Hidrocarburos Y Gas Natural

CAPITULO 1

EL PETRÓLEO Y SUS CARACTERÍSTICAS

INTRODUCCION

Formación de los Hidrocarburos

El petróleo viene del latín petro, que significa “aceite de piedra”. Es un liquido oleoso de origen natural, inflamable, y consiste en una mezcla de compuestos llamados hidrocarburos, formados por átomos de hidrogeno y carbono, y por pequeñas proporciones de azufre, nitrógeno, oxigeno. El petróleo se formo por descomposición lenta de restos animales y vegetales a presión y calor elevados. En la era terciaria, en el fondo de los mares se acumularon restos de peces, invertebrados y de algas, quedando sepultados por la arena y las arcillas sedimentadas. Las descomposiciones, provocadas por microorganismos, acentuadas por altas presiones y elevadas temperaturas posteriores, dieron origen a los hidrocarburos.

El petróleo contiene elementos gaseosos, líquidos y sólidos. La composición elemental del petróleo varía entre los siguientes intervalos:

Carbono: 84-87% Azufre: 0-2%

Hidrogeno: 11-14% Nitrógeno: 0-2%

Origen de los Hidrocarburos

Se han formulado muchas teorías para explicar el origen del petróleo y del gas natural. Sin embargo, no ha sido posible determinarlo con exactitud por cuanto ha sido imposible identificar el sitio preciso o los materiales, donde un depósito determinado de petróleo tuvo su origen.

Principalmente se aceptan dos teorías para explicar el ori gen del petróleo: la inorgánica y la orgánica. La teoría inorgánica supone que el carbono y el hidrógeno se mezclaron a grandes profundidades en un medio donde imperaban altísimas presiones y temperaturas, para formar el petróleo y el gas, los cuales, posteriormente, se escurrieron a través de estructuras de rocas porosas, para quedar atrapados en ciertas formaciones favorables en el subsuelo.

Teoría inorgánica

Algunas escuelas de pensamiento postulan con firmeza el origen inorgánico del petróleo, pero es de advertir que gran parte de sus defensores se encuentran en las filas de los químicos, ya que en la actualidad la gran mayoría de geólogos prefieren la teoría orgánica para explicar la formación del "aceite de piedra".

Entre los diferentes procesos que se han sugerido como posibles causas de la formación inorgánica del petróleo, me recen mencionarse las siguientes:

Teoría de los carburos

Se basa esta teoría en el hecho, fácilmente demostrable en el laboratorio, de que los carburos de hierro y calcio en contacto con agua, producen hidrocarburos. Se asume entonces la existencia de grandes cantidades de carburos bajo la superficie de la tierra, los cuales, en contacto con as aguas subterráneas a alta temperatura generan hidrocarburos líquidos y gaseosos que ascienden a través de fisuras, para condensarse y acumularse en los estratos sedimentarios superiores.

Teoría de la caliza – yeso

Esta teoría sugiere que la acción del agua a altas temperaturas sobre las calizas y el yeso, presenten en la naturaleza, da como resultado la producción de hidrocarburos. La teoría no explica con exactitud los mecanismos químicos necesarios, pero lo cierto es que los sulfatos y carbonatos de calcio (yeso y calcita) y el agua, contienen en sí todos los elementos necesarios para la formación de hidrocarburos y que, dentro de determinadas condiciones de temperatura y presión, no sería imposible la generación de petróleo en esta forma.

Teoría orgánica

La teoría orgánica, por otra parte, supone que el carbono y el hidrógeno, que constituyen el petróleo, resultaron de pequeños organismos, tanto animales como vegetales, que vivieron en el mar o en regiones pantanosas.

La teoría orgánica es generalmente la más aceptada por los científicos. Ella se funda en la evidencia dejada en las rocas del subsuelo por los mares y pantanos que, durante largos períodos de tiempo, cubrieron la mayor parte de lo que hoy son los continentes.

Las grandes cantidades de diminutas plantas y organismos animales que arrastraban los ríos, junto con el limo, el lodo y posiblemente las cantidades aún mayores de microorganismos marinos, ya depositados en el fondo, constituyeron la principal materia de la cual se formó el petróleo. El cieno continuaba cubriendo estos pequeños organismos que al morir se depositaban en el fondo, con lo cual quedaban ais lados y protegidos, por la sal del mar contra descomposición común. Con el transcurso del tiempo, la presión, la temperatura, las bacterias y posiblemente otras fuerzas naturales y reacciones químicas, lograron que estos despojos se transformaran en petróleo y gas natural.

Si aceptamos esta teoría deberíamos lógicamente buscarlo solamente en las regiones cubiertas de espesas capas de rocas sedimentarias, puesto que fue en estas rocas donde los organismos quedaron atrapados.

LOCALIZACIÓN

Formación

El Petróleo se forma como producto de la transformación de materia orgánica (proveniente de restos de plancton, radiolarios, algas, pólipos y otros seres vivos) en un ambiente anaerobio (en ausencia de oxígeno) durante millones de años y a una temperatura entre 40 a 80 grados centígrados.

Esta transformación involucra un rompimiento y redistribución de la forma de los hidrocarburos complejos que poseen los seres vivos dando origen a componentes más sencillos, constituyendo la mezcla que conocemos como “petróleo”.

Para que ocurra lo anterior se requiere de:

Disponibilidad de materia orgánica.

Un sitio donde pueda quedar acumulada durante el tiempo suficiente.

Ambiente anaerobio (sin aire) para que la materia orgánica no se descomponga por la acción de las bacterias aeróbicas.

Estas condiciones se logran en “cuencas sedimentarias”, lugares donde ocurre la depositación de material arrastrado por el agua, los vientos, el hielo y la gravedad.

Ubicación en el mundo

El petróleo se halla distribuido en muchos lugares del mundo, pero siempre en aquellos en los cuales existieron sedimentos marinos. Existen ciertas zonas de nuestro planeta especialmente favorecidas, tales como:

Las que bordean al mar de las Antillas o Caribe.

La sección meridional de los Estados Unidos.

Las zonas Arábigas e Iránica del Golfo Pérsico.

La costa occidental del Mar Caspio y suboriental de Rusia, Europa y el Sahara en el norte de África.

Algunas islas de la República de Indonesia.

Zonas de las costas pacíficas del Ecuador y el Perú.

También existen zonas petrolíferas en Europa (Sur de Francia,

norte de Alemania, Holanda, centro y sur de Italia, Austria y Polonia).

Yacimientos

Se llama yacimiento o reservorio a la estructura en el subsuelo donde se acumulan los hidrocarburos, contenidos en rocas porosas. Al estar enterrados a miles de metros, los reservorios pueden contener petróleo y gases naturales, separados o juntos.

Los yacimientos están formados principalmente por una roca porosa, tal como arenisca o piedra caliza, donde se encuentran contenidos los hidrocarburos. La roca porosa tiene que estar cubierta por una capa no porosa tales como la sal, pizarra, tiza o piedra barro que puede prevenir el escape de los hidrocarburos fuera de la estructura. Debido a los movimientos tectónicos, los hidrocarburos migran fuera de los depósitos ascendiendo por las rocas porosas y se acumula en las crestas bajo la roca no porosa, con gas en la parte superior.

La formación de los yacimientos de petróleo o gas requieren de cuatro etapas en su evolución:

Entierro profundo bajo sedimentos.

Calentamiento y alta presión.

Migración de los hidrocarburos desde la fuente (roca madre) hasta una zona porosa (roca almacén) y ser retenidos por rocas impermeables (trampa petrolífera).

El tiempo.

Debido a los diferentes factores ambientales existe una gran variedad de reservorios. Existen yacimientos en casi todas las cuencas sedimentarias, desde superficiales hasta los 9000m de profundidad y de variadas formas, tamaños y edades.

Fig 1. Estructura de un yacimiento: Localización típica del Petróleo.

Tipos de yacimientos

Yacimientos primarios

Se dice que el yacimiento es primario cuando el hidrocarburo se encuentra en la misma roca en la que se ha formado.

Un yacimiento primario tiene una capa superior de arcilla impermeable, por debajo de ella existe una capa de arenas impregnadas de gas natural, por debajo arenas impregnadas de petróleo y por último, una capa inferior de arenas impregnadas de agua salada. El estrato impermeable superior atrapa al petróleo en el mismo sitio donde se formo y no deja que escape, solo puede separarse siguiendo un gradiente de densidad del agua salada que contenía y del gas natural.

Fig 2. Estructura de un yacimiento primario.

Yacimientos secundarios

Cuando los hidrocarburos se forman en un sitio lejano y ha ido fluyendo hasta el lugar en el que yace ahora, se habla a yacimientos secundarios.

La llegada continua de hidrocarburos hasta una trampa de petróleo hace que se acumule en una cantidad y concentración lo suficientemente importantes como para hacer muy rentable la extracción del crudo.

Debido a los movimientos de la tierra, se forman los siguientes tipos de yacimientos:

Estratigráficas: Estás se forman por cambios laterales de facies, aunque también cambios verticales en las características litológicas de la roca. Existe

...