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Petróleo origen y composición

El origen del petróleo, comenzó hace más de 200 millones de años, cuando la mayor parte del planeta aún estaba cubierta por agua.

 

La ausencia de aire, restos de plantas y animales, sobre todo plancton marino, cubiertos por arcilla y tierra durante millones de años, siendo sometidos a grandes presiones y altas temperaturas, junto con la acción de bacterias anaerobias, dieron lugar a esta mezcla de hidrocarburos, es decir, la principal fuente de energía actual y la materia prima más importante objeto de comercio entre los países. Estamos hablando entonces, de un recurso estratégico cuya carencia provocaría el declive de la economía mundial.

Formación del petroleo
Formación del petroleo

Composición del petróleo

El petróleo es un compuesto líquido complejo viscoso de color verde, amarillo, marrón o negro, en el que coexisten partes sólidas, líquidas y gaseosas. Lo conforman, por una parte, compuestos denominados hidrocarburos, formados por átomos de carbono e hidrógeno en su mayoría parafinas, naftenos y aromáticos; y por otra parte, porciones pequeñas de nitrógeno, azufre, oxígeno y algunos metales.

Nunca han sido encontrado dos yacimientos petroleros que tengan exactamente la misma composición, ya que, junto con los hidrocarburos, hay a menudo otros compuestos oxigenados, nitrogenados y otros compuestos orgánicos con elementos como el azufre, el níquel o el vanadio.

El hecho de que su origen sea muy diverso, depende de la combinación de los factores anteriormente citados, provocando que su presencia sea también muy variada:

  • Líquido, dentro de rocas porosas y entre los huecos de las piedras.
  • Volátil, es decir, un líquido que se vuelve gas al contacto con el aire.
  • Semisólido, con textura de ceras.

Una propiedad característica del petróleo es la miscibilidad de todas sus fracciones, por lo cual forma una fase orgánica continua. En cambio, los hidrocarburos son poco miscibles en agua, y como son más ligeros, forman siempre una capa sobre su superficie.

En cualquier caso, el petróleo, es un líquido que puede encontrarse mezclado con gases y con agua. Cantidades variables de gas disuelto y pequeñas proporciones de componentes metálicos, también puede contener sales y agua en emulsión o libre.

El Petróleo no forma grandes lagos subterráneos, sino que se encuentra dentro de los poros de las rocas de origen sedimentario, similar al efecto que sucede con el agua en una esponja. Su naturaleza líquida hace que tenga tendencia a emigrar vertical u horizontalmente, aprovechando la permeabilidad de las capas rocosas que encuentra a su paso; cuando eso sucede, el petróleo avanza hasta llegar a la superficie, los productos ligeros que lo componen se evaporan y el resto se oxida, dando lugar a asfaltos. En ocasiones forma un yacimiento cuando queda atrapado en una capa impermeable que no puede atravesar.

Propiedades de la roca Porosidad y Permeabilidad
Propiedades de la roca Porosidad y Permeabilidad

La Porosidad es la capacidad de la roca de almacenar fluidos, y la Permeabilidad es la facilidad con la que la roca se desprende de los hidrocarburos que contiene.

Actividad petrolera

La operación que inicia el ciclo de actividad en la industria petrolera es la prospección o búsqueda de los yacimientos, actividad que forma parte de la cadena de valor. Los geólogos, se ocupan de analizar con detalle las formaciones rocosas, la disposición de estratos o la composición del suelo, entre otras cosas, para determinar cuáles son los lugares propicios para contener bolsas de petróleo.

Exploración sismica
Exploración sismica

Cuando finalmente se localiza, se inician una serie de operaciones para llevar a cabo la perforación de los estratos de la tierra hasta el yacimiento. Una vez que se accede a la capa que contiene petróleo, se ha de trabajar con mucho cuidado a la hora de extraerlo, ya que estos liberan presiones elevadísimas, las cuales deben ser controladas para evitar escapes y explosiones. Una vez que se llega a la zona de interés deseada, se retiran los preventores y se instala el MAV y se entrega el pozo a producción, comienza así la extracción y con ella el recorrido del petróleo que lo llevará a todos los lugares del planeta, y hará de sus derivados, uno de los bienes de consumo más preciados para la civilización actual.

Terminación de pozo
Terminación de pozo

Cuando se comenzaron a explotar los primeros yacimientos, el proceso de refinación se realizaba junto a los pozos, hasta que, después de un profundo análisis, se observó que es más rentable llevar a cabo este proceso cerca de los centros de consumo, desarrollándose rápidamente el sector del transporte de los hidrocarburos, una de las actividades económicas más importantes actualmente dentro de la industria.

El petróleo se transporta, por vía marítima, en buques-tanques, llamados superpetroleros, que pueden contener hasta 500 mil toneladas, o también por vía terrestre a través de los oleoductos o “pipe-lines”, conductos de más de un metro de diámetro y centenares de kilómetros de longitud, a través de los cuales el aceite es impulsado.

Buque-Tanque yuum kaak nab
Buque-Tanque "El señor del Mar" Yuum Kaak Nab

Cualidades del Crudo

Las diferentes cualidades de los crudos, vienen determinadas, precisamente, por las características de sus componentes, así, aquellos petróleos que tienen una mayor proporción de hidrocarburos ligeros, es decir; hidrocarburos con un bajo número de átomos de carbono, son considerados de más calidad, puesto que, de ellos se pueden obtener productos más valiosos.

Generalmente, el fluido obtenido de los depósitos de petróleo, consiste en una mezcla de petróleo, gas natural, agua salada o salmuera, conteniendo tanto sólidos disueltos como en suspensión. Los pozos de gas pueden producir gas húmedo, que contiene normalmente menos de 85% de metano y más etano u otros hidrocarburos más complejos, o gas seco, existe en ausencia de condensado o hidrocarburos líquidos, pero además en el caso del gas seco, normalmente se obtienen cantidades variables de hidrocarburos líquidos ligeros y agua salada, la cual, también contiene sólidos en suspensión, disueltos y se encuentra contaminada por hidrocarburos. Los sólidos en suspensión suelen ser arenas, arcillas y finos del depósito. El petróleo puede tener propiedades físicas y químicas muy variables, siendo la densidad y viscosidad las más importantes.

Extracción de los pozos

En los pozos de petróleo, la energía requerida para elevar los fluidos hasta la parte superior del pozo, se puede obtener por la presión natural de la formación o mediante una serie de operaciones realizadas desde la superficie.
Los métodos más comunes de suministrar energía para extraer el petróleo son:
  1. Inyectar fluidos en el depósito para mantener la presión que de otra manera bajaría durante la extracción, normalmente agua o gas
  2. Inyectar gas en la corriente que sale del pozo para hacer más ligera la columna de fluidos en el pozo
  3. Utilizar varios tipos de bombas en el mismo pozo.

Una vez en la superficie, los diferentes constituyentes de los fluidos producidos desde los pozos de petróleo y gas son separados, es decir se separa el gas de los líquidos, el aceite del agua y los sólidos de los líquidos.

Los constituyentes que se pueden vender, gases y el petróleo, se retiran de la zona de producción; y los residuos, generalmente salmuera y sólidos, se eliminan luego de un tratamiento. En esta etapa los gases aún pueden contener cantidades importantes de hidrocarburos líquidos, y suelen ser tratados para su separación en las Plantas de gas. El gas, petróleo y agua se separan en varias etapas. El crudo proveniente de los separadores agua-aceite, posee un contenido en agua y sedimentos los suficientemente bajo, inferior a un 2%, para su venta. La mezcla de agua-sólidos producida, contiene una elevada cantidad de aceites para ser vertida al terreno, a ríos o al mar. Las aguas provenientes de la última etapa del proceso de separación poseen varios cientos e incluso miles de ppm de aceite.

Existen dos procedimientos para su eliminación: tratamiento y vertido a las aguas superficiales e inyección en una formación del subsuelo adecuada. Se suelen utilizar varios sistemas de inyección. Uno consiste en inyectar el agua en los depósitos geológicos para mantener la presión y estabilizar sus condiciones.

Recuperación secundaria en pozos petroleros
Recuperación secundaria en pozos petroleros

Los componentes no deseados, como el azufre, oxígeno, nitrógeno, metales, agua, sales, y otros, se eliminan mediante procesos físico-químicos.

Bibliografía

  • E. Lopez Ramos, Geología General Tomo I 5°. Edición
  • A. Mitjá, El petróleo, el recorrido de la energía 1a Edición 2002.
  • Oilfield Glossary en español, Gas Húmedo y Seco, edición 2020.

Redacción e Investigación por: Ing. Gheraldin Rojas Mauro.

 

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