El petróleo y sus derivados

El petróleo y sus derivados

    La palabra petróleo significa "aceite de roca" y es una mezcla de compuestos orgánicos, principalmente hidrocarburos insolubles en agua. Se le conoce con el nombre de crudo u oro negro. Se produce en el interior de la Tierra tras un proceso de transformación de la materia orgánica acumulada bajo el suelo durante millones de años.

    En condiciones normales de presión y temperatura es un líquido bituminoso con parámetros muy diferentes de color, viscosidad, densidad, capacidad calorífica...

    Actualmente el petróleo es la principal fuente de energía y es un recurso no renovable que nos suministra una gran variedad de productos: gasolina, gasoil, fuel, aceite, plásticos...

    Junto a los pozos de petróleo pueden estar asociados grandes yacimientos de gas natural. Como el petróleo es una materia prima fundamental, este recurso constituye uno los grandes pilares de la economía mundial y una fuente de ingresos básicos para la economía de muchos países: Arabia Saudí, Irán, Noruega, Venezuela, México...

    El volumen de petróleo se mide en barriles que equivalen a 158´987 litros ó 42 galones estadounidenses que en volumen equivale a 4´546 litros en Inglaterra ó 3,785 litros en EEUU.

    El petróleo es un líquido aceitoso de color oscuro, pero se le considera como una roca sedimentaria. En realidad es una mezcla muy compleja de composición variable, de hidrocarburos de muchos puntos de ebullición y estados sólido, líquido y gaseoso, que se disuelven unos en otros para formar una solución de viscosidad variable.

    El petróleo es un compuesto de origen orgánico formado a partir de restos de animales y vegetales. Sus compuestos están formados por cuatro tipos fundamentales de hidrocarburos: parafinas o hidrocarburos saturados; olefinas con hidrocarburos insaturados; naftenos o hidrocarburos cíclicos saturados; e hidrocarburos aromáticos. Por esa razón existen varias clases de petróleo. Hay en el petróleo sustancias que se deben eliminar: gas, azufre, agua más o menos salada, compuestos oxigenados y nitrogenados, vestigios de metales...

    El petróleo es un hidrocarburo de origen fósil que ha transformado la materia orgánica procedente del zooplancton y algas que se han acumulado en los fondos marinos o lacustres, enterrados bajo grandes capas de sedimentos. Durante millones de años quedan sometidos a distintos procesos físicos o químicos. El calor origina un proceso químico llamado craqueo que permite la quiebra de las moléculas de un compuesto produciendo así compuestos más simples.

    Además del proceso químico los materiales son sometidos a una fuerte presión o diagénesis que dará lugar a la formación de una roca sedimentaria a partir de sedimentos, tales como compactación, recristalización o cementación. La diagénesis se produce en el interior y a unos 5 ó 6 kms de la corteza terrestre a temperaturas de 150 - 200º C.

    Se forman elementos de diferente densidad, desde betún a hidrocarburos más ligeros. Ascienden hacia la superficie por su menor densidad gracias a la porosidad de las rocas sedimentarias.

    Cuando las circunstancias geológicas no favorecen dicho ascenso se forman los yacimientos petrolíferos.

    La clasificación del petróleo se hace en función de su origen West de Tejas - Brent del Mar del Norte... o en base a su densidad o gravedad API (American Petroleum Institute) para clasificarlo en cuatro grupos: ligero, medio, pesado o extra pesado. Otro criterio para clasificar el petróleo es el llamado "crudo dulce" que contiene poco azufre o "crudo ácido" que posee un mayor nivel de azufre y que exige un mayor proceso de refinamiento.

    El petróleo de referencia Brent Blend procede de los campos de extracción del Mar del Norte. Este crudo se almacena y carga en la terminal de las islas Shetland, situadas en el Atlántico Norte cerca de las islas Feroe, la costa suroeste de Noruega y Gran Bretaña.

• West Texas Intermediate (WTI) es la referencia del crudo estadounidense.
• Dubai para el crudo de Asia - Pacífico.
• Tapis (Malasia) es el crudo ligero del Lejano Oriente.
• Minas (Indonesia) para el crudo pesado de referencia en el Lejano Oriente.

    El petróleo es una mezcla de hidrocarburos acompañados de azufre, oxígeno y nitrógeno en cantidades variables. El encuentro se encuentra bajo las rocas sedimentarias. Se forma a partir de organismos vivos acuáticos, vegetales y animales, que vivían en mares, lagunas, desembocaduras de los ríos y en zonas próximas al mar. Esos restos se encuentran en los fondos fangosos que son atacados por bacterias anaerobias que consumen su oxígeno dejando únicamente moléculas de carbono e hidrógeno llamadas hidrocarburos.

    La presión de los sedimentos provoca la expulsión del líquido que migra hasta encontrar una roca porosa para rellenar sus huecos. Ese tipo de roca recibe el nombre de roca almacén.

    Los lugares de extracción del petróleo se encuentran muy alejados de los centros de consumo y es necesario transformarlo antes de consumirlo. Ese proceso se realiza en las refinerías, llegando hasta esos lugares a través de los oleoductos o de grandes petroleros.

    El proceso de craqueo o transformación mediante destilación fraccionada, logrando la ruptura de una molécula pesada en varias moléculas ligeras (gasolinas y gases).

    La polimerización es la unión de varias moléculas de un compuesto simple o monómero (etileno) para formar una molécula más compleja llamada polímero (polietileno). Este proceso es muy importante en la industria petroquímica.

    A partir del petróleo podemos obtener una gran cantidad de productos: abonos, plásticos, anticongelantes, detergentes, cauchos sintéticos, colorantes, explosivos, fibras plastificantes, disolventes...

Petróleo = Plancton = Sedimentos de arena fina = Sedimentos

    Para algunos investigadores el petróleo se puede haber originado a partir de los meteoritos que cayeron durante la formación de la Tierra hace millones de años. Se han encontrado en varios meteoritos más de 40 productos químicos semejantes al kerógeno que se supone es el precursor del petróleo.

    En los últimos descubrimientos de la NASA han probado que las atmósferas de los otros planetas tienen un alto contenido de metano, por eso no es de extrañar  que esta teoría este ganando cada día más adeptos.

    El número de átomos de carbono y la forma en que están colocados  dentro de las moléculas de los diferentes compuestos proporciona al petróleo diferentes propiedades físicas y químicas. Los hidrocarburos están compuestos por uno a cuatro átomos de carbonos y sus gaseosos; son hidrocarburos líquidos cuando tienen entre 5 y 20 átomos; son hidrocarburos sólidos cuando están formados por más de 20 hidrocarburos.

    El petróleo tiene en su composición entre el 83 y 86% de carbono, frente al 11 y 13% de hidrógeno.

    En algunos casos puede haber petróleo que contiene entre 30 y 40 átomos de carbono. El olor a huevo podrido típico del petróleo procede de los derivados del azufre que contiene.

    Por lo general, el petróleo tal y como se extrae de los pozos no sirve como energético ya que requiere  de altas temperaturas para arder y más de cinco átomos de carbono.

    Para aprovechar el petróleo como energético hay que separar el petróleo en diferentes fracciones que constituyen los diferentes combustibles: gasavión, gasolina, turbosina, diesel, gasóleo ligero y gasóleo pesado.

    Solo se pueden separar sin descomponerse los hidrocarburos que contienen de 1 a 20 átomos de carbono. En la torre de vacío se obtienen solo dos fraccione, una de destilados y otra de residuos.

Metano.- Contiene 1 átomo de carbono y 4 de hidrógeno.

Etano.- Contiene 2 átomos de carbono y 6 de hidrógeno.

    El metano es el principal componente del gas natural, se distribuye por tuberías y contiene partes significativas de etano.

    El gas LP (GLP) es una mezcla de gases licuados presentes en el gas natural o disueltos en el petróleo. Los componentes de GLP son gases que son fáciles de licuar, de ahí su nombre. En realidad, los GLP son una mezcla de propano y butano.

    Cuando el crudo llega a una refinería primaria se obtienen diferentes destilados: gas húmedo, naftas o gasolinas, queroseno, gasóleos atmosféricos o diésel y gasóleos de vacío.

    Estos últimos gasóleo son la materia prima para la producción de gasolinas en los procesos de craqueo catalítico para la refinación del petróleo.

    El gas natural de propano y butano se extraen por reducción de la temperatura hasta conseguir que sus componentes se condensen.

    El gas LP (GLP o gas licuado del petróleo) es una mezcla de hidrocarburos líquidos, es más liviano que el agua y puede ser fácilmente almacenado a una presión moderada. En estado gaseoso, es más pesado que el aire, esto permite que se concentre cerca del suelo en caso de fuga. Es incoloro e inodoro, se le agrega un aromatizante no tóxico como medida de seguridad. Cuando se envasa el 85 % del gas se encuentra en estado líquido y el 15 % en estado gaseoso para tener un espacio de seguridad para mantener la correcta presión en el interior del envase.

    El gas LP se usa en todo el mundo por su facilidad de almacenamiento, transporte, gran eficiencia térmica y limpieza en la combustión.

Gas LP = Propano = 3 átomos de carbono y 8 de hidrógeno.

Gas Natural = Metano = Con 1 átomo de carbono y 4 de hidrógeno.

    El gas LP se vuelve líquido a la temperatura ambiente, en tanto que el Gas Natural solo se licúa cuando bajamos la temperatura a -160º C.

    En el gas LP, en su fase líquida, las partículas permanecen más próximas, permite almacenar una gran cantidad de gas en un espacio pequeño. Eso no se puede conseguir con el gas natural porque no puede ser almacenado a bajo coste y se transporta a través de un gasoducto.

    El Gas Natural tiene un poder calorífico de 9.400 Kcal por metro cúbico, mientras que el Gas LP tiene un poder calorífico de 22.800 Kcal por metro cúbico.

    El combustible de los aviones de turbina o turbosina usa la fracción que contiene de 10 a 14 átomos de carbono con una temperatura de ebullición de 174º a 288º C.

    La última fracción que se destila de la torre primaria es el gasóleo que contiene de 15 a 18 átomos de carbono y a una temperatura determinada permite obtener el diésel de tractores, camiones, barcos...

    De los destilados obtenidos al vacío y que no se destinen a lubricantes podemos convertirlos en combustibles ligeros como el gas licuado, la gasolina de alto octanaje...

    La mayor parte del barril de crudo se destina a fabricar combustibles y la gasolina es el combustible que más se demanda.

    El petróleo se origina en las cuencas marinas poco profundas donde proliferan grandes cantidades de plancton, donde se almacena junto a una gran cantidad de materia orgánica que se deposita en el fondo junto al barro de la cuenca sedimentaria. Con el paso del tiempo sufrirán un proceso de oxidación. Las bacterias anaerobias combinadas con la acción de la presión y la temperatura transformarán esa materia orgánica en hidrocarburos. Se formará el querógeno que constituye la materia prima del petróleo.

    El petróleo queda en una roca impermeable y de textura fina que recibe el nombre de pizarras bituminosas. En los huecos de las rocas se encuentra petróleo, metano y agua salada.

    Existen dos grandes teorías sobre el origen del petróleo: abiogénica y biogénica (el petróleo procede de restos de seres vivos, las bolsas de petróleo se sitúan entre una bolsa de gas y otra de agua salada). Petróleo y gas se extraen por perforación.

    El Brent es un tipo de petróleo que se extrae principalmente del Mar del Norte, es el que marca la referencia de los mercados europeos. Crudo Brent con gravedad API de 38´06º (densidad), en tanto que el crudo de Texas tiene una gravedad API de 39´6º. El petróleo contiene un 0´39% de azufre, se le considera un petróleo dulce. Es un tipo de petróleo ideal para la producción de gasolina. Se refina preferentemente en Europa Occidental. El petróleo Brent tiene un bajo poder calorífico. El barril de petróleo Brent cotiza en el IPE (International Petroleum Exchange).

   La compañía Shell sigue la costumbre de poner nombres de aves acuáticas, por orden alfabético, a los yacimientos que se iban descubriendo. El nombre del yacimiento descubierto en el Mar del Norte correspondía ponerle el nombre de barnacla carinegra, en inglés brent groose.

    La barnacla carinegra es un ave anseriforme, un ganso que cría en el Ártico, Noruega, Rusia, Canadá, Alaska y Groenlandia.

    El nombre prestó sus letras para nombrar las cinco formaciones geológicas características del Mar del Norte: Broom - Rannoch - Etive - Ness - Tarbet, todos ellos nombres de lochs escoceses o masas de agua que también pueden llamarse fiordos, estuarios o bahías. Loch en gaélico significa lago.

    El primer campo petrolífero se encontró en 1969 cuando Amoco encontró petróleo en el campo de Montrose, a 135 millas al este de Aberdeen. En octubre de 1970 se descubrió  el campo de Forties y en 1971 Shell Expro encontró el gran yacimiento al este de las Islas Shetland. El 6 de julio de 1988 hubo una fuerte explosión e incendió en la plataforma que costó la vida a 169 personas.

    El 90% del oro negro quedaría al norte de una hipotética frontera marítima entre Inglaterra y Escocia.

  En Aberdeen se encuentra el helipuerto civil con más tráfico del mundo, con unos 40.000 movimientos al año. Se calcula que entre 2014 y 2050 pueden extraerse alrededor de 15.000 millones de barriles de crudo.

    La extracción de formas no convencionales de hidrocarburos podría reportar a las arcas de una hipotética Escocia independiente unos 380.000 millones de euros en las próximas décadas.

Las reservas de petróleo del Mar del Norte se sitúan entre los 12.000 y 24.000 millones de barriles, siempre en función de la inversión que se lleve a cabo en las próximas décadas. Las previsiones nacionalistas están sobredimensionadas entre un 45% y un 60% . El recurso del oro negro en el Mar del Norte es un recurso menguante y una falsa promesa de prosperidad eterna.

    La extracción de petróleo en el Mar del Norte resulta rentable con un barril de petróleo que tenga un precio en torno a los 85$. La instalación de una plataforma petrolífera es un proceso muy costoso y ocurre algo similar si se procede a su desmantelamiento. En cualquiera de los casos, estas plataformas en alta mar conllevan un alto riesgo ecológico.

    El yacimiento Wingate fue descubierto en 2008, en la cuenca de gas y petróleo Silverpit, situada en el sector británico del Mar del Norte. La puesta a punto del yacimiento se realizó en octubre de 2011 y se inició la explotación del primer yacimiento. En 2012 el segundo pozo, en 2013 el tercer pozo y en 2014 el cuarto pozo. En 2015 finalizó la perforación y puesta en marcha del quinto pozo cuyo gas extraído se suministra a la terminal costera situada en territorio de los Países Bajos.

    Otro proyecto de explotación es el Winchelsea en el sector británico del Mar del Norte, perforado con éxito en 2015 para obtener flujos industriales de hidrocarburos.

    El Mar del Norte baña las costas de Noruega, Dinamarca, Alemania, Países Bajos, Bélgica, Francia y Reino Unido. Ocupa una extensión total de 544.000 kilómetros cuadrados, una superficie algo mayor que todo el territorio español. El Mar del Norte tiene una profundidad media de 96 m, con un máximo de 809 metros en la fosa de Noruega.

    El Mar del Norte baña las costas de Noruega, Dinamarca, Alemania, Países Bajos, Bélgica, Francia y Reino Unido. Ocupa una extensión total de 544.000 kilómetros cuadrados, superficie algo mayor del territorio español. El Mar del Norte tiene una profundidad media de 96 metros, con un máximo de 809 metros en la fosa de Noruega.

    El Mar del Norte es el principal cruce de las rutas marítimas mundiales y los puertos del Norte de Europa asumen el 20% del tráfico marítimo mundial. Casi todos los países europeos pescan en el Mar del Norte, extrayendo 4 millones de Toneladas de recursos biológicos.

    Se estima que en la superficie del Mar del Norte se almacenan unos 3.000 millones de Tn de petróleo y unos 4´5 billones de metros cúbicos de gas natural. Sin embargo, su distribución por sectores es bastante desigual.

    La Convención de Ginebra de 1958 acordó la división de la plataforma continental del Mar del Norte entre 5 países: Reino Unido, Noruega, Dinamarca, Alemania y los Países Bajos para establecer las zonas de explotación económica.

  Los mayores yacimientos de hidrocarburos corresponden al Reino Unido y Noruega que extraen unos 100 millones de Tn de petróleo al año para cada país.

  En genera, las plataformas extraen crudo a 60 metros de profundidad. Hay conductos marítimos de cientos de kilómetros de longitud para extraer petróleo y gas.

 Una de las plataformas más altas del mundo es la de Gullfaks con 350 metros y situada a 175 kilómetros de la costa de Noruega. El yacimiento fue descubierto en 1978 y su profundidad oscila entre los 130 y 230 metros de profundidad.

  El proceso de degradación de la materia orgánica es la formación de metano por la acción de las bacterias. Se produce una transformación durante el enterramiento para que se forme el kerógeno de tipo I - II que dará lugar al petróleo. Junto a la presión se necesita una temperatura próxima a los 70º ó 100º que se alcanza a una profundidad entre 2 y 3,5 kilómetros. Si la temperatura es excesiva se reduce de forma notable la producción de petróleo. Por encima de 150º se genera gas seco y si el enterramiento es profundo se puede convertir en grafito.

 Rocas que contienen diferentes tipos de materia orgánica o similares, pero que sufren  enterramientos distintos, pueden generar volúmenes muy variables de petróleo. Se origina por la acumulación de sedimentos de origen marino con materia orgánica rica en lípidos que producen petróleo y gas húmedo; por el contrario, cuando los sedimentos son terrestres con materia orgánica rica en celulosa derivan en la formación de carbón y gas seco.

PETRÓLEO = Fitoplancton + Zooplancton + Materia de origen vegetal + Mat de origen animal

  Tras un proceso de millones de años se convirtieron primero en rocas y luego en petróleo crudo.

 Presión y temperatura actúan sobre los sedimentos que convierten el cieno y la arena en esquistos y arenisca. Los carbonatos y restos de caparazones se convierten en calizas y los tejidos blandos de los organismos muertos se transforman en petróleo.

 El petróleo en estado líquido recibe el nombre de petróleo crudo y en estado gaseoso se denomina gas natural.

El petróleo y sus derivados se emplean para fabricar medicinas, fertilizantes, productos alimenticios, objetos de plástico, materiales de construcción, pinturas y textiles, y para generar electricidad.

El petróleo se puede clasificar en tres grandes grupos: parafínico, asfáltico y de base mixta.

a) Petróleo crudo parafínico.- Su número de átomos de hidrógeno es siempre superior en dos unidades al doble del número de átomos de carbono.

b) Petróleo crudo asfáltico.- Sus principales moléculas son naftenos, con doble número de átomos de hidrógeno que de carbono.

c) Petróleo crudo de base mixta.- Es el que contiene hidrocarburos de ambos tipos.

    Oriente Medio produce el 30% del petróleo mundial. En la zona abundan los anticlinales, fallas y domo salinos que crean grandes bolsadas de petróleo. Se pueden construir pipe-lines para transportar en línea recta durante miles de kilómetros.

a) Entre 300 y 400 millones de años = océano + organismos marinos pequeños

b) Entre 50 y 100 millones de años = océano + sedimentos y rocas + rocas impermeables + rocas sedimentarias porosas + los organismos se convierten en petróleo y gas natural.

c) Hoy = sedimentos y rocas + gas natural atrapado + roca impermeable + petróleo atrapado + roca sedimentaria porosa

Formación de un yacimiento petrolífero.- 

a) Grandes cantidades de carbono se acumulan en un lecho marino anóxico (casi sin oxígeno). Este carbono es consumido y oxidado por las bacterias.

b) Depositados estos sedimentos ricos en carbono sobre el fondo marino, se compactan y expulsan el agua pero siguen siendo permeables. Así estos sedimentos tendrán el suficiente espacio poroso para que el petróleo se cuele y pueda acceder a un depósito superior.

c) Esta capa debe estar cubierta por una tapadera impermeable conocida como roca de cobertura que básicamente impide que el petróleo aflore hacia la superficie.

d) Los sedimentos deben estar enterrados a una profundidad correcta para aprovechar el calor geotérmico. Si la temperatura es muy baja el carbono permanecerá invariable, mientras que si es muy alta, se formará gas en lugar de petróleo..

e) Los sedimentos deben depositarse en forma de U invertida, así el petróleo se podrá acumular debajo de la roca de cobertura.

  Los chinos fueron los primeros en extraer petróleo con una perforación de 240 metros. El término "aceite de roca" fue usado en 1556 por el mineralista Georg Bauder.

   El mayor yacimiento de petróleo del mundo es el de Ghawar en Arabia Saudí. Producen unos 5 millones de barriles de petróleo.

    Una sola gota de petróleo convierte 25 litros de agua potable en agua no potable.

   En la antigüedad era usado como mortero para las construcciones y para hacer impermeables las embarcaciones. El alquitrán se usaba para pavimentar los caminos y el queroseno como combustible para encender las lámparas. Mezclado con aceite de ballena se usaba para la fotografía o para fabricar medicamentos, para hacer jabones, barnices, cosméticos, cremas...

    Si el petróleo aflora al exterior se evapora y una parte se oxida al entrar en contacto con el aire. Si entra en contacto con una roca no porosa que le impide la salida, entonces se forma un yacimiento.

  El petróleo no forma lagos subterráneos sino que siempre se encuentra impregnado en rocas porosas.

Prospección de petróleo.-

    El petróleo se encuentra en una cuenca sedimentaria con esquistos ricos en materia orgánica que lleva enterrada millones de años. Un yacimiento puede tener una extensión de varios kilómetros cuadrados y un espesor de varios cientos de metros.

    Para estudiar la estructura del suelo se utilizan ondas sísmicas provocadas de forma artificial porque su velocidad de propagación permite conocer la estructura del terreno, la existencia de capas duras y su profundidad.

   Una vez finalizada la prospección se hace un sondeo para averiguar si un pozo contiene petróleo suficiente para que sea rentable su explotación. Una barrena va perforando el suelo y se va colocando un tubo que permita su extracción. Hay que actuar con mucho cuidado porque se producen presiones muy elevadas. Una vez abierto el pozo, se retira la torre, se instala una máquina de bombeo y se inicia el proceso de extracción del petróleo.

API = American Petroleum Institute = Determina la densidad del petróleo. Si es mayor que 10 es más liviano que el agua.

Petróleo crudo ligero.- Bajo contenido en ceras. Es considerado ligero porque posee una gravedad entre 33 y 39,9

Petróleo crudo medio.- Su gravedad API se sitúa entre 22 y 29,9

Petróleo pesado.- Con una gravedad API entre 10 y 21,9. No fluye con facilidad, contiene mayor densidad y peso molecular en su estructura.

Petróleo extra pesado.- Con una gravedad API inferior a 10, es decir, pesa más que el agua.

    El factor KUOP determina la composición química del crudo = K 10 (base parafinada) // K 12 (base mixta) // K 11 (base náftica) // K 13 ((base asfaltenica).

   En el mundo hay un total de 161 variedades de crudo o zonas de petróleo en el mundo y cada uno es diferente. Uno de los elementos clave para diferenciar el petróleo es la cantidad de azufre que contiene.

Propiedades físicas y químicas del petróleo.-

Propiedades físicas: Densidad (es más liviano que el agua). Entre 0,75 y 0,95 Kg/litro.

                              Olor, depende de la naturaleza y composición del aceite crudo. Desprenden un olor desagradable, debido al ácido sulfídrico y compuestos de azufre. Los petróleos crudos tienen un olor aromático.

                                Color, varía del amarillo al rojo pardo y negro. La luz reflejada hace que el aceite crudo sea usualmente verde, debido a la fluorescencia. Los aceites medianos tienen un color ámbar. Los aceites más pesados son oscuros. Los hidrocarburos puros son incoloros, si bien pueden colorear por oxidación, especialmente los no saturados.

                               Viscosidad o resistencia al flujo, se mide por el tiempo que necesita para que el petróleo fluya a través de una pequeña abertura.

                          Volatilidad, en el petróleo crudo, depende de los puntos de ebullición de los distintos componentes.

                              Tensión superficial y fuerza capilar que miden la migración de hidrocarburos a través de las rocas de la corteza terrestre. El agua ocupa los poros más pequeños, forzando al petróleo hacia los poros mayores.

                             Fluorescencia o aspecto que presentan los hidrocarburos líquidos y gaseosos por efecto de los rayos infrarrojos.

Propiedades químicas del petróleo con un 83 - 87% de carbono y un 11 - 14% de hidrógeno. El petróleo contiene abundantes impurezas de compuestos orgánicos.

   El petróleo se forma en la Litosfera o capa superficial de la Tierra, caracterizada por su rigidez. Tiene un espesor de 50 a 100 kilómetros.

   La formación del petróleo o del gas requiere cuatro etapas en una cuenca sedimentaria: entierro profundo bajo sedimentos - calentamiento y presión - migración de los hidrocarburos desde la fuente a la zona porosa (roca almacén) y ser retenidos por rocas impermeables (trampa petrolífera). A veces, puede perderse gran parte del petróleo porque no ha quedado retenido en esas trampas geológicas (valle del río Ohio) al contrario que lo sucedido en Oriente Medio. El mismo Mar del Norte ha aguantado millones de años los cambios del nivel del mar, con más de 150 yacimientos petrolíferos.

 Los yacimientos primarios son de una modesta rentabilidad, mientras que los yacimientos secundarios acumulan una gran cantidad y concentración importantes para rentabilizar su extracción.

  Cada día se extraen cerca de 85 millones de barriles de petróleo en más de 4.000 yacimientos.

 El petróleo entra en un tanque por su parte superior y debido a la gravedad se va separando. Los sedimentos se van al fondo, el agua se queda en la parte media entre los sedimentos y el crudo, el gas quedará en la parte superior porque es más ligero. Después se lleva a los puntos de refinamiento.

 El petróleo se somete a los procesos de destilación atmosférica y el de vacío, este último permite obtener más altas temperaturas a muy bajas presiones y refinar las fracciones más pesadas.

 En la composición del petróleo hay que tener en consideración variables como el color, la viscosidad, su contenido en azufre, el punto de fluidez. El petróleo se almacena en grandes depósitos según su contenido en azufre (BTS, bajo contenido en azufre y resulta aromático) y (HTS con alto contenido en azufre).

 El transporte del petróleo se realiza mediante grandes tuberías u oleoductos y utilizando petroleros de gran capacidad. Una tubería de un oleoducto puede tener un diámetro de 10 centímetros o hasta 1 metro.

 En el mundo hay más de 1´5 millones de kilómetros de tuberías, el 70% se utiliza para el transporte de gas natural, el 20% para crudos y el 10% para productos terminados como los carburantes. Los petroleros pueden tener 350 metros de eslora y una capacidad de 250.000 toneladas de peso muerto.

 En todo el mundo se transportan más de 1.000 millones de toneladas de crudo cada año.

Pozo de petróleo.- 

    El término pozo petrolífero alude a cualquier perforación del suelo diseñada con el objetivo de hallar y extraer fluido combustible, ya sea petróleo o hidrocarburos gaseosos.

    Los pozos petrolíferos más antiguos que se conocen fueron perforados en China en el año 347 d.c tenían una profundidad de aproximadamente 250 m y funcionaban mediante brocas fijadas a cañas de bambú. El petróleo se quemaba para evaporar salmuera a fin de producir sal. Largos conductos de bambú conectaban los pozos con las salinas. Numerosos registros de la antigua China y Japón incluyen varias alusiones al uso del gas natural para iluminar y cocinar. El petróleo fue conocido como «agua de quemar» en Japón en el siglo VII.

    La industria petrolífera del Medio Oriente se inició alrededor del siglo VIII, cuando las calles de la reconstruida Bagdad se pavimentaron con alquitrán, derivado de la hulla. En el siglo IX se explotaban ya campos petrolíferos en la zona lindante con la actual ciudad de Bakú, en Azerbaiyán, para producir nafta. Tales campos fueron descritos por el geógrafo islámico Abu-al-Hasan 'Ali-al-Mas'udi en el siglo X, y por Marco Polo en el siglo XIII, quien estimó que la producción de los pozos era equivalente a la carga de cientos de navíos.

    El petróleo fue destilado por el alquimista persa Muhammad ibn Zakariya Razi (Rhazes) en el siglo IX, produciendo queroseno en alambiques, cuyo principal uso era como combustible de lámparas. Alquimistas persas y árabes también destilaron petróleo crudo para producir materiales inflamables con propósitos militares. Así, desde Al-Ándalus, la destilación llegó a estar disponible en el occidente de Europa hacia el siglo XII.

    Los primeros pozos petroleros se perforaban mediante percusión, martillando una herramienta sujeta a un cable. Poco tiempo después las herramientas de cables fueron substituidas por la perforación rotatoria, que permitía perforar a mayor profundidad y en menor tiempo. En 1989 se alcanzó un récord en el pozo Kola Borehole al norte de Rusia, que alcanzó 12.262 m de profundidad, usando un motor de perforación no rotatoria en el fango.

    Hasta 1970 la mayoría de los pozos petroleros se perforaban verticalmente (aunque la diferente litología y las imperfecciones mecánicas causaban que la mayoría de los pozos se desviaran, por lo menos levemente de la vertical). Sin embargo, las tecnologías modernas de perforación direccional permiten perforar pozos marcadamente oblicuos y hasta con tramos horizontales, los que pueden llegar a gran profundidad. Esta posibilidad es importante ya que los yacimientos en rocas que contienen hidrocarburos son normalmente horizontales o semihorizontales, por lo que un pozo taladrado horizontalmente logra una mayor superficie en producción que uno hecho verticalmente, lo que implica una mayor productividad. El uso de la perforación desviada u horizontal también ha permitido alcanzar depósitos a kilómetros o millas de distancia de la perforación y ha hecho posible la explotación de yacimientos de hidrocarburos situados debajo de sitios en los cuales es muy difícil colocar una plataforma de perforación o bajo áreas ambientalmente sensibles, urbanizadas o pobladas.

    El pozo se construye perforando un agujero de 127 a 914,4 mm de diámetro en el suelo mediante una torre de perforación que hace girar una línea o sarta con una broca en su extremo. Luego de completada la perforación, se introduce una cañería de diámetro levemente inferior al de la perforación, lo que permite sellar con cemento el resto del pozo. Este caño camisa provee integridad estructural a la obra, y al mismo tiempo permite aislarla en relación a zonas de alta presión que pueden resultar potencialmente peligrosas.

    Completado el encamisado, la perforación puede llevarse a mayores profundidades con una broca más pequeña, repitiendo luego el proceso con un encamisado de menor diámetro. Los pozos modernos suelen incluir de dos a cinco conjuntos de encamisados de diámetro descendente, para alcanzar grandes profundidades.

Para perforar el pozo:

• La broca de perforación, empujada por el peso de la sarta y las bridas sobre ella, presiona contra el suelo.
• Se bombea fluido de perforación («mud») dentro del caño de perforación, que retorna por el exterior del mismo, permitiendo la refrigeración y lubricación de la broca al mismo tiempo que ayuda a elevar la roca molida.
• El material que resulta de la perforación es empujado a la superficie por el fluido de perforación, que luego de ser filtrado de impurezas y escombros es rebombeado al pozo. Resulta muy importante vigilar posibles anormalidades en el fluido de retorno, para evitar golpes de ariete, producidos cuando la presión sobre la broca aumenta o disminuye bruscamente.
• La línea o sarta de perforación se alarga gradualmente incorporando cada 10 m un nuevo tramo de caño en la superficie. Las uniones entre segmentos presentan desde dos juntas para caños de menor diámetro, hasta cuatro en los mayores.

  Todo el proceso se basa en una torre de perforación que contiene todo el equipamiento necesario para bombear el fluido de perforación, bajar y elevar la línea, controlar las presiones bajo tierra, extraer las rocas del fluido, y generar in situ la energía necesaria para la operación.