Los Electrodos

INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE COATZACOALCOS

INGENIERÍA PETROLERA

ASIGNATURA:

ELEMENTOS DE PERFORACIÓN DE POZOS

COATZACOALCOS VER

UNIDAD 1: EL PETRÓLEO Y SU EXPLOTACIÓN

1.1 DEFINICIÓN DE PETRÓLEO

De acuerdo a su etimología la palabra petróleo (petro=roca y óleum=aceite) significa “aceite de roca”. Este es un aceite mineral que está dentro de la tierra, que se compone de dos elementos principales H y C, y se puede encontrar en los tres estados físicos: solido, líquido y gaseoso, según la presión y temperatura a la que esté sometido.

1.2 CARACTERÍSTICAS

Es un líquido aceitoso cuyo color varía desde el amarillo pálido a negro, contiene principalmente hidrocarburos saturados, pero a veces también hidrocarburos no saturados, en particular aromáticos. Se localiza en yacimientos que se formaron durante los diferentes periodos geológicos.

En general, bajo presiones muy altas, que son creadas por la naturaleza del subsuelo, todos estos hidrocarburos se encuentran en forma de petróleo crudo líquido. En superficie se pueden encontrar en líquido, semisólido y sólido. Los que se encuentran en estado gaseoso, se conocen como gas natural, los líquidos como petróleo y los semisólidos como asfalto grueso y pesado o cera sólida.

Impregna formaciones de tipo arenoso y calcáreo, ocupando los espacios o poros entre los granos que constituyen una roca y en algunos casos las fracturas causadas por esfuerzos que sufre la roca debido a movimientos geológicos, su densidad es menor que la del agua y en estado gaseoso es inodoro, incoloro e insípido.

Para que pueda haber un yacimiento de petróleo, deben presentarse ciertas condiciones siguiendo un determinado orden en el tiempo, estas condiciones son la existencia de:

• Roca generadora: Por lo general son areniscas, lutitas o calizas. Si hay contenido de materia dispersa de origen terrestre, su transformación generará gas, si es marino, se transformará en aceite.

• Roca almacenadora: Particularmente son las areniscas, calizas y dolomías. Estas almacenan hidrocarburos debido a su porosidad y permeabilidad.

• Trampa: Mantienen la acumulación de petróleo. Son estructuras geológicas cuya conformación permite almacenar hidrocarburos. Pueden ser de tipo estructural (plegamientos o fallas, anticlinales y domos) o estratigráfico (cambios bruscos en las secuencias de los estratos, o cambios en su porosidad primaria).

• Roca Sello: Debe ser un sello impermeable que impida que los hidrocarburos se pierdan. Se da generalmente por rocas muy densas, de baja porosidad y permeabilidad como lutitas, calizas, o intrusiones de sal o roca ígnea.

1.3 ORIGEN

Existen varias teorías sobre la formación del petróleo, sin embargo, la más aceptada es la teoría orgánica que supone que se originó por la descomposición de los restos de animales y algas microscópicas acumuladas en el fondo de las lagunas y en el curso inferior de los ríos.

FIG. 1.1

1.3.1 TEORÍAS INORGÁNICAS

Estas postulan que el petróleo y el gas se forman mediante procesos inorgánicos reproducibles en el laboratorio, entre esas teorías se encuentran:

Teoría de los metales alcalinos o de Berthelot: En 1866 Berthelot señala que en el interior de la tierra existen metales alcalinos en estado libre y que el bióxido de carbono podría reaccionar con ellos formando carburos y estos al reaccionar con el agua generaron acetileno, demostró que si el acetileno se calienta a una temperatura de 900°C aproximadamente, se polimeriza en benceno (C6H6) y si el benceno se calienta en condiciones apropiadas pierde

hidrógeno y los residuos se combinan para formar diphenil (C12H10), esto se representa mediante la ecuación química:

2C H + 2H →C H + H

Los hidrocarburos de más alta graduación pueden ser generados del acetileno y estos actuando unos sobre otros y con altas temperaturas forman hidrocarburos más complejos. La debilidad de esta teoría estriba en suponer que en la tierra existen metales alcalinos en estado libre.

Teoría de los carburos metálicos o de Mendeleeff: En 1877 Mendeleeff supuso que en la tierra existen carburos de hierro en estado nativo y que las aguas de infiltración, al reaccionar con estos carburos, podrían formar hidrocarburos. Esta teoría fue inspirada en los experimentos de Hahn, Cloez y Williams, quienes demostraron que los hidrocarburos podrían producirse tratando el hierro fundido y el ferromanganeso con ácidos y agua.

Teoría de las emanaciones volcánicas: Se basa en el hecho de que algunos gases de las emanaciones volcánicas contienen pequeñas cantidades de hidrocarburos, por lo que se supone que dichos gases son originados a grandes profundidades y por consiguiente son indicativos de la composición química de los elementos que constituyen el interior de la tierra y de sus reacciones.

Teoría de la Caliza, el Yeso y el Agua: Esta teoría supone que cuando los carbonatos y sulfatos de calcio se sujetan a la acción del agua caliente, forman hidrocarburos como los que constituyen el petróleo.

1.3.2 TEORÍAS ORGÁNICAS

Las teorías sobre el origen orgánico son las más aceptadas y recientemente se han descubierto evidencias que apoyan dicho origen, entre éstas se pueden mencionar: La gran abundancia de materia orgánica, que existe en los sedimentos recientes y los hidrocarburos asociados con dicha materia orgánica.

En los restos orgánicos predominan el hidrógeno y el carbono, que son los componentes principales de los hidrocarburos y mediante los procesos bioquímicos (metabolismo de las plantas y de animales) se ha observado se producen, continuamente pequeñas cantidades de hidrocarburos (aunque no del tipo del petróleo).

La mayor parte de los yacimientos petroleros se encuentran en cuencas sedimentarias, las cuales incluyen en su columna horizontes rocosos con alto contenido de material orgánica, principalmente

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