaba verticalmente pero ahora se trabaja en cualquier dirección usando barras articuladas. Estos dispositivos permiten "dirigir" el trépano, sorteando obstáculos. Así, en Comodoro Rivadavia, se extrae petróleo de yacimientos situados bajo la ciudad sin necesidad de erigir torres en el núcleo urbano. Hay pozos de 1 500 a 1 800 metros a medida que progresa la perforación se insertan caños de acero, adosados al terreno con cemento, para impedir desmoronamientos e infiltración de agua. En la proximidad del yacimiento escapan gases. Entonces se extreman las precauciones. En algunas oportunidades la gran presión de dichos gases origina la surgencia natural, espontánea y descontrolada, con riesgos de inflamación. El petróleo extraído del pozo se denomina crudo. Como no se lo consume directamente, ya en el propio yacimiento sufre algunos tratamientos:
·
Separación de gases: Cuatro gases, que están
disueltos a presión en el crudo, se separan con facilidad.
El metano: CH4,
y el etano: C2H6, componen el gas seco,
así llamado porque no se licua por compresión. El gas seco se utiliza como
combustible en el yacimiento o se inyecta en los gasoductos, mezclándolo con el
gas natural.
Otros dos hidrocarburos, el propano: C3H8, y el butano: C4H10, constituyen el gas húmedo que se licua por compresión. El gas líquido se envasa en cilindros de acero de 42-45 kg., comercializados como "Super gas" y también en garrafas de 10-15 kg. La apertura de la válvula, que los recoloca a presión atmosférica, lo reconvierte en gas.
Otros dos hidrocarburos, el propano: C3H8, y el butano: C4H10, constituyen el gas húmedo que se licua por compresión. El gas líquido se envasa en cilindros de acero de 42-45 kg., comercializados como "Super gas" y también en garrafas de 10-15 kg. La apertura de la válvula, que los recoloca a presión atmosférica, lo reconvierte en gas.
El crudo se envía de los yacimientos a las
destilerías que, en nuestro país, están en los centros de consumo y no en la
región productora. se recurre a diversos medios:
·
Por vía terrestre: vagones-tanque del ferrocarril
o camiones con acoplado.
·
Por vía marítima: buques petroleros, también
llamados barcos cisterna o buques-tanque, con bodegas de gran capacidad. Japón ha
botado petroleros gigantescos, "super tanques" con 400 metros de
eslora, que acarrean hasta 500 000 m3.
·
Mecánicamente el crudo se transporta por
oleoductos de 30-60 cm de diámetro con estaciones en el trayecto para
bombearlo, calentándolo para disminuir su viscosidad. Los
poliductos se destinan al transporte alternativo de los diferentes
subproductos.
Destilación primaria del petróleo crudo
En las destilerías se destila fraccionadamente al petróleo. Como está compuesto por más de 1 000 hidrocarburos, no se intenta la separación de cada uno de ellos. Es suficiente obtener fracciones, de composición y propiedades aproximadamente constantes, destilando entre dos temperaturas prefijadas. La operación requiere varias etapas; la primera de ellas es la destilación primaria, o topping.
En las destilerías se destila fraccionadamente al petróleo. Como está compuesto por más de 1 000 hidrocarburos, no se intenta la separación de cada uno de ellos. Es suficiente obtener fracciones, de composición y propiedades aproximadamente constantes, destilando entre dos temperaturas prefijadas. La operación requiere varias etapas; la primera de ellas es la destilación primaria, o topping.
El crudo se calienta a 350ºC y se envía a una
torre de fraccionamiento, metálica y de 50 metros de altura, en cuyo interior hay
numerosos "platos de burbujeo". Un plato de burbujeo es una chapa
perforada, montada horizontalmente, habiendo en cada orificio un pequeño tubo
con capuchón. De tal modo, los gases calientes que ascienden por dentro de la
torre atraviesan al líquido más frío retenido por los platos. Tan pronto dicho
líquido desborda un plato cae al inmediato inferior.
La temperatura dentro
de la torre de fraccionamiento queda progresivamente graduada desde 350ºC en su
base, hasta menos de 100ºC en su cabeza. Como funciona continuamente, se prosigue
la entrada de crudo caliente mientras que de platos ubicados a
convenientes alturas se extraen diversas fracciones. Estas fracciones reciben
nombres genéricos y responden a características bien definidas, pero su
proporción relativa depende de la calidad del
crudo destilado, de las dimensiones de la torre de fraccionamiento y de otros
detalles técnicos.
De la cabeza de las torres emergen gases. Este
"gas de destilería" recibe el mismo tratamiento que el de yacimiento
y el gas seco se une al gas natural mientras que el licuado se expende como Súper
gas o en garrafas.
Las tres fracciones líquidas más importantes son,
de arriba hacia abajo, es decir, de menor a mayor temperatura de destilación:
·
Naftas: Estas fracciones son muy livianas
(densidad = 0,75 g/ml) y de baja temperatura de destilación: menor de 175ºC.
Están compuestas por hidrocarburos de 5 a 12 átomos de carbono.
·
Kerosenes: Los kerosenes destilan entre 175ºC y
275ºC, siendo de densidad mediana (densidad = 0,8 g/ml). Sus componentes son
hidrocarburos de 12 18 átomos de carbono.
Gas oil: El gas oil es un líquido denso (0,9
g/ml) y aceitoso, que destila entre 275ºC y 325ºC. Queda un residuo que no
destila: el fuel oil, que se extrae de la base de la torre. Es un líquido negro
y viscoso de excelente poder calorífico:
10 000 cal/g. Una alternativa es utilizarlo como combustible en usinas
termoeléctricas, barcos, fábricas de cemento y de vidrio, etc.
La otra, es someterlo a una segunda destilación fraccionada: la destilación
conservativa, o destilación al vacío, que se practica a presión muy reducida,
del orden de pocos milímetros de mercurio. Con
torres de fraccionamiento similares a las descriptas se separan nuevas
fracciones que, en este caso, resultan ser aceites lubricantes, livianos,
medios y pesados, según su densidad y temperaturas de destilación. El residuo
final es asfalto, imposible de fraccionar. En la Argentina se dispone de casi
un millón de metros cúbicos anuales de asfalto, utilizado para pavimentación e
impermeabilización de techos y cañerías.
Destilación secundaria, o cracking
Los petróleos argentinos, en general, producen poca cantidad de naftas. El porcentaje promedio respecto del crudo destilado es del 10%. Para aumentarlo se emplea un tercer procedimiento: la destilación secundaria, destilación destructiva o cracking. Las fracciones "pesadas" como el gas oil y el fuel oil se calientan a 500ºC, a presiones del orden de 500 atm, en presencia de sustancias auxiliares: catalizadores, que coadyuvan en el proceso. De allí que se mencione el "cracking catalítico". En esas condiciones la molécula de los hidrocarburos con muchos átomos de carbono se rompe formando hidrocarburos más "livianos", esto es, de menor número de átomos de carbono en su molécula. La siguiente ecuación ilustra el hecho acaecido:
Los petróleos argentinos, en general, producen poca cantidad de naftas. El porcentaje promedio respecto del crudo destilado es del 10%. Para aumentarlo se emplea un tercer procedimiento: la destilación secundaria, destilación destructiva o cracking. Las fracciones "pesadas" como el gas oil y el fuel oil se calientan a 500ºC, a presiones del orden de 500 atm, en presencia de sustancias auxiliares: catalizadores, que coadyuvan en el proceso. De allí que se mencione el "cracking catalítico". En esas condiciones la molécula de los hidrocarburos con muchos átomos de carbono se rompe formando hidrocarburos más "livianos", esto es, de menor número de átomos de carbono en su molécula. La siguiente ecuación ilustra el hecho acaecido:
C18H36 = C8H16 + C8H18 + CH4 + C
La ruptura de la molécula de 18 átomos de carbono origina nuevos hidrocarburos, dos de ellos de 8 átomos de carbono cada uno, iguales a los que componen las naftas. Otro hidrocarburo formado es el metano: CH4. Y queda un residuo carbonoso: el coque de petróleo.
La ruptura de la molécula de 18 átomos de carbono origina nuevos hidrocarburos, dos de ellos de 8 átomos de carbono cada uno, iguales a los que componen las naftas. Otro hidrocarburo formado es el metano: CH4. Y queda un residuo carbonoso: el coque de petróleo.
Las fracciones obtenidas mediante el cracking se
envían a torres de fraccionamiento para separar:
·
gases,
·
naftas y eventualmente kerosene,
·
y residuos incorporables a nuevas porciones de
gas oil y de fuel oil.
Gracias al cracking se eleva el rendimiento de
las naftas hasta el 40-50%.
Zonas Geográficas donde se ubican los yacimientos del petróleo en Venezuela
En
nuestro territorio continental existen cuatro grandes cuencas petrolíferas o
provincias de hidrocarburos, ellas son: cuenca oriental, cuenca
Maracaibo-Falcón, cuenca Barinas-Apure, cuenca Tuy-Cariaco. Desde el punto de
vista geológico, los hidrocarburos son el resultado de procesos de
sedimentación ocurridos durante la era cenozoica en los ambientes costeros y en
las areas al norte del rio Orinoco. La formación definitiva del arco montañoso
andino-costero permitió la configuración de las cuencas mencionadas.
CUENCA
ORIENTAL: se ubica en la parte centro - este de nuestro
país, ocupa los Estados Delta Amacuro, Monagas, Sucre, Anzoátegui, Guárico y
parte de Cojedes, cuenta con una extensión de 153.000km2. Limita al norte con
la cordillera del Caribe; al sur con el Escudo de Guayana; al oeste con el Arco
de El Baúl; y al este se abre hacia el Océano Atlántico.
Características:
·
Es la cuenca más importante para la economía de
nuestro país, ya que en ella se encuentra la mayor producción de
crudo.
·
Es la más extensa en cuanto a territorio se
refiere.
·
En ella se localiza la faja petrolífera del
Orinoco.
·
Se subdividen en tres subcuencas: la subcuenca de
Guárico, la subcuenca de Maturín y la subcuenca de Paria.
En esta
cuenca se encuentra los crudos pesados y extrapesados (con gravedades que van
desde 10° y 22.3° API) y se envían a mercados secundarios
para ser procesados.
En la
Faja Petrolífera del Orinoco se encuentra mayormente crudo pesado y extrapesado
que es procesado en los denominados "mejoradores", donde se
transforma en petróleo más liviano.
Donde
se produce más petróleo es en el Oriente del país, donde se extraen 2 millones
de barriles, lo que representa 65% del total de la producción, que se ubica en
3,2 millones de b/d, según cifras de PDVSA.
CUENCA
MARACAIBO - FALCÓN: Esta cuenca está ubicada en la parte
noroccidental del país, ocupa los Estados Zulia, Falcón, parte de Táchira,
Mérida, Trujillo, Lara, Yaracuy y Carabobo, Cuenta con una extensión de 67.000
Km2. Limita al norte con la zona limítrofe Guajira – Paraguaná; al sur este con
la Cordillera de los Andes y el tramo central de la cordillera de la costa; al
noreste con el Mar Caribe; y al oeste con la sierra de Perijá.
Características:
·
Es la segunda cuenca más importante de nuestro
país.
·
poseen todas las instalaciones requeridas para el
normal funcionamiento de la industria y
el desenvolvimiento de la vida de empleados, obreros y familiares, tales como:
instalaciones de producción, plantas eléctricas,
oleoductos, vialidad, puestos de embarques, urbanizaciones, escuelas, centros
de recreación y
esparcimiento, campos deportivos, etc.
·
Dentro de esta cuenca pueden incluirse las
subcuencas de Aroa, del Golfo de la Vela, de Paraguaná y del Golfo de
Venezuela.
·
Dentro de esta cuenca pueden incluirse las
subcuencas de Aroa, del Golfo de la Vela, de Paraguaná y del Golfo de
Venezuela.
El tipo
de petróleo que se encuentra en esta cuenca es el crudo liviano (son los que
tienen gravedad mayor de 31.1o API) que resulta más atractivo para
comercializarlo.
En el
occidente el bombeo es de un millón de barriles diarios, zona en la que hay
campos petroleros que están en declinación aunque se dice que esta cuenca tiene
petróleo garantizado durante 51 años.
CUENCA BARINAS – APURE: está
situada al suroeste de la República,
abarca los Estados Apure, Barinas y parte de los Estados Portuguesa, Táchira y
Cojedes, tiene una extensión de 87.000 Km². Sus límites son:
Limita al noreste con la Cordillera de Mérida; al sureste del Escudo Guayanés;
al este con el Arco del Baúl y al suroeste con los llanos orientales de Colombia.
Características:
·
No ha sido desarrollada comercialmente por
completo, a pesar de haber estado bajo procesos de
exploración.
·
Considerada la tercera cuenca de importancia en
Venezuela por su volumen de
recursos petrolíferos.
·
Dentro de la Cuenca Barinas-Apure existe una
serie de campos petrolíferos que pueden ser de gran interés para la explotación
del petróleo. Estos campos poseen crudos de importancia económica para el país.
El eje
Barinas-Apure arroja una producción menor, de 81 mil barriles diarios.
CUENCA TUY – CARIACO: Comprende
la parte Nororiental del país, localizada al norte de la Cuenca Oriental, es
decir, al borde nororiental de nuestra costa. Su extensión es de 14.000 Km2.
Sus límites son: se extiende desde Barlovento, en el estado Miranda,
hasta el Golfo de Cariaco en Sucre, está cubierta en su mayor parte por el Mar
Caribe.
Características:
·
Aun esta en exploración.
·
Esta cubierta mayormente por el Mar Caribe.
·
En esta cuenca se manifiestan la subcuenca del
Tuy y de Cubagua.
Actualmente
se realizan estudios para determinar el valor comercial del petróleo
que potencialmente pueda existir.
Cuenca en la Plataforma Continental.
En la plataforma continental se ha
determinado la existencia de las siguientes cuencas de hidrocarburos: el Golfo
de Venezuela (plataforma submarina del golfo de Venezuela), cuenca de gran
importancia por sus potencialidades como reserva de hidrocarburos; la ensenada
de La Vela (costas de Falcón), la plataforma del delta del Orinoco, golfo
triste, cuenca de Cariaco-Carupano y golfo de Paría.
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