MEDICION DE HIDROCARBUROS Y CONTROL DEPERDIDAS POR ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE

TEMA I

EL PETROLEO

1. ORÍGENES

En un principio las opiniones sobre el origen del petróleo y del gas se dividían entre dos grandes grupos: los que sostenían su origen orgánico y quienes le atribuían un principio inorgánico. Actualmente se acepta como verdadera la hipótesis de origen orgánico. Según ella, durante millones de años las sustancias orgánicas provenientes de restos de animales y vegetales tales como plancton, algas, corales y aún algunos tipos de ostras y peces, fueron quedando incorporados al fango del fondo de los mares y lagos donde estos organismos vivían. Normalmente a esa profundidad no hay oxígeno, por lo cual la materia orgánica se preserva. Estos sedimentos del fondo, en general arcillosos, constituyeron lo que luego sería la roca generadora de petróleo.

Factores principales que intervienen en su formación:

 Ausencia de aire, zona anaeróbica

 Restos de plantas y animales (sobre todo, plancton marino)

 Gran presión de las capas de tierra

 Altas temperaturas

 Acción de bacterias

Los restos de animales y plantas, cubiertos y mezclados con arcilla y otros sedimentos durante muchos millones de años o sea el tiempo transcurrido, sometidos por tanto a grandes presiones y altas temperaturas, junto con la acción de bacterias anaerobias (es decir, que viven en ausencia de aire) inducen la formación del petróleo.

El acontecimiento de que su origen sea muy diverso, dependiendo de la combinación de los factores precedentemente citados, provoca que su presencia sea también muy variada: líquido, dentro de rocas porosas y entre los huecos de los estratos; condensado, es decir, un líquido que se vuelve gas al contacto con el aire y la disminución de la presión; semisólido, con textura de ceras, bitumenes o asfaltenos, como los presentes en las areniscas Cretácicas presentes en Alberta, Canadá. En cualquier caso, el petróleo, de por sí, es un líquido y se encuentra mezclado con gases y con agua.b

Lugar de depósito de la Materia Orgánica Soterramiento de la Materia Orgánica

(en color negro)

Proceso de formación Esquema de un yacimiento

2. HIDROCARBUROS

Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados únicamente por átomos de carbono e hidrógeno. Consisten en un armazón de carbono al que se unen átomos de hidrógeno. Forman el esqueleto de la materia orgánica. También están divididos en abiertas y ramificadas.

Los hidrocarburos se dividen en 2 que son aromáticos y alifáticos. Los alifáticos son alcanos, alquenos y alquinos cuyas fórmulas generales son CnH2n+2, CnH2n y CnH2n-2, respectivamente.

El Petróleo (o crudo, como también se le conoce) es una mezcla compleja de hidrocarburos líquidos, compuesto en mayor medida de carbono e hidrógeno, con pequeñas cantidades de nitrógeno, oxígeno y azufre, formado por la descomposición y transformación de restos animales y plantas que han estado enterrados a grandes profundidades durante varios siglos.

Tipos de Petróleob

La presencia en diversas cantidades de cada uno de los elementos químicos (orgánicos e inorgánicos) que componen el petróleo, determinan sus características particulares como el color, densidad, viscosidad, entre otras, las que nos permiten clasificarlo de diferentes maneras.

Los tipos de petróleo pueden ser determinados de distintos modos en función al criterio que se desee considerar como predominante, siendo los más comunes:

Por su composición química

Este tipo de clasificación depende estrictamente de la presencia de ciertos componentes químicos en el petróleo, así como de la unión de éstos en elementos más complejos. Su importancia radica en las características particulares que cada uno de estos elementos le añade al petróleo. Así tenemos que se puede clasificar en:

- Parafínico: cuyo componente principal es el compuesto químico llamado parafina. Son muy fluidos y de color claro. Proporcionan una mayor cantidad de nafta (usada para obtener solventes de pintura, productos de lavado al seco o gasolinas) y lubricantes que los otros tipos de petróleo en el proceso de refinación.

- Naftenos: siendo sus componentes principales los naftenos y los hidrocarburos aromáticos. Son petróleos muy viscosos y de coloración oscura. Generan una gran cantidad de residuos tras el proceso de refinación.

- Mixtos: es decir, con presencia de ambos tipos de compuestos.

Por su densidad

La referencia que sustenta esta clasificación es la gravedad API (del Instituto de Petroleo Americano), que es una “medida de densidad”.

La densidad es una propiedad física que mide la cantidad de masa contenida en un determinado volumen. Por ejemplo, si comparamos 1 kg de ladrillos con 1 kg de plumas tendremos que los ladrillos ocuparán un espacio menor que las plumas, y esto se debe a que los ladrillos tienen una mayor densidad, en otras palabras, ocupan una mayor cantidad de masa en un espacio menor.

La Gravedad API se basa en la comparación de la densidad del petróleo con la densidad del agua, es decir, se busca determinar si el petróleo es más liviano o pesado que ésta última. La clasificación propuesta por el Instituto de Petróleo americano indica que a una mayor gravedad API el petróleo será más liviano, como se puede ver en el siguiente cuadro.

Cabe indicar que los petróleos ligeros son también los más requeridos en el mercado, y al mismo tiempo los de mayor precio, ya que los costos tanto de extracción como de refinación son menores en comparación con petróleos pesados. Así, se da una relación directa entre la gravedad API y la calidad del petróleo, petróleos más ligeros tienen una mayor calidad, y requieren de menores costos para ser aprovechados que aquellos más pesados.

3. DEFINICIONES

Aforacion. Es la actividad que comprende la determinación de la cantidad y calidad de los hidrocarburos líquidos contenidos en un tanque, a través de las mediciones del nivel de líquido, del agua libre y de la temperatura, así como también la obtención de sus propiedades mediante análisis de laboratorio para obtener la densidad del producto medido; siguiendo las normas técnicas, legales y de seguridad establecidas.

Agua Libre (free Water). Agua depositada en el fondo de los tanques, generalmente el corte es claramente detectable con pomadas para dicha tarea.

Agua en suspensión. Agua que se forma por condensación o que se licua al descarga o cargar producto a un tanque, después de un tiempo de reposo desciende al fondo del tanque y se convierte en Agua libre.

API. American Petroleum Institute, Instituto Americano del Petróleo.

ASTM. American Society for Testing and Materials

Carga Muerta. Volumen de combustible que se encuentra por debajo del punto de succión

Calibración. Procedimiento de comparación entre lo que indica un instrumento y lo que "debiera indicar" de acuerdo a un patrón de referencia con valor conocido.

Cinta de Medición. Herramienta Calibrada de ciertas características para cuantificar alturas e volúmenes y calibración.

Densidad. La densidad o densidad absoluta es la magnitud que expresa la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo. Su unidad en el Sistema Internacional es el kilogramo por metro cúbico (kg/m3), aunque frecuentemente se expresa en g/cm3.

Densidad especifica. También llamada densidad relativa, es una comparación de la densidad de una sustancia con la densidad de otra que se toma como referencia. La densidad relativa es adimensional (sin unidades), ya que queda definida como el cociente de dos densidades.

Densímetro. Instrumento utilizado para la determinación de la densidad.

Empaquetado. Llenado de ductos por el producto a utilizarse en los mismos

Línea. Ducto o tubo para el transporte de hidrocarburos líquidos o gaseosos.

4. CONCEPTOS BASICOS

4.1.1. Masa. La masa, en física, es la medida de la inercia, que únicamente para algunos casos puede entenderse como la magnitud que cuantifica la cantidad de materia de un cuerpo. La unidad de masa, en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg). Es una cantidad escalar y no debe confundirse con el peso, que es una cantidad vectorial que representa una fuerza.

«la masa es la expresión de la cantidad de materia de un cuerpo, revelada por su peso, o por la cantidad de fuerza necesaria para producir en un cuerpo cierta cantidad de movimiento en un tiempo dado.»

4.1.2. Volumen. El volumen es una magnitud definida como el espacio ocupado por un cuerpo. Es una función derivada ya que se halla multiplicando las tres dimensiones.

Se clasifican tres categorías:

• Unidades de volumen sólido. Miden al volumen de un cuerpo utilizando unidades de longitud elevadas a la tercera potencia. Se le dice volumen sólido porque en geometría se utiliza para medir el espacio que ocupan los cuerpos tridimensionales, y se da por hecho que el interior de esos cuerpos no es hueco sino que es sólido.

• Unidades de volumen líquido. Éstas unidades fueron creadas para medir el volumen que ocupan los líquidos dentro de un recipiente.

• Unidades de volumen de áridos, también llamadas tradicionalmente unidades de capacidad. Éstas unidades fueron creadas para medir el volumen que ocupan las cosechas (legumbres, tubérculos,

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