Obtención del petróleo

Petróleo. Explotación petrolífera. Composición química. Elementos geológicos. Derivados. Procesos tecnológicos. Extracción

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INTRODUCCION

El presente trabajo tiene por objeto conocer de una manera profunda tanto la procedencia del petroleo como la manera de explotarlo, en que lugares se encuentra, además de su composición, ya que este es un elemento tan importante que abunda en nuestro país y representa un gran ingreso para el país y por tan to debemos conocer lo antes mencionado.

Petróleo

1. Origen

Proveniente del latín petroleum ( Petra-piedra y oleum-aceite), la palabra petroleum significa aceite de piedra. Es un compuesto de hidrocarburos, básicamente una combinación de carbono e hidrogeno.

El petróleo corresponde a un grupo de sustancias bituminosas muy abundantes en la naturaleza, que se encuentran en variadas formas y reciben diversas denominaciones como petróleo en bruto, aceite de piedra, nafta, asfalto, o bien se halla mezclado con materias minerales, como ocurre en las pizarras bituminosas.

A medida que se perfeccionaron las técnicas del análisis geológico y se acumuló información al respecto, se ha dado paso a teorías de formación orgánica que determinan que el petróleo es producto de la descomposición de organismos vegetales y animales que existieron en ciertos períodos del tiempo geológico y que fueron sometidos a enormes presiones y elevadas temperaturas.

El petróleo o aceite crudo se extrae de pozos perforados a grandes profundidades, en los estratos rocosos de la corteza terrestre. En la búsqueda de los depósitos de petróleo, los geólogos emplean muchas técnicas, pero la más importante es la que consiste en sondear las diferentes capas de roca con objeto de localizar la presencia de una corona o de una elevación redondeada en la cual puede estar atrapado un depósito de petróleo.

A pesar de que algunos compuestos del oxígeno, azufre y nitrógeno se encuentran en el petróleo , éste está compuesto, principalmente, por una mezcla de hidrocarburos, los cuales se refinan, mediante el proceso llamado destilación fraccionada, para obtener productos útiles. Este proceso se basa en el hecho de que las volatilidades ( y por lo tanto las presiones de vapor ) de los diferentes hidrocarburos varían inversamente con sus masas moleculares . Los compuestos que poseen menor masa molecular tienen mayor volatilidad y hierven a menor temperatura. Debido a que el enorme mercado del petróleo reside en la gran demanda de gases ligeros, gasolina, aceites combustibles, disolventes, aceites para motores, grasas, parafinas y asfalto, el aceite crudo se destila fraccionadamente para dar productos que tienen amplios márgenes de ebullición. A pesar de que dichos productos son aún bastante impuros, tienen suficiente mercado y uso. Para aplicaciones especiales necesitarán refinaciones posteriores con el consecuente aumento del costo. Se obtienen muchos compuestos puros del petróleo.

DESTILACION FRACCIONADA

Para fraccionar el petróleo en la industria, se calienta previamente a unos 300 grados C. a medida que fluye , a través de un horno tubular, hacia la columna de fraccionamiento donde los compuestos del petróleo crudo son vaporizados, condensados y lavados repetidamente para lograr una separación satisfactoria.

En la columna, que es un cilindro vertical, que contiene platillos horizontales debidamente espaciados, cada platillo actúa como una barrera al paso del vapor hacia la parte superior de la columna.

El grado de separación depende de el numero de platillos que tiene la columna. Conforme el vapor se desplaza hacia arriba se le fuerza a burbujear a través de la fase liquida de cada platillo. Esto hace que los vapores se laven y den lugar a una gran porción del material de mayor peso molecular se disuelva en el liquido y regrese a los platillos inferiores, mientras que los

componentes más volátiles son vaporizados y pasan a los platillos superiores. Repitiendo este proceso se obtiene una separación efectiva.

2. Composición básica

Al analizar petróleo de procedencias diversas, de manera general puede decirse que lo forman los siguientes elementos químicos: de 76 a 86% de carbono y de 10 a 14% de hidrógeno.

A veces contiene algunas impurezas mezcladas como oxígeno, azufre y nitrógeno. También se han encontrado huellas de compuestos de hierro, níquel, vanadio y otros metales.

El petróleo se encuentra en el subsuelo, impregnado de formaciones de tipo arenoso y calcáreo. Asume los tres estados físicos de la materia: sólido, líquido y gaseoso, según su composición y la temperatura y presión a que se encuentran.

Su color varía entre el ámbar y el negro; su densidad es menor que la del agua en estado gaseoso y es inodoro, incoloro e insípido.

En el subsuelo se encuentra por lo general encima de una capa de agua, hallándose en la parte superior una de gas.

Es necesario que concurran cuatro condiciones para dar lugar a un yacimiento donde se acumule petróleo y gas:

Una roca almacenadora porosa y permeable, en forma tal que bajo presión, el petróleo pueda moverse a través de sus poros de tamaño microscópico.

Una roca impermeable que funcione como sello para que evite el escape del petróleo a la superficie.

El yacimiento debe tener forma de "trampa"; es decir, que las rocas impermeables se encuentren dispuestas en tal forma que el petróleo no pueda moverse hacia los lados.

Deben existir rocas cuyo contenido orgánico se haya convertido en petróleo por efecto de la presión y de la temperatura.

3. Importancia

El petróleo empezó a utilizarse comercialmente a mediados del siglo XIX como lubricante y materia prima para alumbrado hasta el fin de la Primera Guerra Mundial. En ese entonces los principales centros de producción se encontraban en Rusia y los EUA, aunque ya comenzaba a desarrollarse la producción del Medio Oriente.

La expansión del automóvil favoreció el surgimiento de la producción, con lo que comenzó su carrera hacia la condición de principal fuente de energía primaria. Después de la Segunda Guerra Mundial completó sus aplicaciones con las de materia prima de la industria petroquímica.

De esta manera, el petróleo se vinculó estrechamente a los sectores productivos de la economía mundial, constituyendo una de las bases más importantes para la recuperación industrial durante la postguerra.

Por otro lado, a partir de 1970 la acción mancomunada de los principales productores árabes produjo un fuerte aumento de precios que se combinó con una serie de nacionalizaciones de los yacimientos petroleros, lo que supuso un aumento significativo de las rentas económicas de los productores. En este sentido, el petróleo no sólo se constituyó como el motor del crecimiento de los países capitalistas, sino que también se erigió como una de las principales fuentes de ingresos de los países productores, en su mayoría países en vías de desarrollo.

4. Pozos petroleros: estructura, exploración, excavación y explotación.

Las actividades de la industria petrolera comienzan con la exploración, que es el conjunto de tareas de campo y oficina cuyo objetivo consiste en descubrir nuevos depósitos de hidrocarburos o nuevas extensiones de los existentes. Todas las compañías petroleras del mundo destinan una parte importante de sus recursos técnicos y económicos a esta actividad, con miras a incrementar sus reservas.

En 1920 aparecieron en la industria del petróleo los métodos geofísicos de exploración, técnicas que pueden determinar las condiciones de las capas profundas del subsuelo mediante la medición de las propiedades físicas de las rocas, desde la superficie o bien dentro de los pozos que se perforan. Estos métodos han demostrado ser sumamente valiosos para la búsqueda del hidrocarburo. Sus resultados, interpretados adecuadamente con criterios geológicos, han dado lugar al descubrimiento de casi 80 por ciento de las reservas actuales del mundo.

La exploración petrolera en nuestros días puede dividirse en varias etapas:

a) trabajos de reconocimiento

b) trabajos de detalle

c) estudios para la localización de pozos exploratorios

d) análisis de los resultados obtenidos para programar la perforación de nuevos pozos.

Con base en los descubrimientos logrados por los trabajos de exploración, empiezan las actividades de explotación que desarrollan los campos petroleros. Una vez que se ha aprobado la localización de un pozo se construye el camino de acceso, se transportan los materiales y el equipo y se inicia la perforación.

Los pozos productores de petróleo se clasifican en fluyentes y de producción artificial o bombeo.

Fluyentes: Son aquellos en los que el aceite surge del yacimiento al exterior por energía natural, que puede ser de empuje hidráulico o de gas.

Producción artificial o bombeo

Son aquellos en los que se aplica un sistema de explotación cuando la presión no es suficiente para que el petróleo fluya hasta la superficie.

Según su objetivo y función, los pozos se clasifican en exploratorios (incluyen pozos de sondeo estratigráfico) y de desarrollo (incluyen pozos de inyección). Según su grado de terminación los pozos se clasifican como perforados o terminados.

Perforados: Pozos cuya perforación con la barrena ha sido concluida y cuentan con tubería de ademe o revestimiento ya cementada, pero que todavía no han sido sometidos a las operaciones subsecuentes que permitan la producción de hidrocarburos.

Terminados. Pozos perforados en los que ya se han efectuado las operaciones de terminación, tales como: instalación de tubería de producción; disparos a la tubería de revestimiento para horadarla y permitir la comunicación entre el interior del pozo y la roca almacenadora; y limpieza y estimulación de la propia roca para propiciar el flujo de hidrocarburos.

Actualmente, cuando un pozo deja de fluir se le aplican técnicas de explotación artificial como el bombeo neumático, mecánico, hidráulico y eléctrico. El sistema de recuperación secundaria de inyectar al yacimiento gas o agua químicamente tratada, ha demostrado que puede aumentar considerablemente la recuperación.

LOCALIZACION DEL PETROLEO EN VENEZUELA

El petróleo se encuentra en las cuencas sedimentarias y en Venezuela existen seis cuencas sedimentarias, a saber:

  • Cuenca de Maracaibo.

  • Cuenca de Falcón.

  • Cuenca del Golfo de Venezuela.

  • Cuenca de Apure.

  • Cuenca Oriental.

  • Cuenca de cariaco.

  • Procesos a los cuales se somete el petróleo

  • Refinación

    Es una serie de procesos físicos y químicos a los que se somete el petróleo crudo, la materia prima, para obtener de él por destilación, los diversos hidrocarburos o las familias de hidrocarburos con propiedades físicas y químicas bien definidas.

    Después de la separación se aplican a los derivados así obtenidos diversos procesos de conversión para obtener de ellos productos más valiosos y éstos se someten finalmente a tratamientos con ácidos, álcalis, solventes extractivos, catalíticos con hidrógeno y reactivos químicos en general, a fin de eliminar las impurezas que los hacen impropios para su empleo comercial.

    El aceite crudo, de muy diversa constitución según el origen (de base asfáltica, nafténica o mezclada), tiene rendimientos variables en el proceso de destilación y de fraccionamiento, a determinadas condiciones de presión y temperatura.

    Procesos de transformación

    Procesos de destilación del petróleo crudo

    El petróleo crudo está formado por varios hidrocarburos que comprenden desde el gas licuado hasta el asfalto. El procedimiento utilizado consiste en calentar el petróleo crudo a una temperatura en que los componentes más ligeros se evaporan, para ser enseguida condensados a diferentes temperaturas. Los hidrocarburos más volátiles se condensan a menor temperatura que los volátiles.

    Procesos de desintegración

    El residuo de la destilación del petróleo crudo se somete a una nueva destilación al alto vacío para separar componentes menos volátiles, que de acuerdo con las propiedades del petróleo crudo de que se trate serán destinados a lubricantes o a ser desintegrados catalíticamente.

    Los destilados al vacío que no se dedican a lubricantes, se desintegran catalíticamente para convertirse en productos comerciales; gas licuado, gasolinas de alto índice de octano y combustible diesel.

    Procesos de purificación

    Estos procesos eliminan de los productos obtenidos por destilación o por desintegración, algunos compuestos que les causan propiedades inconvenientes. Los principales contaminantes en estos procesos son los compuestos derivados del azufre.

    CONCLUSION

    Para finalizar es de importancia resaltar que nuestro país es afortunado de tener este elemento que se encuentra en la naturaleza y que a través de los procesos ante mencionados de refinación y otros se pueden obtener gran cantidad de derivados entre los cuales se destacan los combustibles, el asfalto, el plástico, etc que son utilizados en la vida diaria y que el Petróleo no los proporciona.