Petróleo como energía e industria.


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    Buenas , he creado este hilo como el inicio de una serie de hilos sobre recursos energéticos con el fin de luego unirlos en una plataforma y hacer una gran recopilación, además así estan mucho mejor ordenados y clasificados para vuestra comodidad. He querido empezar por el petróleo porque me parece un tema bastante interesante, he intentado hacerlo lo mejor posible y espero que os guste. :smile:

    El uso del petróleo como fuente de energía es bastante reciente ya que anteriormente se usaba fundamentalmente el carbón.

    El primer pozo que se perforó fue en 1859 a mano de Edwin en Pensilvania. Debemos de destacar que lo más importante no es que el pozo de Drake fuera o no el primero, sino que dicho pozo hizo comenzar la industria del petróleo.

    El pozo de Drake llegó a una profundidad de 20 m, usándose perforación a percusión y una producción aproximada de 30 bbl * por día.

    *bbl= barril de petróleo, aproximadamente 159L.

    Más tarde en 1870 se forma la primera compañía de petróleo, Standard oil, llegando a ser el mayor refinador de petróleo en el mundo y una de las primeras y más grandes corporaciones multinacionales del planeta en 1882 dominando el mercado estadounidense.

    Finalmente en 1896 Daimler Benz desarrolló el automóvil.

    A día de hoy a nivel mundial el petróleo constituye el 32.9% de la energía primaria y el 90% en el sector del transporte.

    La palabra petróleo proviene del griego significando roca de aceite. Se trata de una mezcla de color oscuro, casi negro, y viscosa con una composición compleja y homogénea de compuestos orgánicos (principalmente carbono e hidrógeno) insoluble en agua, además contiene hetroátomos como oxigeno, nitrógeno, azufre y, en menos proporción, trazas metálicas como níquel, vanadio…

    El petróleo y el gas natural se origina al descomponerse los restos de organismos marinos (básicamente, fitoplancton y zooplancton) acumulados en los sedimentos de los fondos oceánicos que van quedando enterrados. La descomposición por bacterias inicia el proceso que produce los distintos hidrocarburos.

    Para la formación de un yacimiento de petróleo o gas son necesarias tres condiciones:

    • Una roca madre: generalmente una roca sedimentaria de grano fino a partir de sedimentos que contienen la materia orgánica y en la que se producirá la descomposición de ésta.

    • Una roca almacén: porosa o fracturada, hasta la que migra el petróleo una vez formado y en la que se acumula.

    • Una trampa: que es una roca impermeable o estructura geológica unida a ella, que retiene el petróleo, en su migración hacia la superficie, e impide que llegue a tener contacto con la atmosfera.

    La formación del petróleo consta de varias etapas.

    La roca madre requiere que los restos de organismos marinos sean enterrados rápidamente para impedir que se descompongan. Estas condiciones solo se encuentran cuando la sedimentación es rápida y sin oxigeno para la descomposición anaeróbica. La conversión de los restos orgánicos en hidrocarburos comienza a temperaturas entre 40 y 60°C, una vez que los sedimentos han sido enterrados a 1 o 2 Km de profundidad. La formación de hidrocarburos continúa hasta profundidades de 6 o 7 Km con temperaturas entre 200 y 250°C. Al finalizar el proceso de formación, la concentración de hidrocarburos en la mayor parte de las rocas madre es muy baja. Estas rocas tienen, además, tan poca permeabilidad que no se puede bombear el petróleo de ellas con facilidad. Lo más habitual es que el petróleo y el gas sufran un proceso de maduración al envejecer (especialmente a altas temperaturas) y que sus hidrocarburos se rompan para formar otros más sencillos y ligeros. Estos hidrocarburos ligeros favorecen la migración desde la roca madre hasta la roca almacén.

    5-La-formación-del-petróleo.jpg

    Existen tres grandes familias de hidrocarburos:

    • Saturados:
      o Cadena lineal sencilla (parafina, alcanos)
      o Cadena lineal ramificada (isoparafinas)
      o Cíclicos saturados (cicloalcanos, naftenos)

    • No saturados:
      o Alquenos lineales (sin ciclar)
      o Aromáticos: cíclicoss poliinsaturados (benceno, tolueno, xileno,etc)

    • Resinas: compuestos complejos de peso molecularalto y ricos en otros elementos como nitrógeno, azufre, oxigeno y en ocasiones níquel y vanadio. Constituye la fracción pesada del crudo.

    En cuanto a la clasificación de los crudos podemos hacerlo de tres maneras distintas.

    • Tissot y Welte.

    tissot y welte.png

    • Contenido en azufre:

      Dulce si la concentración de azufre es menor que el 0.5%

      Amargo si la concentración es mayor que 1.5%

    • °API (American Petroleum Institute)

    °API= 141.5/(Peso especifico a 60°F (15°C))- 131.5

    Peso especifico = (Peso del crudo)/(Peso del agua)

    Pesados: 10 < °API < 22
    Medios : 22 < °API< 29
    Ligeros: °API > 29

    Para poder conocer la posición de un yacimiento hay que hacer un análisis preliminar con un serie de investigaciones. Dichas investigaciones son:

    • Investigación de la gravedad o gravimétrica: las rocas sedimentarias que contienen petróleo suelen ser menos densas. Este método es de bajo coste pero no es infalible.

    • Investigación geomagnética: la roca madre suele tener un alto contenido en hierro.

    • Investigación sísmica: determinación de distintos tipos de roca, disposición y espesor emitiendo una onda sonora y estudiando el tiempo y la forma de respuesta.

    investigación sismica.png

    Si todas las investigaciones obtienen un resultado positivo se procede a determinar el volumen de petróleo contenido y extensión del yacimiento. A continuación se realizan unos pozos de aproximación con la finalidad de analizar lo que realmente hay y si tiene éxito se realizan los pozos de producción.

    La extracción y producción dl petróleo consta de tres etapas. En la etapa primaria los fluidos (crudo, agua, gas) contenidos en el yacimiento pueden ascender por el pozo debido a la presión a la que se encuentran sometidos. Si la presión no es suficiente se ayudará con bombeo, primero un empuje por el gas disuelto, a continuación por una capa de gas y finamente por un empuje hidrostático.

    primera etapa.png

    La etapa secundaria es el siguiente intento de extraer el crudo después de que se haya obtenido todo el crudo económicamente recuperable por bombeo y/o método primario. Esta etapa implica la incorporación de energía adicional al yacimiento. Consiste en reemplazar o en mejorar la fuerza natural del yacimiento mediante un impulso artificial o inducido, ya sea por inyección de agua o de gas.

    segunda etapa.png

    Finalmente en la recuperación terciaria, tras agotar la etapa primaria y secundaria se inyecta vapor, dióxido de carbono, polímeros, fracturas por explosivos, cáustica, etc.

    tercera etapa.png

    A continuación dejo un esquema de los mecanismos de producción del petróleo:

    esquema etapas.png

    Una vez extraído, se debe estabilizar (separación de agua, gases y sólidos que salen del crudo)

    estabilización.png

    Con todo esto aun sólo tenemos una gran cantidad de crudo que no se adapta ni técnica ni económicamente a las necesidades actuales, para ello es necesario llevarlo y transformarlo en una refinería.

    Los procesos generales que se dan en una refinería son:

    • Fraccionamiento del crudo mediante destilación: separar moléculas en grupos de acuerdo con las necesidades del mercado para obtener las fracciones que más e demandan por el mercado (gasolina, queroseno, gasoil y fuelóleos).

    • Craqueo: romper moléculas grandes (muchos átomos de carbono) en otras más pequeñas. Convertir las fracciones como la gasolina y similares que son más demandadas. Esta ruptura puede ser térmica o catalítica.

    • Reformado: reformar moléculas para obtener otras del mismo número de átomos de carbono, pero con estructura diferente y más conveniente para los usos a que se destina. Se utiliza por ejemplo para elevar la calidad de las gasolinas.

    • Refino final: eliminar impurezas (azufre, metales…) y depurar los productos obtenidos.

    La destilación que se lleva a cabo para obtener los distintos productos del mercado es una destilación fraccionada. Su ejecución viene bien explicada de manera resumida y simple en el siguiente video:

    Destilación fraccionada – 02:53
    — Robert Esquivel

    Para concluir, y para que os hagáis una idea más o menos, los costes económicos que conlleva crear una refinería sencilla alcanza el valor de 700 millones de euros aproximadamente mientras que una refinería compleja alcanza los 2000 millones de euros aproximadamente.

    Espero que os haya gustado y gracias. :sonrositas:



  • 1

    Guau, menudo hilo :aplauso::aplauso::aplauso::aplauso::aplauso::aplauso::aplauso::aplauso::aplauso::aplauso::aplauso::aplauso::aplauso::aplauso::aplauso::aplauso::aplauso::aplauso::aplauso::aplauso::aplauso:



  • 2

    Bien explicado, estaré atento para los próximos hilos.



  • 3

    Mis pies :aplauso:

    Una pregunta...el fracking pertenece a ese método terciario de extracción o es otra cosa totalmente distinta?



  • 4

    @dehm

    Generalmente si se usa en esa fase pero tambien puede darse el caso de usarse en la segunda para yacimientos de gas natural mas complicados donde su extracción es muy dificil debido a que se encuentran en los poros o fisuras de piedras sedimetarias de grano fino o muy fino y la extraccón normal no es efectiva o suficiente.

    Espero que haya sido de ayuda . :smile:



  • 5

    @dehm dijo:

    Mis pies :aplauso:
    Una pregunta...el fracking pertenece a ese método terciario de extracción o es otra cosa totalmente distinta?

    La etapa secundaria es el siguiente intento de extraer el crudo después de que se haya obtenido todo el crudo económicamente recuperable por bombeo y/o método primario. Esta etapa implica la incorporación de energía adicional al yacimiento. Consiste en reemplazar o en mejorar la fuerza natural del yacimiento~** mediante un impulso artificial o inducido, ya sea por inyección de agua o de gas.**~
    segunda etapa.png

    El fracking creo que está dentro de lo resaltado en negrita subrayado. Florentino Pérez sabe más del tema.



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    @Emily dijo:

    @dehm
    Generalmente si se usa en esa fase pero tambien puede darse el caso de usarse en la segunda para yacimientos de gas natural mas complicados donde su extracción es muy dificil debido a que se encuentran en los poros o fisuras de piedras sedimetarias de grano fino o muy fino y la extraccón normal no es efectiva o suficiente.
    Espero que haya sido de ayuda . :smile:

    Gracias! :mola:




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