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.
Primeramente se realiza un
análisis en laboratorio del petróleo a refinar -puesto que no todos los
petróleos son iguales, ni de todos pueden extraerse las mismas sustancias-, a
continuación se realizan una serie de refinaciones "piloto" donde se
realizan a pequeña escala todas las operaciones de refino. Después de estudiar
convenientemente los pasos a realizar, se inicia el proceso.
La operación fundamental es la
destilación fraccionada continua, en la que el petróleo es calentado a 3601C e
introducido en unas columnas de platillos, donde se separan los productos
ligeros y los residuos. Esta operación sólo suministra productos en bruto, que
deberán ser mejorados para su comercialización.
Refinería de petróleo
Las refinerías de
petróleo funcionan 24 horas al día para convertir crudo en derivados útiles. El
petróleo se separa en varias fracciones empleadas para diferentes fines.
Algunas fracciones tienen que someterse a tratamientos térmicos y químicos para
convertirlas en productos finales como gasolina o grasas.
Refinado del petróleo
La primera etapa en el refinado del
petróleo crudo consiste en separarlo en partes, o fracciones, según la masa
molecular. El crudo se calienta en una caldera y se hace pasar a la columna de
fraccionamiento, en la que la temperatura disminuye con la altura. Las
fracciones con mayor masa molecular (empleadas para producir por ejemplo
aceites lubricantes y ceras) sólo pueden existir como vapor en la parte
inferior de la columna, donde se extraen. Las fracciones más ligeras (que darán
lugar por ejemplo a combustible para aviones y gasolina) suben más arriba y son
extraídas allí. Todas las fracciones se someten a complejos tratamientos
posteriores para convertirlas en los productos finales deseados.
D.1. Proceso de
la Refinación
A. Destilación Básica
La herramienta básica de refinado es la unidad de
destilación. El petróleo crudo empieza a vaporizarse a una temperatura algo
menor que la necesaria para hervir el agua. Los hidrocarburos con menor masa
molecular son los que se vaporizan a temperaturas más bajas, y a medida que
aumenta la temperatura se van evaporando las moléculas más grandes. El primer
material destilado a partir del crudo es la fracción de gasolina, seguida por
la nafta y finalmente el queroseno. En las antiguas destilerías, el residuo que
quedaba en la caldera se trataba con ácido sulfúrico y a continuación se
destilaba con vapor de agua. Las zonas superiores del aparato de destilación
proporcionaban lubricantes y aceites pesados, mientras que las zonas inferiores
suministraban ceras y asfalto. A finales del siglo XIX, las fracciones de
gasolina y nafta se consideraban un estorbo porque no existía una gran
necesidad de las mismas; la demanda de queroseno también comenzó a disminuir al
crecer la producción de electricidad y el empleo de luz eléctrica. Sin embargo,
la introducción del automóvil hizo que se disparara la demanda de gasolina, con
el consiguiente aumento de la necesidad de crudo.
B. Craqueo térmico
El proceso de craqueo térmico, o pirólisis a presión,
se desarrolló en un esfuerzo para aumentar el rendimiento de la destilación. En
este proceso, las partes más pesadas del crudo se calientan a altas
temperaturas bajo presión. Esto divide (craquea) las moléculas grandes de
hidrocarburos en moléculas más pequeñas, lo que aumenta la cantidad de gasolina
—compuesta por este tipo de moléculas— producida a partir de un barril de
crudo. No obstante, la eficiencia del proceso era limitada, porque debido a las
elevadas temperaturas y presiones se depositaba una gran cantidad de coque
(combustible sólido y poroso) en los reactores. Esto, a su vez, exigía emplear
temperaturas y presiones aún más altas para craquear el crudo. Más tarde se
inventó un proceso de coquefacción en el que se recirculaban los fluidos; el
proceso funcionaba durante un tiempo mucho mayor con una acumulación de coque
bastante menor. Muchos refinadores adoptaron este proceso de pirólisis a
presión.
C. Alquilación y craqueo catalítico.
En la década de 1930 se introdujeron otros dos
procesos básicos, la alquilación y el craqueo catalítico, que aumentaron
adicionalmente la gasolina producida a partir de un barril de crudo. En la
alquilación, las moléculas pequeñas producidas por craqueo térmico se recombinan
en presencia de un catalizador. Esto produce moléculas ramificadas en la zona
de ebullición de la gasolina con mejores propiedades (por ejemplo, mayores
índices de octano) como combustible de motores de alta potencia, como los
empleados en los aviones comerciales actuales.
En el proceso de craqueo catalítico, el crudo se
divide (craquea) en presencia de un catalizador finamente dividido. Esto
permite la producción de muchos hidrocarburos diferentes que luego pueden
recombinarse mediante alquilación, isomerización o reformación catalítica para
fabricar productos químicos y combustibles de elevado octanaje para motores
especializados. La fabricación de estos productos ha dado origen a la
gigantesca industria petroquímica, que produce alcoholes, detergentes, caucho
sintético, glicerina, fertilizantes, azufre, disolventes y materias primas para
fabricar medicinas, nylon, plásticos, pinturas, poliésteres, aditivos y
complementos alimenticios, explosivos, tintes y materiales aislantes.
D.2. Porcentajes de los distintos productos.
En 1920, un barril de crudo, que contiene 159 litros,
producía 41,5 litros de gasolina, 20 litros de queroseno, 77 litros de gasoil y
destilados y 20 litros de destilados más pesados. Hoy, un barril de crudo
produce 79,5 litros de gasolina, 11,5 litros de combustible para reactores, 34
litros de gasoil y destilados, 15 litros de lubricantes y 11,5 litros de
residuos más pesados.
E. Distribución
y comercio.
Los productos derivados del
petróleo alimentan no sólo a otras industrias, sino, sobre todo a los
consumidores industriales o privados (butano, fuel-oil para calefacciones,
aceites para motores, gasolina y gasóleo, etc.). Las operaciones de
almacenamiento, venta y reparto requieren, pues, una potente organización
técnica y comercial.
Al principio resultaba más
económico situar las refinerías junto a las explotaciones petrolíferas,
mientras que ahora, los progresos realizados en la técnica de los oleoductos
han dado lugar a una evolución que conduce a instalar las refinerías cerca de
los grandes centros de consumo.
IV. LOCALIZACIÓN DE LOS YACIMIENTOS.
Paradójicamente, los lugares
donde hay petróleo están, por lo general, situados a bastante distancia de las
zonas de consumo. Como podemos observar en el mapa adjunto, los oleoductos son
muy numerosos y el tráfico marítimo muy denso. Las tres zonas con mayor
producción mundial son Oriente Medio, la antigua URSS y EE.UU., que producen el
70% del crudo en el mundo.
Oriente Medio: Es el primer productor mundial de petróleo con más
del 30% de la producción. En esta zona se dan unas condiciones óptimas para la
explotación, por la abundancia de anticlinales, fallas y domos salinos que
crean grandes bolsadas de petróleo, además su situación costera y en pleno
desierto, facilita la construcción de pipe-lines (éstos pueden ir perfectamente
en línea recta durante miles de kilómetros), y puertos para desalojar el crudo.
Arabia Saudí es le país de mayor producción en esta zona con el 26% de la
producción total.
EE.UU:
Aunque tiene una producción muy alta, no es suficiente para satisfacer su
consumo interno, por lo que se ve obligado a importar. La zona de los Apalaches
fue la primera en ser explotada y actualmente ya casi no queda petróleo, por lo
que ahora las explotaciones se centran en las zonas de California, Kansas,
Oklahoma, costa del Golfo de México, Texas, Luisiana y la zona central de las
Rocosas.
Antigua URSS:
Comenzó a producir petróleo en 1870. Actualmente los países que la formaban
extraen suficiente crudo como para cubrir sus necesidades, e incluso para
exportar. Los yacimientos más importantes se encuentran en el Cáucaso, Asia
central, entre el Volga y los Urales, Siberia y Sajalín.
China:
A pesar de que empezó a extraer su petróleo hace muy poco tiempo -en 1952-,
consiguió desde 1970 el suficiente como para autoabastecerse y exportar en
pequeñas cantidades. Los yacimientos están muy alejados de los centros de
consumo y de los puertos.
Venezuela:
Comenzó su explotación de crudo en 1914 a manos de la compañía Shell. Fue uno
de los países más importantes (el 21) hasta 1960 cuando se vio superado por la
antigua URSS y Oriente Medio. Sus yacimientos más importantes se emplazan en la
zona del Orinoco.
V. PRODUCCIÓN MUNDIAL.
5.1. Historia.
Si bien algunos yacimientos
petrolíferos fueron explotados desde la antigüedad, podemos considerar que el
verdadero punto de partida de la industria del crudo fue la perforación de un
pozo, realizada en Titusville (Pennsylvania) en 1859.
En 1880, la producción
mundial, localizada casi por completo en EE.UU. era inferior al millón de t. y
sólo se utilizaba el queroseno, desaprovechándose los demás productos de la
destilación.
Entre 1885-1900 se fueron
sustituyendo los aceites vegetales por los del petróleo en calidad de
lubricantes, a fines de dicho período, la producción mundial era de 20 millones
de t. La producción siguió incrementándose hasta los 200 millones de t. y el
20% del consumo energético mundial en 1929 por nuevos descubrimientos en
México, Venezuela y Oriente medio.
Pero no es hasta la Segunda
Guerra Mundial que el petróleo comienza a ser realmente imprescindible en la
economía mundial, por el aumento de las necesidades energéticas derivado de una
casi constante expansión económica, la importancia del sector automovilístico,
y años más tarde del sector petroquímico. Así el petróleo cubría en 1958 el 38%
de las necesidades energéticas mundiales y el 45% en 1976.
5.2. La crisis del petróleo.
Hasta comienzos de la década
de los setenta, el abastecimiento del petróleo no pareció constituir un
problema, ya que la demanda crecía más o menos paralela al descubrimiento de
nuevos pozos, y los precios se mantenían bajos.
Pero en esa época, sin
embargo, comenzó una lenta pero firme subida de los mismos, que pasó a ser
brusca en 1973-1974, volvió a ser suave, y se disparó, nuevamente, en 1979. (Hay que tener en cuenta, que un poco antes, en 1972
el Canal de Suez se encontraba bloqueado por la guerra del Yom Kippur,
obligando a los petroleros a dar la vuelta a África por el Cabo de Buena Esperanza
con el consiguiente encarecimiento de los precios, lo que unido a la gran
subida de 1973, creó un ambiente de pánico en las bolsas de todo el Mundo).
Aunque siempre se ha inculpado
a los países árabes de esta subida de los precios (que, por otra parte, habían
recibido compensaciones muy bajas por su petróleo), hay que tener en cuenta
los intereses de las grandes multinacionales del petróleo, y del gobierno de
EE.UU. que favoreció esta subida de los precios (al menos hasta que no
superaron ciertos límites) para disminuir su dependencia energética y penalizar
las economías competidoras.
5.3. Situación actual.
En estos momentos existe el
problema del agotamiento de las reservas de petróleo, pues al ritmo actual de
consumo las reservas mundiales conocidas se agotarían en menos de 40 años. Por
ello, los países desarrollados buscan nuevas formas de energía más barata y
renovable como la energía solar, eólica, hidroeléctrica..., mientras que los
países productores de petróleo presionan para que se siga utilizando el
petróleo pues si no sus economías se hundirían. Aún así, a medio plazo, la
situación no parece tan alarmante, pues hay que tener en cuenta que los pozos
no descubiertos son sustancialmente más numerosos que los conocidos, en zonas
no exploradas como el mar de China, Arafura, mar de Bering, o la plataforma
continental Argentina podrían encontrarse grandes reservas.
VI. LA OPEP.
La organización de países
exportadores de petróleo fue creada en 1960, con sede en Viena. Nació como
producto de unas reuniones en Bagdad entre los países árabes productores y
exportadores y Venezuela para intentar
hacer frente a las maniobras de baja de precios producidas por los
grandes trusts.
En su fundación participaron
Irán, Kuwait, Arabia Saudí, Qatar, Iraq, Venezuela, Libia e Indonesia.
Posteriormente han ingresado Argelia, Nigeria, Emiratos Árabes Unidos, Ecuador
y Gabón, con lo que esta organización controla el 90% de la exportación mundial
de petróleo.
Aunque en sus comienzos no
tuvo la fuerza suficiente para hacer frente a la política de las
multinacionales, a partir de 1971 decidió nacionalizar las empresas de
explotación situadas en su territorio, y en 1973 inició importantes subidas en
los precios (Confert La crisis del petróleo).
A partir de entonces, la OPEP
ocupó el primer plano de la actividad económica mundial, porque sus decisiones
en materia de precios afectan directamente a las economías occidentales. Así
los países de la OPEP incrementaron de forma importante sus recursos
financieros, lo que les permitió desarrollar ambiciosos planes de
industrialización (Arabia Saudí, Irán, Venezuela, etc.), entrar en el capital
de empresas europeas o americanas e incluso crear un importante fondo de ayuda
a países subdesarrollados en dificultades.
Sin embargo, en los últimos
años, esta organización a ido perdiendo progresivamente el poder de decisión
que tenía antaño, y ha visto descender los precios del barril de petróleo que
actualmente se sitúan alrededor de los 15$ barril.
VII. LA INGENIERÍA DEL PETRÓLEO.
Los conocimientos y técnicas empleadas por los
ingenieros de prospección y refinado proceden de casi todos los campos de la
ciencia y la ingeniería. Por ejemplo, en los equipos de prospección hay
geólogos especializados en la confección de mapas de la superficie, que tratan
de reconstruir la configuración de los diversos estratos sedimentarios del
subsuelo, lo que puede proporcionar claves sobre la presencia de depósitos de
petróleo. Después, los especialistas en el subsuelo estudian las muestras de
las perforaciones e interpretan los datos sobre formaciones subterráneas
transmitidos a sensores situados en la superficie desde dispositivos de sondeo
eléctricos, acústicos y nucleares introducidos en el pozo de prospección
mediante un cable. Los sismólogos interpretan las complejas señales acústicas
que llegan a la superficie después de propagarse a través de la corteza
terrestre.
Los geoquímicos estudian la transformación de la
materia orgánica y los métodos para detectar y predecir la existencia de dicha
materia en los estratos subterráneos. Por su parte, los físicos, químicos,
biólogos y matemáticos se encargan de la investigación básica y del desarrollo
de técnicas de prospección complejas.
Los ingenieros especializados son los responsables de
la explotación de los yacimientos de petróleo descubiertos. Por lo general son
especialistas en una de las categorías de operaciones de producción:
instalaciones de perforación y de superficie, análisis petrofísico y
petroquímico del depósito, estimación de las reservas, especificación de las
prácticas de explotación óptima y control, y seguimiento de la producción.
Muchos de estos especialistas son ingenieros químicos, industriales o
eléctricos, o bien físicos, químicos, matemáticos o geólogos.
El ingeniero de perforación determina y supervisa el
programa concreto para perforar el pozo, el tipo de lodo de inyección empleado,
la forma de fijación del revestimiento de acero que aísla los estratos
productivos de los demás estratos subterráneos, y la forma de exponer los
estratos productivos del pozo perforado. Los especialistas en ingeniería de
instalaciones especifican y diseñan los equipos de superficie que deben
instalarse para la producción, las bombas de los pozos, los sistemas para medir
el yacimiento, recoger los fluidos producidos y separar el gas, los tanques de
almacenamiento, el sistema de deshidratación para eliminar el agua del petróleo
producido y las instalaciones para sistemas de recuperación mejorada.
Los ingenieros petrofísicos y geológicos, después de
interpretar los datos suministrados por el análisis de los testigos o muestras
geológicas y por los diferentes dispositivos de sondeo, desarrollan una
descripción de la roca del yacimiento y de su permeabilidad, porosidad y
continuidad. A continuación, los ingenieros de depósito desarrollan un plan
para determinar el número y localización de los pozos que se perforarán en el
depósito, el ritmo de producción adecuado para una recuperación óptima y las
necesidades de tecnologías de recuperación complementarias. Estos ingenieros
también realizan una estimación de la productividad y las reservas totales del
depósito, analizando el tiempo, los costes de explotación y el valor del crudo
producido. Por último, los ingenieros de producción supervisan el
funcionamiento de los pozos; además, recomiendan y ponen en práctica acciones
correctoras como fracturación, acidización, profundización, ajuste de la
proporción entre gas y petróleo o agua y petróleo, o cualesquiera otras medidas
que mejoren el rendimiento económico del yacimiento.
VIII. PROYECCIONES.
Es probable que en los próximos años se realicen
descubrimientos adicionales y se desarrollen nuevas tecnologías que permitan
aumentar la eficiencia de recuperación de los recursos ya conocidos. En
cualquier caso, el suministro de crudo alcanzará hasta las primeras décadas del
siglo XXI.
Sin embargo, según los expertos no hay casi
perspectivas de que los nuevos descubrimientos e invenciones amplíen la
disponibilidad de petróleo barato mucho más allá de ese periodo. Por ejemplo,
el campo petrolero de Prudhoe Bay, en Alaska, es el mayor descubierto nunca en
el hemisferio occidental. Se prevé que la cantidad total de crudo que se podrá
recuperar en ese campo será de unos 10.000 millones de barriles, suficientes
para cubrir las necesidades actuales de Estados Unidos durante algo menos de
dos años; sin embargo, en Occidente sólo se ha descubierto un campo así en más
de un siglo de prospecciones. Además, las nuevas perforaciones no han detenido
la disminución continua de las reservas mundiales de crudo que comenzó durante
la década de 1970.
IX. ALTERNATIVAS.
A la vista de las reservas disponibles y de las
pesimistas proyecciones, parece evidente que en el futuro harán falta fuentes
de energía alternativas, aunque existen muy pocas opciones si se tienen en
cuenta las ingentes necesidades de energía del mundo industrializado. La
recuperación comercial de esquistos petroleros y la producción de crudo
sintético todavía tienen que demostrar su viabilidad, y hay serias dudas sobre
la competitividad de los costes de producción y los volúmenes de producción que
pueden lograrse con estas posibles nuevas fuentes.
Los distintos problemas y posibilidades de fuentes alternativas como la
energía geotérmica, la energía solar y la energía nuclear se analizan en el
artículo Recursos energéticos. El único combustible alternativo capaz de cubrir
las enormes necesidades de energía del mundo actual es el carbón, cuya disponibilidad planetaria está firmemente establecida. El aumento
previsto de su empleo llevaría aparejado un aumento del uso de la energía
eléctrica basada en el carbón, que se utilizaría para un número cada vez mayor
de procesos industriales. Es posible que se pueda regular su uso gracias a la
moderna tecnología de ingeniería, con un reducido aumento de los costes de
capital y de explotación.
CONCLUSIONES
q
El petróleo es
una materia prima mineral no renovable que necesita de millones de años para su
creación; los yacimientos más importantes se encuentran en Oriente Medio, la
antigua URSS y EE.UU. La importancia del petróleo no ha dejado de crecer desde
sus primeras aplicaciones industriales a mediados del siglo XIX, y es él el
responsable de las dos últimas guerras en Oriente Medio.
q
Todo el proceso
que envuelve al preciado líquido negro, desde el estudio de los yacimientos
hasta el refinamiento pasando por la extracción, es extremadamente costoso y
requiere alta tecnología de la que tan sólo disponen las grandes industrias del
sector (Shell, British Petroleum, etc.)
q
Por último, los
países exportadores de petróleo se agruparon en 1960 para defenderse de las
grandes multinacionales y para fijar el precio del petróleo, aunque
recientemente haya perdido la fuerza que tenía en los años de la crisis.
BIBLIOGRAFIA
CD-ROM:
q "Petróleo",
Enciclopedia
Microsoft® Encarta® 98 © 1993-1997 Microsoft Corporation. Reservados
todos los derechos.
TEXTOS:
q
Sánchez J.- Zárate A., "Las
materias primas. Fuentes de energía", El mundo en que vivimos, Madrid, SM, 1989,
págs 186 a 191.
q
vv.aa., Atlas EL
PAIS Aguilar, Madrid, Aguilar, 1988, págs 212 a 215.
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vv.aa., "La
energía del subsuelo", en, Atlas EL PAIS Aguilar, Madrid, Aguilar,
1988, págs. 90-91.
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http://www.montessori.es/petroleo1.htm
GRÁFICAS DE DATOS DE LA INDUSTRIA PETROLERA
(NACIONAL –
INTERNACIONAL)
PRODUCCIÓN MUNDIAL DE PETRÓLEO
Producción Mundial de Petróleo [MBPD]
|
REGIONES
|
1990
|
1991
|
1992
|
1993
|
1994
|
1995
|
1996 *
|
VAR. 96/95 %
|
|
MEDIO ORIENTE
|
16.6
|
16.2
|
17.4
|
18.4
|
18.6
|
20.0
|
19.0
|
-5.0
|
|
EUR. ORI. Y C. EST. IND.
|
11.8
|
10.5
|
9.2
|
8.1
|
7.3
|
7.2
|
7.2
|
0.0
|
|
NORTE AMERICA
|
8.7
|
8.9
|
8.8
|
8.5
|
8.3
|
10.5
|
8.2
|
-21.9
|
|
AMERICA LATINA
|
6.9
|
7.3
|
7.4
|
7.3
|
7.6
|
8.6
|
8.7
|
1.2
|
|
AFRICA
|
6.0
|
6.3
|
6.3
|
6.2
|
6.3
|
6.9
|
6.6
|
-4.3
|
|
EUROPA OCCIDENTAL
|
4.0
|
4.2
|
4.5
|
4.7
|
5.6
|
6.6
|
6.3
|
-4.5
|
|
LEJANO ORIENTE
|
6.3
|
6.5
|
6.4
|
6.5
|
6.7
|
7.2
|
7.0
|
-2.8
|
|
TOTAL
|
60.3
|
59.9
|
60.0
|
59.8
|
60.3
|
67.0
|
63.0
|
-6.0
|
|
VARIACION ANUAL %
|
1.6
|
-0.7
|
0.2
|
-0.4
|
0.9
|
11.1
|
-6.0
|
|
|
* :Producción promedio diaria estimada a
diciembre de 1996. La información de COLOMBIA es real a diciembre 31 de 1996
Fuente: Oil and Gas Journal. 1996
Ecopetrol,Dirección de Planeación Corporativa.
|
Información oficial de la Empresa Colombiana
de Petróleos (ECOPETROL)
PRECIOS INTERNACIONALES DE
CRUDO
Recios internacionales de Crudo
|
CRUDO
|
1990
|
1991
|
1992
|
1993
|
1994
|
1995
|
1996
|
VAR. 96/95 %
|
|
U.S.A WTI
|
24.46
|
21.5
|
20.56
|
17.4
|
17.19
|
18.4
|
22.1
|
20.0
|
|
ARABIAN LIGHT
|
21.48
|
17.78
|
17.22
|
15.3
|
14.3
|
15.8
|
19.3
|
22.2
|
|
CAÑO LIMON- COLOMBIA
|
22.18
|
18.65
|
17.86
|
16.1
|
14.98
|
16.8
|
20.4
|
21.8
|
|
CUSIANA - COLOMBIA
|
|
|
|
|
|
17.6
|
22.1
|
25.3
|
|
ORITO - COLOMBIA
|
21.09
|
18.53
|
17.54
|
16.5
|
15.21
|
16.5
|
19.6
|
19.0
|
|
VASCONIA - COLOMBIA
|
|
|
|
15.1
|
|
16.7
|
20.8
|
24.2
|
|
FUENTE : Ecopetrol, Vicepresidencia de Comercio
Internacional y Gas.
Dirección de Planeación Corporativa
|
Información oficial de la Empresa Colombiana
de Petróleos (ECOPETROL)
Monografías
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