CONTENIDO

 

INTRODUCCIÓN

 

I. DEFINICIÓN – GENERALIDADES.

II. ORIGEN DEL PETRÓLEO.

III. PRODUCCIÓN DEL PETRÓLEO.

3.1. PRODUCCIÓN DE HIDROCARBUROS.

3.2. UTILIDAD DE LOS HIDROCARBUROS.

3.3. EL CICLO DEL PETRÓLEO.

A. Exploración y prospección.

B. Perforación.

B.1. Perforación en la Producción primaria.

B.2. Recuperación mejorada de petróleo.

Inyección de agua

Inyección de vapor

B.3. Perforación Submarina.

C. Transporte.

D. Refinación.

D.1. Proceso de la Refinación

A. Destilación Básica

B. Craqueo térmico

C. Alquilación y craqueo catalítico.

D.2. Porcentajes de los distintos productos.

E. Distribución y comercio.

IV. LOCALIZACIÓN DE LOS YACIMIENTOS.

V. PRODUCCIÓN MUNDIAL.

5.1. Historia.

5.2. La crisis del petróleo.

5.3. Situación actual.

VI. LA OPEP.

VII. LA INGENIERÍA DEL PETRÓLEO.

VIII. PROYECCIONES.

IX. ALTERNATIVAS.

X. GRÁFICAS DE DATOS DE LA INDUSTRIA PETROLERA (NACIONAL – INTERNACIONAL)

 

CONCLUSIONES

 

BIBLIOGRAFIA

INTRODUCCIÓN

 

 

 

Todo el mundo necesita del petróleo. En una u otra de sus muchas formas lo usamos cada día de nuestra vida. Proporciona fuerza, calor y luz; lubrica la maquinaria y produce betún para acondicionar la superficie de las carreteras; y de él se fabrica una gran variedad de productos químicos. Poca gente llega a ver la materia prima –el petróleo crudo– de la cual se hacen tantos productos útiles. Viene de zonas muy profundas de la tierra, o del mar, donde se formó en el pasado lejano, muchos millones de años antes de que existieran seres humanos o cualesquiera de los animales que conocemos hoy.

 

Con todo ello, como el petróleo es la fuente de energía más importante de la sociedad actual, si nos ponemos a pensar qué pasaría si se acabara repentinamente, enseguida nos daríamos cuenta de la dimensión de la catástrofe: los aviones, los automóviles y autobuses, gran parte de los ferrocarriles, los barcos, las máquinas de guerra, centrales térmicas, muchas calefacciones dejarían de funcionar; además de que los países dependientes del petróleo para sus economías se hundirían en la miseria. Dicho esto veamos ahora cómo se originó el petróleo, dónde están los yacimientos más importantes, cuáles son las cantidades demandadas y producidas y cómo se obtienen  sus derivados.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EL PETRÓLEO

 

I. DEFINICIÓN – GENERALIDADES.

 

El petróleo es un líquido oleaginoso, inflamable, cuyo color varía de incoloro a negro, y consiste en una mezcla completa de hidrocarburos con pequeñas cantidades de otros compues-tos.

En la industria petrolera, la palabra "crudo" se refiere al petróleo en su forma natural no refinado, tal como sale de la tierra. Este petróleo crudo es una mezcla de gran variedad de aceites minerales, llamados "hidrocarburos", pues sus moléculas están formadas por hidrógeno y carbono, excepto cuando hay contaminación de azufre y otras impurezas indeseables. Esta variedad de hidrocarburos forma una serie que va desde el asfalto grueso y pesado, o cera sólida a temperaturas ordinarias, hasta los aceites muy volátiles, tales como los que se encuentran en la gasolina, y técnicamente incluye también hidrocarburos gaseosos; bajo presiones suficientemente altas... (como en el caso del gas propano encerrado en bombonas de gas doméstico) ...estos gases son también líquidos, y bajo las presiones extremadamente altas que son creadas por la naturaleza en el subsuelo, todos estos hidrocarburos se encuentran generalmente presentes al principio en forma de petróleo crudo líquido.

La proporción de los diferentes hidrocarburos que integran el petróleo crudo varía en cada yacimiento, de lo que resulta la existencia de petróleos crudos que varían desde un líquido opaco, negro y grueso, tan pesado como el agua y que contiene muy poco – algunas veces nada – de los hidrocarburos que se usan como gasolina, hasta aquellos crudos que pueden contener 40% o más de esos componenetes de la gasolina, de color claro y transparente y con tres cuartos del peso del agua; en casos extremos, un yacimiento puede producir solamente hicrocarburos que se convierten en gases al salir a la presión de la superficie.

Aunque el crudo es solamente una simple mezcla de tal variedad de hidrocarburos, estos componentes no se separan por sí solos, sino que hay que separarlos por medio de calor gradual, que hace evaporar primero los hidrocarburos livianos y luego, los más pesados; asímismo se puede calentar el crudo hasta convertirlo en gas y luego enfriarlo progresivamente, en cuyo caso los hidrocarburos pesados serán los primeros en convertirse en líquidos, luego los menos pesados, y así sucesivamente. Este último principio es la base principal en la refinación.

 

II. ORIGEN DEL PETRÓLEO.

 

El petróleo se origina de una materia prima formada principalmente por detritos de organismos vivos acuáticos, vegetales y animales, que vivían en los mares, las lagunas o las desembocaduras de los ríos, o en las cercanías del mar. Se encuentra únicamente en los medios de origen sedimentario. La materia orgánica se deposita y se va cubriendo por sedimentos; al quedar cada vez a mayor profundidad, se transforma en hidrocarburos, proceso que, según las recientes teorías, es una degradación producida por bacterias aerobias primero y anaerobias después. Estas reacciones desprenden oxígeno, nitrógeno y azufre, que forman parte de los compuestos volátiles de los hidrocarburos.

A medida que los sedimentos se hacen compactos por efectos de la presión, se forma la "roca madre". Posteriormente, por fenómenos de "migración", el petróleo pasa a impregnar arenas o rocas más porosas y más permeables (areniscas, calizas fisuradas, dolomías), llamadas "rocas almacén", y en las cuales el petróleo se concentra y permanece en ellas si encuentra alguna trampa que impida la migración hasta la superficie donde se oxida y volatiliza, perdiendo todo interés como fuente de energía.

 

III. PRODUCCIÓN DEL PETRÓLEO.

 

El petróleo se encuentra por debajo de la superficie de la tierra, y se ubica mediante la Exploración, incluyendo la perforación de pozos exploratorios que confirman si hay o no hay petróleo en un lugar. Luego, el pozo exploratorio sirve de primer pozo de producción, luego de hacerle varios arreglos para que pueda producir petróleo durante muchos años, sin contaminar el agua y subsuelo, y de acuerdo con las autorizaciones que correspondan. En algunos casos, hay suficiente presión interna como para que el petróleo salga solo del yacimiento. En otros casos, hay que utilizar una bomba para sacarlo.

 

3.1. PRODUCCIÓN DE HIDROCARBUROS.

 

La producción de hidrocarburos es el proceso de sacar de manera ordenada y planificada el crudo que la naturaleza ha acumulado en yacimientos subterráneos. Incluye la protección de que el pozo sea tapado por arena y equistos, la protección ambiental de la superficie y aquíferos cercanos al pozo, mantenimiento de las presiones y flujos de producción a niveles seguros, la separación de gases, el bombeo en casos en que el petróleo no fluye solo, el mantenimiento del yacimiento y múltiples técnicas de recuperación secundaria y terciaria.

3.2. UTILIDAD DE LOS HIDROCARBUROS.

 

Estos son "una fuente de energía y materia prima que el hombre ha sabido aprovechar en su beneficio, para el transporte aereo, aquático y terrestre, generación de electricidad, las industrias químicas, farmaceúticas, militares y alimentarias, manufactura de plásticos y materiales diversos, incluyendo sus primeros usos: de salud, de impermeabilización, e iluminación.

 

 

En 1839, el Dr. José María Vargas efectuó, para el Despacho de Hacienda y Relaciones Exteriores, un detenido examen de asfalto encontrado en Pedernales, población que actualmente es parte del Estado Delta Amacuro, en Venezuela. En el describe los siguientes usos:

 

"PRIMERO: El de proteger las maderas contra los efectos del agua y la destrucción por los insectos en la misma forma que el alquitrán o pez negro, así, es el alquitrán que los indios y árabes usan.

 

 

SEGUNDO: Es uno de los ingredientes del barniz negro de los chinos, disuelto en cinco partes de nafta. La he disuelto en cinco partes de nafta de Servia, al frío, con mucha facilidad y en pocas horas, y con la mezcla de unas gotas de barniz de trementina, esta sustancia así disuelta ha formado un bello barniz negro brillante, que se ha secado al oleo, y en treintiseis untadas sobre la madera limpia, y con un negro menos intenso que su segunda mano quedaba igual al primero (sic). Esta sustancia se disuelve también de un modo completo en aceite esencial de trementina o aguarrás, con la acción de un calor muy suave y que no levante llama; más esta pintura mezclada con algunas gotas de barniz de trementina se seca algunas horas después que el antecedente.

 

 

Es de advertir que el petróleo, malta o aceite mineral espeso y negruzco, que destilado también da la nafta o aceite transparente y de color a vino, que a veces aparece nativo en las orillas del Mar Caspio y otros lugares, se halla también en territorio venezolano. Tengo una botella de ese petróleo sacado en la Provincia de Trujillo. Tenemos, pues, el verdadero disolvente del asfalto para formar el barniz negro.

 

 

TERCERO: Se usa como cemento en la construcción debajo de agua; y los viajeros aseguran que los grandes ladrillos de las murallas de Babilonia estaban cementados con ese asfalto.

CUARTO: Es un excelente preservativo de la putrefacción animal y de los insectos que atacan esas sustancias. Así, era el principal ingrediente del embalsamado de las momias egipcias, cuyo olor a esta sustancia después de algunos millares de años es muy notable. Por eso lleva el nombre de momia (sic) mineral; y es curiosos observar que, según informes del inca Garcilaso en su Historia de las Antiguedades del Perú, los antiguos peruanos usaban también del asfalto para preservar los cadáveres.

 

QUINTO: Entra en los fuegos de artificio y se cree que era uno de los ingredientes del célebre fuego griego.

 

SEXTO: Constituye en parte el barniz que dan los grabadores a sus planchas de cobre antes de moldearlas.

 

En cuanto a las medidas que por el Gobierno puedan adoptarse para beneficiar la mina por cuenta del Estado, me atrevo a opinar que convendría más arrendar su uso, que beneficiarla por cuenta del Fisco; porque un empresario particular sacaría, según mi parecer, muchísimas más ventajas que un administrador puesto por el Gobierno...

 

Es mi única convicción que el hallazgo de las minas de carbón mineral y de asfalto en Venezuela es, según sus circunstancias actuales, más preciosos y digno de felicitación para los venezolanos y su liberal Gobierno que el de las de plata u oro."

 

3.3. EL CICLO DEL PETRÓLEO.

 

A. Exploración y prospección.

 

Esta tarea debe iniciarse por la búsqueda de una roca cuya formación se haya realizado en medio propicio, dicha roca debe ser lo suficientemente porosa para almacenar una cantidad rentable de líquido, el tercer requisito es la localización de las trampas que hayan permitido la concentración de petróleo en puntos determinados de ella. Los procedimiento de investigación se inician con el estudio de bibliografía y cartografía del sector, seguido luego por sondeos geológicos.

 

Entonces, para encontrar petróleo bajo tierra, los geólogos deben buscar una cuenca sedimentaria con esquistos ricos en materia orgánica que lleven enterrados el suficiente tiempo para que se haya formado petróleo (desde unas decenas de millones de años hasta 100 millones de años). Además, el petróleo tiene que haber ascendido hasta depósitos porosos capaces de contener grandes cantidades de líquido. La existencia de petróleo crudo en la corteza terrestre se ve limitada por estas condiciones, que deben cumplirse. Sin embargo, los geólogos y geofísicos especializados en petróleo disponen de numerosos medios para identificar zonas propicias para la perforación. Por ejemplo, la confección de mapas de superficie de los afloramientos de lechos sedimentarios permite interpretar las características geológicas del subsuelo, y esta información puede verse complementada por datos obtenidos perforando la corteza y extrayendo testigos o muestras de las capas rocosas.

Por otra parte, las técnicas de prospección sísmica —que estudian de forma cada vez más precisa la reflexión y refracción de las ondas de sonido propagadas a través de la Tierra— revelan detalles de la estructura e interrelación de las distintas capas subterráneas. Pero, en último término, la única forma de demostrar la existencia de petróleo en el subsuelo es perforando un pozo. De hecho, casi todas las zonas petroleras del mundo fueron identificadas en un principio por la presencia de filtraciones superficiales, y la mayoría de los yacimientos fueron descubiertos por prospectores particulares que se basaban más en la intuición que en la ciencia.

 

Camión Vibroseis

Para determinar la estructura de las capas de roca subterráneas, este camión Vibroseis golpea el suelo con una gran plancha montada entre las ruedas. Los golpes producen vibraciones sísmicas de frecuencia determinada llamadas ondas de corte. Una red de medidores sísmicos denominados geófonos mide el tiempo de llegada de las ondas.

 

 

 

 

Un campo petrolero puede incluir más de un yacimiento, es decir, más de una única acumulación continua y delimitada de petróleo. De hecho, puede haber varios depósitos apilados uno encima de otro, aislados por capas intermedias de esquistos y rocas impermeables. El tamaño de esos depósitos varía desde unas pocas decenas de hectáreas hasta decenas de kilómetros cuadrados, y su espesor va desde unos pocos metros hasta varios cientos o incluso más. La mayoría del petróleo descubierto y explotado en el mundo se encuentra en unos pocos yacimientos grandes.

 

B. Perforación.

Los pozos petrolíferos son perforados por rotación de una herramienta llamada "trépano" que se asemeja a una gran broca, este método ha reemplazado casi completamente al de percusión.

En las explotaciones submarinas el método de perforación es el mismo pero éste se instala en grandes barcazas o en plataformas si los fondos no son muy profundos. En cualquier caso aunque es un proceso muy costoso, éste se ve enormemente encarecido cuando la explotación es en el mar.

Una vez la cabeza de perforación ha llegado al yacimien-to, ésta se sustituye por una serie de tuberías cuyo conjunto se denomina "árbol de navidad";   dicho sistema está provisto de com-           Planta de Extracción del Petróleo

puertas y válvulas que regulan el caudal de extracción. Una vez arriba se separa el petróleo del gas -el cual es quemado casi siempre, pues no suele alcanzar grandes cantidades-. Si la presión del yacimiento es suficiente no hay ningún problema para hacerlo llegar a la superfi­cie, en caso contrario se recurre al uso de proyectiles o ácidos y en los caso más difíciles a las bombas aspirantes; en estos casos no es rentable la recuperación de más de la mitad del yacimiento por lo que queda sin aprovechar en los yacimiento abandonados.

 

B.1. Perforación en la Producción primaria.

La mayoría de los pozos petroleros se perforan con el método rotatorio. En este tipo de perforación rotatoria, una torre sostiene la cadena de perforación, formada por una serie de tubos acoplados. La cadena se hace girar uniéndola al banco giratorio situado en el suelo de la torre. La broca de perforación situada al final de la cadena suele estar formada por tres ruedas cónicas con dientes de acero endurecido. La roca se lleva a la superficie por un sistema continuo de fluido circulante impulsado por una bomba.

El crudo atrapado en un yacimiento se encuentra bajo presión; si no estuviera atrapado por rocas impermeables habría seguido ascendiendo debido a su flotabilidad hasta brotar en la superficie terrestre. Por ello, cuando se perfora un pozo que llega hasta una acumulación de petróleo a presión, el petróleo se expande hacia la zona de baja presión creada por el pozo en comunicación con la superficie terrestre. Sin embargo, a medida que el pozo se llena de líquido aparece una presión contraria sobre el depósito, y pronto se detendría el flujo de líquido adicional hacia el pozo si no se dieran otras circunstancias. La mayoría de los petróleos contienen una cantidad significativa de gas natural en solución, que se mantiene disuelto debido a las altas presiones del depósito. Cuando el petróleo pasa a la zona de baja presión del pozo, el gas deja de estar disuelto y empieza a expandirse. Esta expansión, junto con la dilución de la columna de petróleo por el gas, menos denso, hace que el petróleo aflore a la superficie.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Torre de perforación de petróleo

La torre de perforación rotatoria emplea una serie de tuberías giratorias, la llamada cadena de perforación, para acceder a un yacimiento de petróleo. La cadena está sostenida por una torre, y el banco giratorio de la base la hace girar. Un fluido semejante al fango, impulsado por una bomba, retira los detritos de perforación a medida que el taladro penetra en la roca. Los yacimientos de petróleo se forman como resultado de una presión intensa sobre capas de organismos acuáticos y terrestres muertos, mezclados con arena o limo. El yacimiento mostrado está atrapado entre una capa de roca no porosa y un domo salinífero. Como no tienen espacio para expandirse, el gas y el petróleo crudo están bajo una gran presión, y tienden a brotar de forma violenta por el agujero perforado.

 

A medida que se continúa retirando líquido del yacimiento, la presión del mismo va disminuyendo poco a poco, así como la cantidad de gas disuelto. Esto hace que la velocidad de flujo de líquido hacia el pozo se haga menor y se libere menos gas. Cuando el petróleo ya no llega a la superficie se hace necesario instalar una bomba en el pozo para continuar extrayendo el crudo.

Finalmente, la velocidad de flujo del petróleo se hace tan pequeña, y el coste de elevarlo hacia la superficie aumenta tanto, que el coste de funcionamiento del pozo es mayor que los ingresos que pueden obtenerse por la venta del crudo (una vez descontados los gastos de explotación, impuestos, seguros y rendimientos del capital). Esto significa que se ha alcanzado el límite económico del pozo, por lo que se abandona su explotación.

B.2. Recuperación mejorada de petróleo.

En el apartado anterior se ha descrito el ciclo de producción primaria por expansión del gas disuelto, sin añadir ninguna energía al yacimiento salvo la requerida para elevar el líquido en los pozos de producción. Sin embargo, cuando la producción primaria se acerca a su límite económico es posible que sólo se haya extraído un pequeño porcentaje del crudo almacenado, que en ningún caso supera el 25%. Por ello, la industria petrolera ha desarrollado sistemas para complementar esta producción primaria que utiliza fundamentalmente la energía natural del yacimiento. Los sistemas complementarios, conocidos como tecnología de recuperación mejorada de petróleo, pueden aumentar la recuperación de crudo, pero sólo con el coste adicional de suministrar energía externa al depósito. Con estos métodos se ha aumentado la recuperación de crudo hasta alcanzar una media global del 33% del petróleo presente. En la actualidad se emplean dos sistemas complementarios: la inyección de agua y la inyección de vapor.

Inyección de agua

En un campo petrolero explotado en su totalidad, los pozos pueden perforarse a una distancia de entre 50 y 500 metros, según la naturaleza del yacimiento. Si se bombea agua en uno de cada dos pozos, puede mantenerse o incluso incrementarse la presión del yacimiento en su conjunto. Con ello también puede aumentarse el ritmo de producción de crudo; además, el agua desplaza físicamente al petróleo, por lo que aumenta la eficiencia de recuperación. En algunos depósitos con un alto grado de uniformidad y un bajo contenido en arcilla o barro, la inundación con agua puede aumentar la eficiencia de recuperación hasta alcanzar el 60% o más del petróleo existente. La inyección de agua se introdujo por primera vez en los campos petroleros de Pensilvania a finales del siglo XIX, de forma más o menos accidental y desde entonces se ha extendido por todo el mundo.

Inyección de vapor

La inyección de vapor se emplea en depósitos que contienen petróleos muy viscosos. El vapor no sólo desplaza el petróleo, sino que también reduce mucho la viscosidad (al aumentar la temperatura del yacimiento), con lo que el crudo fluye más deprisa a una presión dada. Este sistema se ha utilizado mucho en California, Estados Unidos, y Zulia, Venezuela, donde existen grandes depósitos de petróleo viscoso. También se están realizando experimentos para intentar demostrar la utilidad de esta tecnología para recuperar las grandes acumulaciones de petróleo viscoso (bitumen) que existen a lo largo del río Athabasca, en la zona centro-septentrional de Alberta, en Canadá, y del río Orinoco, en el este de Venezuela. Si estas pruebas tienen éxito, la era del predominio del petróleo podría extenderse varias décadas.

 

B.3. Perforación Submarina.

 

 

Torre de perforación marina

Esta plataforma petrolera semisumergida descansa sobre flotadores y está anclada al fondo. Los pozos marinos producen alrededor del 25% del petróleo extraído en todo el mundo.

 

 

 

 

Otro método para aumentar la producción de los campos petroleros —y uno de los logros más impresionantes de la ingeniería en las últimas décadas— es la construcción y empleo de equipos de perforación sobre el mar. Estos equipos de perforación se instalan, manejan y mantienen en una plataforma situada lejos de la costa, en aguas de una profundidad de hasta varios cientos de metros. La plataforma puede ser flotante o descansar sobre pilotes anclados en el fondo marino, y resiste a las olas, el viento y —en las regiones árticas— los hielos.

Al igual que en los equipos tradicionales, la torre es en esencia un elemento para suspender y hacer girar el tubo de perforación, en cuyo extremo va situada la broca; a medida que ésta va penetrando en la corteza terrestre se van añadiendo tramos adicionales de tubo a la cadena de perforación. La fuerza necesaria para penetrar en el suelo procede del propio peso del tubo de perforación. Para facilitar la eliminación de la roca perforada se hace circular constantemente lodo a través del tubo de perforación, que sale por toberas situadas en la broca y sube a la superficie a través del espacio situado entre el tubo y el pozo (el diámetro de la broca es algo mayor que el del tubo). Con este método se han perforado con éxito pozos con una profundidad de más de 6,4 km desde la superficie del mar. La perforación submarina ha llevado a la explotación de una importante reserva adicional de petróleo.

 

C. Transporte.

Normalmente los campos petrolíferos se encuentran en zonas muy alejadas de los lugares o centros de consumo, de modo que la conducción del petróleo hasta las refinerías exige inversiones considerables, tanto si se trata de oleoductos (pipe-lines), que van del pozo al puerto de destino más próximo, como de buques cisterna, cuyas dimensiones son cada vez mayores: actualmente se construyen superpetroleros de hasta un millón de toneladas de arqueo bruto. Los stocks necesarios para compensar las irregulari­dades de la navegación están constituidos por depósitos en los puertos de destino.

 

D. Refinación.

 

Para obtener productos de características precisas y utilizar de la manera más rentable posible las diversas fracciones presentes en el petróleo necesario efectuar una serie de operacio­nes de tratamiento y transformación que, en conjunto, constituyen el proceso de refino o refinación de petróleos crudos.