Geologia Del Petroleo Basica

5/21/2018 Geologia Del Petroleo Basica

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GEOLOGA DEL PETROLEO BASICA

RICARDO MIER UMAA

ESCUELA DE GEOLOGA

UIS


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INTRODUCCIN

El presente escrito constituye una revisin bibliogrfica sobre los aspectos bsicos de lageologa del petrleo y est dirigido a estudiantes de pregrado de ltimos niveles, tanto degeologa como de ingeniera de petrleos.

El libro trata inicialmente aspectos relacionados con el desarrollo de la industria delpetrleo y de la geologa del petrleo, indicando cifras actuales de reservas y produccin depetrleo y gas a nivel mundial, latinoamericano y por pases. Posteriormente se mencionanlas funciones del gelogo del petrleo y el marco general se una secuencia de exploracin.

En los siguientes captulos se describen los factores bsicos para la acumulacin dehidrocarburos, explicndose posteriormente y con detalle la migracin de hidrocarburos, losdiferentes tipos de trampas y los estilos estructurales asociados a las mismas, losmecanismos formadores de cuencas y las principales clasificaciones utilizadas en laindustria del petrleo.

Debido el inters actual sobre el agua asociada al petrleo y al gas, as como la geoqumicaorgnica en la generacin, migracin y acumulacin de hidrocarburos, se elaboraron doscaptulos que cubren aspectos generales sobre estos temas.

Dado el trabajo en equipo que se realiza hoy en da entre ingenieros de petrleo y gelogos,se presentan dos captulos finales sobre las caractersticas del petrleo y el gas y sucomportamiento de fases, describiendo las clasificaciones de los yacimientos y lascaractersticas de los fluidos presentes.

Finalmente se espera que este libro llene el vaco existente de publicaciones actualizadas enespaol sobre este tema y que a la vez se constituya en un texto de consulta inicial para lasactividades relacionadas con estudio de la geologa del petrleo.


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CONTENIDO.Pgina

INTRODUCCIN

1-GENERALIDADES 11.1 Caractersticas fsicas del petrleo. 11.2. Datos Bsicos 21.3. Cuencas Sedimentarias 5

2- HISTORIA DE LA INDUSTRIA DEL PETROLEO 72.1. Generalidades 72.2. Desarrollo de la Industria Petrolera 82.3. Historia de la Geologa del Petrleo 132.4. Cifras en la Industria Petrolera. 15

3- FUNCIONES DEL GELOGO DE EXPLORACIN 283.1. Secuencia de Exploracin en una Regin nueva 283.2. Descripcin Geolgica para un estudio de Yacimiento. 32

4- FACTORES PARA LA ACUMULACIN DE HIDROCARBUROS. 364.1. Maduracin del Hidrocarburo. 384.2. Descripcin de los Factores Crticos 414.2.1. Roca Madre 414.2.2 Migracin 424.2.3 Rocas Reservorio 454.2.4 Trampas 464.2.5 Sellos 484.2.6 Cuencas Sedimentarias 49

5- MIGRACIN DE HIDROCARBUROS 515.1. Migracin del Petrleo 515.2. Migracin Primaria y Secundaria 525.3. Causas del Movimiento del Petrleo 535.4. Carcter del Movimiento 565.5. Movimiento del agua Desplazada 565.6. Direccin de la Migracin 575.7. Distancia y Epoca de la Migracin 585.8. Cambios en el Petrleo durante la Migracin 59

6- TRAMPAS. 606.1. Elementos de la Trampa 606.2. Roca Sello 63


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6.2.1 Tipos de Roca Sello 636.3. Bsqueda y Deteccin de Trampas 646.4. Clasificacin de Trampas. 65

7- ESTILOS ESTRUCTURALES ASOCIADOS A TRAMPAS DE

HIDROCARBUROS. 817.1. Modelo de Fallas de Cizallamiento 827.2. Modelo de Bloques Fallados Compresivos 867.3. Modelo de Bloques Fallados Extensivos 867.4. Basamento, Arcos Irregulares, Domos y Hundimientos 877.5. Pliegues de Cabalgamiento 887.6. Modelo de Fallas Normales de Crecimiento 897.7. Estructuras Salinas y Diapiros de Shale 90

8- CUENCAS. 918.1. Generalidades 91

8.2. Mecanismos Formadores de Cuencas 948.3. Clasificacin de cuencas Sedimentarias 1018.4. Tipos de Cuencas Petrolferas, Clasificacin de Klemme, 1980. 1028.5. Clasificacin Global de Cuencas Sedimentarias, Kingston, 1983 113

9- AGUA ASOCIADA A PETROLEO Y GAS. 1209.1 Anlisis Qumicos de las Aguas en Campos Petrolferos 1209.2. Composicin Qumica de las Aguas de Campos Petrolferos 1219.3. Clasificacin Gentica 1249.4. Clasificaciones Qumicas 1259.5. Composicin Qumica del Agua Connata 1299.6. Composicin Qumica del Agua Meterica 1309.7. Agua para Inyeccin en empuje con agua y recobro mejorado 133

10- ORIGEN DE LOS HIDROCARBUROS. 13510.1. Diagnesis de la Materia Orgnica 13610.2. Hidrocarburos y tipo de Kergeno 13810.3. Cambios Qumicos con la Maduracin del Kergeno 13910.4. Profundidad, Temperatura y Tiempo 13910.5. Tcnicas de Anlisis Geoqumicos de la Materia Orgnica 144

11- PETROLEO Y GAS. 14911.1. Petrleo 14911.2. Gas 159

12- COMPORTAMIENTO DE FASES DEL PETROLEO Y EL GAS 16012.1. Generalidades 16012.2. Clasificacin de Yacimientos 16412.3. Los Cinco Fluidos del Yacimiento 168


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12.4. Clasificacin con base en los Mecanismos de Produccin. 17012.5. Caractersticas de los diferentes Mecanismos de Produccin 172

BIBLIOGRAFA.


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1. GENERALIDADES

La palabra petrleo, se emplea para designar cada uno de los compuestos qumicos

lquidos resultantes de la combinacin del carbono con el hidrgeno.

En la industria la palabra hidrocarburo abarca los compuestos en estado gaseoso,

lquido, semislido y slido. (Lagoven, 1990)

El alto poder calorfico de los carburantes se debe al Hidrgeno, cuyo poder

calorfico es de 28.886 Kilocaloras / Kilo ( 52.000 BTU / Libra). El Carbono tiene

8.055 Kilocaloras / Kilo (14.000 BTU / Libra); como ejemplo, la gasolina tiene 10.555Kilocaloras / Kilo (19.000 BTU / Libra).

Aparte de los elementos radiactivos, estos dos elementos mencionados tienen mas

poder calorfico individual de combustin directa que el resto de los elementos.

Pero si se quisiera utilizar el hidrgeno solo como carburante, el tanque para

depositar el equivalente de 1 litro de gasolina sera casi la tercera parte del carro y

aunque puede ser comprimido, se necesitara un tanque muy fuerte, de 275 Kilos de

acero / Kilo de hidrgeno.

Si se quisiera usar el carbono solo como combustible, el problema sera que es

slido y no puede ser vaporizado sino a temperaturas mayores de 3.482 C

1.1. CARACTERISTICAS FISICAS DEL PETROLEO

Color: por transmisin de luz puede ser, amarillo plido, rojo, marrn, negro, porreflexin de la luz puede ser; verde, amarillo con tonos azules, rojo, marrn, negro.

Los crudos pesados y extrapesados casi todos son negros

Olor: tienen el olor aromtico de la gasolina, kerosene y otros derivados. Sicontiene azufre, tendr un olor fuerte, si contiene H2S, produce vapores irritantes y

txicos. Tambin se clasifican en dulces y agrios.


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Generalidades

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Densidad: Los hidrocarburos livianos y medianos pesan menos que el agua, lospesados pesan mas que el agua. La densidad vara de 0.71 a 1.1 lo cual equivale a

57.2 API hasta 3 API.

La ecuacin general para Grados API es:

5.131

5.141

=

pecficagravedadesAPI

Un crudo con 10API tiene la misma gravedad especfica del agua.

Los crudos se clasifican por el rango de API as.

Extrapesados y pesados 0.0 - 21.9 API

Medianos 22 - 29.9 API

Livianos 30 y ms

ndice de Refraccin: medido en un refractmetro vara de 1.39 1.49

Punto de Ebullicin: desde 0 - 300 C o ms

Punto de Congelacin: desde 15.5 hasta - 45 C

Punto de Deflagracin (explosin): la primera chispa o flash point, desde -12 hasta 155 C

Poder Calorfico: entre 8.500 11.350 caloras/ gramo o 15.350 22.000 BTU / libra

Viscosidad: puede ser relativa, cinemtica y universal saybolt, su valor esimportante en produccin, transporte, refinacin y petroqumica.


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Generalidades

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1.2. DATOS BASICOS

Aunque la geologa no es una ciencia exacta y por esta razn los gelogos no estn

acostumbrados a manejar cifras, los gelogos del petrleo y gas deben

familiarizarse con una serie de datos bsicos tales como:

Unidades para cuantificar el petrleo y el gas.

Petrleo;

La unidad bsica = Barriles (bls)

1 barril = 42 galones americanos

1 barril = 35 galones imperiales

Algunos pases no lo expresan en trminos de volumen sino en peso y usan la

Tonelada. La relacin entre barril y tonelada es variable y depende de la gravedad

especfica del petrleo.

1 Ton = 7.33 barriles americanos

Para crudos pesados el factor de conversin es 6.8 y para crudos livianos es 7.6 o

ms.

Algunos pases latinoamericanos expresan sus reservas en M3, hoy en da se trata

de que todos lo expresen de esta manera.

Gas;

La cantidad de gas natural siempre se han expresado en trminos de volumen as;

Pies3o cf. (cubic feet), en Norteamrica y otros pases

M3 En pases europeos


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Generalidades

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Actualmente se deben expresar en M3

Debido a que el petrleo y el gas son comnmente producidos en la misma regin,

es necesario expresar cantidades de petrleo y gas en combinacin, para esto seutilizan unidades de petrleo equivalente as;

Petrleo Equivalente

1 barril de petrleo ligero equivale a 6.000 6.500 ft3de gas natural

1 metro3 de petrleo ligero a 1.000 1.120 m3de gas

Debido a que 1 ft3es una unidad muy pequea al igual que el m3, la unidad usada es:

1 Mft3 o 1 MMft3 Donde M = 1.000 y MM = 1.000.000

1 tft3 donde t = 1 trilln

Tambin se utiliza:

K (Kilo) = 1.000

M (Mega) = 1.00E+06

G (Giga) = 1.00E+09

T (Tera) = 1.00E+12

Unidades de energa por minuto

1 Kilojoule = 1 BTU por minuto

1 m3de petrleo ligero = 35.6 x 10 6 BTU (energa calrica)

1 barril de petrleo ligero = 5.7 x 10 6 BTU


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1 m3 de gas natural = 31.6 x 10 3 BTU

1 M ft3 de gas natural = 0.9 x 10 6 BTU

1.3. CUENCAS SEDIMENTARIAS

Hay cerca de 700 cuencas en el mundo, de las cuales China posee 200, de estas 700

cuencas la mitad han sido parcialmente exploradas y cerca de 150 han sido

productivas comercialmente, esto indica que unas 350 cuencas estn por explorar.(Maraven, 1991)

Cerca del 95 % del petrleo que se produce actualmente se presenta en 50 cuencas,

el 75 % de este petrleo ocurre en 10 de ellas y una sola contribuye con el 50 % de la

produccin y es la cuenca del golfo Prsico. Las otras nueve cuencas son:

Maracaibo, Ural Volga, West Siberian, Reforma Campeche (Mxico). Costa del

Golfo y Cuenca Prmica de USA, Sirte (Libia), Delta del Niger y Mar del norte.

NUMERO DE CAMPOS

De los varios millones de pozos que han sido perforados, se han podido descubrir

cerca de 33.000 campos de petrleo y gas. Muchos de estos fueron campos

pequeos que ya han sido abandonados.

Cerca de 18.000 campos han producido petrleo y gas en estados Unidos

continental. Mas de 3.000 en la Unin sovitica y cerca de 1.000 en Canad. En

contraste hay menos de 150 campos produciendo en el Medio Este.

PRINCIPALES CAMPOS

1- Ghawar en Arabia Saudita

2-

Campo Costero Bolvar, Venezuela

3- Greater Burgan, Kuwait

4- Romashkino, Ural Volga, Unin Sovitica


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5- Samotlor, Siberia

6- Kirkut. Medio Oriente

7- Agha Jari, Medio Oriente

8- Abqaiq, Medio Oriente

9-

Safaniya Khafji, Medio Oriente

CLASIFICACIN DE CAMPOS

Segn las reservas probadas expresadas en millones de barriles, los campos

petroleros se clasifican en los siguientes tipos;

TIPO RESERVAS en MM bls

Pequeo 25 100Mediano 100 300

Grande 300 700

Gigante 700 - 1.000

Super Gigante Ms de 1.000

PRECIO INTERNACIONAL DEL CRUDO

El precio internacional se fija de acuerdo a crudos patrones o indicadores, algunosde estos son:

Indicadores:

Ecuador Oriente

Gabon Mandji

Mxico Maya

Nigeria Forcados

U. K Brent

U.K Forties

USA Ans USA WTI

USA WTS


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Para el caso colombiano, el crudo de referencia mas utilizado es el USA WTI. Los

precios promedio de venta, segn Carta Petrolera N 87, de enero a diciembre de

1999 de crudo ECOPETROL fueron:

Cupiagua 22.07 USS/blOrito 15.99 USS/bl

Cao Limn 16.24 USS/bl

Cusiana 17.52 USS/bl

Vasconia 12.73 USS/bl


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BREVE INTRODUCCIN SOBRE EL ORIGEN DEL PETRLEO.

Teoras Inorgnicas.

Segn estas teoras, el petrleo se forma por reacciones netamente qumicas, es

decir, sin la interaccin de agentes vegetales y/o animales. Entre estas teoras,resalta la teora del carburo, basada en experimentos de laboratorio donde el

carburo de calcio y otros elementos, en presencia de agua, producan el

hidrocarburo.

a. Teora de los carburos alcalinos de Bethalot: depsitos petrolferos de

metales alcalinos en estado natural reaccionan con CO2 a altas

temperaturas formando carburos alcalinos, estos en contacto con agua

liberan acetileno que despus en un proceso de polimerizacin y

condensacin, forman petrleo. No hay evidencia; ni carburos ni metalesalcalinos se encuentran en la tierra en estado natural.

b. Teora del carburo de hierro de Mendeleev:carburos de hierro en la tierra

en contacto con agua, formaban acetileno, el cual se escapa a travs de las

grietas hacia rocas porosas y alli se condensa y polimeriza en petrleo. No

hay evidencia; carburos de hierro no se encuentran en la tierra en estado

natural, xidos magnticos de hierro seran un producto de esta reaccin.

Irregularidades magnticas han sido observadas en las proximidades de

campos petrolferos.c. Teora volcnica de Moissan: sugiere que las explosiones volcnicas

pueden ser causadas por la accin del agua sobre los hidrocarburos.

Evidencia: pequeas cantidades de petrleo observadas en lavas volcnicas

cerca del Etna y en el Japn. Petrleo en reas volcnicas de Mxico y Java.

d. Teora csmica de Sokolov: el petrleo se considera producto original de la

combinacin de carbn e hidrgeno en la masa csmica, durante la

consolidacin de la tierra. Evidencia: pequeas cantidades de hidrocarburos

encontrados ocasionalmente en meteoritos.e. Teora de las calizas de yeso: reacciones entre carbonatos y sulfatos de

calcio con agua a determinadas temperaturas, pueden formar (en teora)

hidrocarburos. No hay evidencia: se ha hecho imposible demostrar la

reaccin prcticamente en el laboratorio.


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Teoras Orgnicas.

Segn estas teoras, el petrleo se origino por una serie de procesos complejos a

partir de sustancias animales y/o vegetales. Se desconoce sin embargo, lanaturaleza exacta del material original (aunque hay buenos indicios a respecto) y de

los procesos biolgicos, qumicos, fsicos y geolgicos involucrados.

a. Teora del origen animal de Engler: el petrleo esta formado por un

proceso de putrefaccin de restos animales. El nitrgeno es eliminado y las

grasas residuales se convierten en petrleo por efecto de la presin y la

temperatura. Evidencia: aceite de apariencia a petrleo se puede destilar de

sedimentos que contienen restos de peces, muchos depsitos de petrleoasociados a sedimentos marinos contienen foraminiferos en abundancia.

b. Teora del origen vegetal de Hofer: es petrleo es formado debido a la

descomposicin de detritos vegetales bajo condiciones que evitan la

oxidacin y la vaporizacin de los productos lquidos formados. Evidencia:

petrleo encontrado en asociacin con diatomceos, algas, lignitos, carbn y

lutitas de origen marino, aceites semejantes al petrleo, pueden ser

destilados de sus sustancias.

c. Teora de la Hidrogenacin del carbn: materiales slidos orgnicos

convertidos en hidrocarburos lquidos, por combustin de hidrogeno puro a

altas presiones y temperaturas en presencia de un catalizador adecuado tal

como el nquel. Evidencia: hidrogenacin del carbn en el laboratorio y en

plantas comerciales.

Teora Animal.

Se asienta que el petrleo proviene de la descomposicin de animales marinos tales

como peces ostras, moluscos, corales y otros de forma microscpica, pues en la

actualidad las costas y bahas estn repletas de este tipo de organismos que

cuando mueren y se entierran en los sedimentos marinos proveen material para


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formar el petrleo. Esta observacin se comprueba por la gran cantidad de fsiles

que se encuentran en los sedimentos y formaciones antiguas.

Teora Vegetal.Bajo esta clasificacin aparecen varias fuentes que se indican como contribuyentes

a la formacin del petrleo:

a. Algas y otras plantas marinas:la gran abundancia de estas en las costas,

mares y ocanos representan suficiente material para formar petrleo.

b. Plantas terrestres: partiendo de la formacin de carbn, se ha concebido

que estas plantas encontradas en abundancia en bahas cerradas, lagunas

y pantanos, tienen todos los componentes necesarios para transformarse en

petrleo bajo condiciones adecuadas de posicin y enterramiento de susrestos y a determinadas condiciones de presin y temperatura.

c. Plantas diatmicas: son algas unicelulares que viven en el mar, en agua

dulce o en tierra hmeda en cantidades asombrosas. Su presencia en

estratos lutticos bituminosos sugieren que estos organismos microscpicos

han dado origen a la formacin del petrleo.

d. Teora del carbn: en experimentos de laboratorio se ha observado que por

destilacin de varios tipos de carbn lignitico y bituminoso se obtienen

hidrocarburos equivalentes a los componentes del petrleo.

Criterios que soportan las teoras de origen orgnico.

Actividad ptica del petrleo debido a la presencia de derivados animales y

vegetales.

Contenido de sustancias nitrogenadas muy semejantes a las encontradas en

animales y plantas.

Contenido de parafinas y clorofila en la gran mayora de los petrleos.

Grandes contenidos de sustancias orgnicas que se encuentran en los

sedimentos. As: carbono y nitrgeno que predominan en restos de animales

y la produccin de carbono e hidrgenos en diferentes procesos naturales de

plantas y animales.


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10. ORIGEN DE LOS HIDROCARBUROS

En el siglo XIX, se crea que el petrleo tena un origen magmtico y que migraba a

lo largo de fallas. Hoy en da las evidencias indican que el petrleo es de origen

orgnico.

El proceso se inicia con la fotosntesis as;

Plantas = 6CO2 + 12 H2O = Luz = C6 H12 O6 + 6 H2O + 6 CO2

La glucosa, C6 H12 O6, es la materia prima para la sntesis de polisacridos mas

complejos y otros compuestos orgnicos.

A su vez la fotosntesis es una parte del complejo ciclo del carbono, el cual se

muestra en la siguiente figura.


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Figura. 10-1. Ciclo del Carbono. Tomado de Curso, Maraven. 1991.

La materia orgnica se acumula en ambientes de aguas tranquila, o sea en

ambientes de baja energa, en rocas de grano fino tipo lutitas (shales) y lodos. Estos

ambientes son ocanos, lagos o pantanos principalmente. (Maraen, 1991)

Toda la materia orgnica del ocano se forma originalmente a travs de la

fotosntesis y su principal producto es el fitoplancton ( plantas microscpicas). El

segundo factor importante es la tasa de aporte de nutrientes para la zona ftica,

especialmente fosfatos y nitratos.

Se requiere una alta productividad y una alta preservacin, la cual ocurre en las

siguientes situaciones:

- Tasa de depositacin rpida.

- Cuerpos de agua pobres en oxigeno con fondos anxicos. La accin de

las bacterias ocurre entre los 30 60 cms superiores del sedimento.

- Tambin se favorece por la estratificacin por densidad de las aguas;

como el caso del agua de ro entrando a un lago, laguna o mar, donde el

agua menos densa y fresca flota sobre el agua del mar, lo cual hace que

el oxigeno no pueda circular a capas superiores.

10-1 Diagnesis de la Materia Orgnica.

Hay tres estados importantes en el enterramiento y evolucin de la materia

orgnica a hidrocarburos : Diagnesis, Catagnesis y Metagnesis.

La diagnesis se inicia tan pronto el sedimento es enterrado y se considera que

incluye todos los cambios hasta la generacin de hidrocarburos.

Los lodos recin depositados son inconsolidados y pueden contener mas del 80 %

de agua en sus poros, perdiendo gran parte de su porosidad a partir de los 500metros de profundidad y cualquier contenido de materia orgnica dentro de estas

lutitas es sometida a cambios complejos.

El punto de inicio de estos cambios son los cuatro grupos principales de compuestos

orgnicos o biopolmeros, que son sintetizados por plantas y animales:


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- Carbohidratos = en plantas y animales

- Protenas = principalmente en animales

- Lignina = cadenas de carbonos aromticos, que ocurren en plantas

superiores.

- Lpidos = ocurren en plantas y animales.

Durante la diagnesis temprana, los biopolmeros complejos son rotos y

transformados en molculas pequeas llamadas geomonmeros. El mas activo de

los geomonmeros reaccionar espontneamente con cada uno de los otros y

polimeriza produciendo geopolmeros, que son complejos estables o sea resistentes

a la biodegradain.

El producto final de la diagnesis de la materia orgnica es el Kergeno; que se

define como la materia orgnica en las rocas sedimentarias que es insoluble en

solventes orgnicos.

Al microscopio el kergeno se presenta como fragmentos orgnicos diseminados.

Parte de este material es estructurado, por lo cual pueden ser reconocidos como

fragmentos de tejidos de plantas, esporas, algas, etc. Estos fragmentos derivadosde plantas pueden ser agrupados en unidades biolgicas denominadas macerales.

Hay tres grupos de macerales importantes; vitrinitas, exinitas e inertinitas, que

presentan las siguientes caractersticas:

- Vitrinitas = generalmente es dominante, siendo el principal componente

del carbn. Se deriva de tejidos leosos de plantas terrestres superiores,

puede encontrarse en ambientes marinos y no marinos.

- Exinita = en su mayora se derivan de algas, esporas y polen. Su presenciaindica ambientes marinos someros o lacustres.

- Inertitnita = proviene de varias fuentes oxidadas antes de ser depositadas

y recicladas.


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- Otros = existen compuestos amorfos como la Amorfinita y aunque no

son verdaderos macerales, pueden madurar y generar petrleo a

temperaturas mas bajas que otros macerales.

10-2. Hidrocarburos y tipo de Kerogeno.

Los tipos de macerales y partculas amorfas presentes en el kergeno, afectan su

capacidad para generar hidrocarburos y determinan el tipo de petrleo generado de

acuerdo al siguiente grfico, ver figura 10-2.

Figura 10-2. Tipos de petrleos generados de kergeno, basados en anlisis de luz

reflejada. Tomado de Maraven, 1991.

Los kergenos precursores del petrleo pueden dividirse en los siguientes grupos:

- Kergeno tipo I o Kergeno algal. Genera hidrocarburos saturados.

- Kergeno tipo II o kergeno mixto. Genera petrleos naftnicos y

aromticos y mas gas que el tipo I.

- Kergeno tipo III. Genera principalmente gas seco y algunos petrleos

parafnicos, derivados de los amorfos y de la exinita presentes.


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- Kergeno tipo IV. Prcticamente no genera hidrocarburos y es muy raro.

10-3. Cambios Qumicos con la Maduracin del Kergeno.

En la diagnesis cada tipo de kergeno tiene su propia qumica. Esta variabilidad

qumica de los tipos de kergenos inmaduros y los cambios que ocurren hasta

generar petrleo, se pueden presentar como grficos de relacin H / C vs O / C,

conocido como el diagrama de Van Krevelen. Ver figura 10-3.

Figura 10-3. Diagrama de Van Krevelen. Tomado de F.K. North, 1990

Si estos kergenos son calentados, pueden alcanzar el segundo estado en la

evolucin de la materia orgnica o catagnesis; que es la etapa en que el petrleo y

el gas son generados del kergeno. Ver figur 10-4.

En la etapa de la metagnesis, la generacin de petrleo y gas termina, aunque unaconsiderable cantidad de gas metano puede generarse por alteracin termal del

crudo previamente generado. El kergeno residual de este estado llega a formar

carbn puro o grafito.


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10-4. Profundidad, Temperatura y Tiempo en la formacin de los hidrocarburos.

Las profundidades a las cuales se inicia la generacin de hidrocarburos dependen

de:

- Gradiente geotermal local.

- Tipo de Kergeno

- Historia de soterramiento

Figura 10-4. Principales etapas de evolucin del kergeno y los productos

generados. Tomado de F.K. North, 1990

A una profundidad promedio de 1 2 Km, tal como se observa en la figura 10-5, se

inicia la diagnesis hasta una profundidad mxima de 2 3 Km, donde se encuentra

la llamada ventana de generacin de petrleo.

La catagnesis tarda se inicia a profundidades entre 3 3.5 Km y corresponde a la

zona de generacin de gas hmedo y seco.

La metagnesis se inicia a profundidades mayores de 4 Km, all la roca madre est

sobre madura o sobre cocinada y solo es posible que genere metano a partir dehidrocarburos previamente formados. Waples,1981.

La relacin con la temperatura de generacin, se puede apreciar en el mismo

grfico, en el cual se plantea una temperatura hasta de 60 C para la etapa de

diagnesis o zona inmadura, entre 60 175 C para la ventana de generacin de


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petrleo y una temperatura entre 175 225 C para la formacin de gas hmedo,

las cuales corresponden a la etapa de catagnesis y de 225 315 C para la etapa

de metagnesis o zona de generacin de gas seco. Ver figura 10-5.

Figura10-5 Generacin de Petrleo vs Temperatura. Tomado de Maraven, 1991.

Con respecto al tiempo, en la figura 10-6, se muestran las temperaturas de

formacin actuales graficadas contra la edad de diversas rocas madres, indicando

que en rocas antiguas la temperatura es menor.


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Figura 10-6. Grfico de Temperatura vs Tiempo de generacin de gas y petrleo.

Tomado de Maraven, 1991

En la figura 10-7, se compara la profundidad y la temperatura de inicio de la ventana

de generacin de petrleo para rocas madres de diferentes edades, indicando que

esta temperatura es mayor a medida que la roca es mas joven.

Figura 10-7 Profundidad y temperatura al inicio de la zona de formacin de

petrleo. Tomado de Maraven, 1991

De la anterior informacin de pueden establecer los siguientes aspectos de inters.

- El tiempo puede compensar a la temperatura y viceversa.


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- El efecto de la temperatura es exponencial, mientras que el tiempo es

lineal, de aqu que la temperatura sea mas importante en la maduracin.

- Las rocas madres del paleozoico que nunca han sido calentadas por

encima de 50 c, no generaran petrleo sin importar el tiempo.

- En rocas madres jvenes el tiempo es insignificante, cuando se

presentan gradientes geotermales altos.

- La roca madre puede permanecer a profundidades muy someras a

temperaturas bajas por un largo perodo, antes de ser enterradas a

suficiente profundidad para generar hidrocarburos.

Existen grficos que relacionan la temperatura vs la refractancia de la vitrinita, para

conocer el estado de generacin. Esto se puede observar en la figura 10-8.

Figura10-8. Grfico de Temperatura vs Refractancia de Vitrinita. Tomado de

Maraven, 1991.

Debido a que es importante determinar en un rea cuando la materia orgnica hasido calentada lo suficiente para producir hidrocarburos, se mencionan los

siguientes mtodos para saberlo:

El primer mtodo consiste en utilizar los grficos de profundidad vs generacin de

hidrocarburos, vistos anteriormente.


25/303

Origen

147

Otro mtodo consiste en extraer las parafinas normales de sedimentos recientes,

estas tienen en su mayora nmeros impares de tomos de carbono, siendo el C29

el mas abundante. Dado que el fraccionamiento normal rompe las cadenas largas

en dos o mas cortas, si se presenta una fuerte preferencia de carbones impares enlas parafinas normales extradas de un sedimento, se presume que el kergeno no

fue calentado lo suficiente para generar hidrocarburos

El mtodo utilizado actualmente es el propuesto por Waples (1980), quien modific

el mtodo de Lopatin (1971), tomando tanto el tiempo y la temperatura, como una

cantidad para evaluar la roca fuente. Propuso el ndice de maduracin tiempo

temperatura, llamado TTI. La idea se basa en que el petrleo empieza a ser

generado desde TTI de 15 hasta TTI de 75 y el final de la generacin es de 160 TTI.

Las lneas de TTI se utilizan en grficos de enterramiento de la roca fuente, para de

esta manera evaluar la poca de la ventana de generacin de hidrocarburos. Ver

figura 10-9.

Figura 10-9 Grfico historia de enterramiento de una roca fuente. Tomado de P.Dickey, 1986.

Otros mtodos para saber cuando las rocas han sido calentadas demasiado son;


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Origen

148

Se extrae el kergeno por disolucin de arcillas y slice, con cido fluorhdrico y el

kergeno remanente se estudia qumicamente o al microscopio as:

- Qumicamente: si ha sido sobrecalentado ser alto en C y bajo en H

- Microscpicamente: ser negro y opaco, en lugar de color naranja.

10-5. Tcnicas de anlisis geoqumicos de la materia orgnica.

La evaluacin y la caracterizacin de la roca fuente, se lleva a cabo mediante

anlisis de parmetros de cantidad, calidad y madurez de la materia orgnica, se la

siguiente manera:

La cantidad de materia orgnica, se evala con el carbono orgnico total (TOC), que

es el porcentaje en peso de carbono orgnico en una roca. La manera de interpretar

su contenido se presenta en la siguiente tabla:

% de TOC INTERPRETACION

< 0.50 POBRE

0.50 1.0 REGULAR

1.0 2.0 BUENO

2.0 4.0 MUY BUENO

> 4.0 EXCELENTE

Relacin entre la materia orgnica extractable y su potencial generador:

Materia Orgnica Potencial Generador

Extractable en ppm

< 300 POBRE


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Origen

149

300 1.000 REGULAR

1.000 2.000 BUENO

> 2.000 EXCELENTE

Tcnica de columna cromatogrfica o anlisis SARA: consiste en la separacin de la

materia orgnica extractable en sus fracciones de Aromticos, Saturados,

Asfaltenos y Resinas. (SARA)

Relacin entre el Kergeno y el potencial generador.

RELACION H / C POTENCIAL GENERADOR

> 1.2 EXCELENTE GENERADOR DE ACEITE

1.2 1.0 BUENO REGULAR. GEN. DE ACEITE

1.0 0.8 MODESTO. GENERADOR DE ACEITE

< 0.8 GENERA POCA CANTIDAD DE GAS

La determinacin del grado de evolucin termal de la materia orgnica, se puede

evaluar de acuerdo a la temperatura mxima (Tmax), obtenida mediante anlisis de

Rock Eval y de la refractancia de la vitrinita en porcentaje ( % Ro) as;

T max INTERPRETACION

< 435 C INMADURO

435 465 C GENERACION DE PETROLEO

> 465 C GENERACION DE GAS


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Origen

150

% de Ro INTERPRETACION

< 0.50 INMADURO

0.5 1.2 MADURO

> 1.2 SOBREMADURO

La calidad de la materia orgnica se puede evaluar mediante el ndice de hidrgeno

(HI), obtenido a partir de anlisis de pirlisis. La manera de evaluarlo es la siguiente:

HI INTERPRETACION

> 700 KER. TIPO I GENERADOR DE ACEITE

300 600 KER. TIPO II GENERADOR DE GAS Y ACEITE

< 300 KER. TIPO III GENERADOR DE GAS

Finalmente como informacin adicional y a manera de resumen se anexan dos

grficos; una tabla de rangos de maduracin, figura 10-10 y una gua de madurez

termal, color de las esporas. Figura 10 11.


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Origen

151

Figura 10-10. Tabla de Rangos de Maduracin. Tomado de F,K. North, 1990


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Origen

152

Figura 10-11. Gua de Madurez Termal. Tomado de F,K. North, 1990

Transformacin de la Materia Orgnica en Petrleo

La materia orgnica dispersa en los sedimentos tiende al equilibrio pasando de biopolmeros ageopolimeros (o kergeno)a travs de fraccionamiento, destruccin parcial y reagrupamiento delos componentes elementales de las macromolculas. Se pueden distinguir tres etapas:

-Degradacin bioqumica

La etapa de degradacin bioqumica se inicia con la accin bacteriana sobre la materia orgnica. Este

proceso se realiza a travs de la respiracin en condiciones aerobias o por fermentacin ofermentacin en condiciones anaerobias (sin oxgeno).

-Policondensacin

Muchas de las molculas presentes en los organismos muertos son muy reactivas qumicamente yespontneamente reaccionan entre si para dar otro tipo de polmeros con estructuras al azar, estosson los geopolimeros.


31/303

Origen

153

-Insolubilizacin

La ltima etapa en la que hay una mayor policondensacin y reordenamiento molecular.

El resultado de estas tres etapas (degradacin, policondensacin e insolubilizacin) es unpolicondensado insoluble en lcalis (compuestos de pH bsico), llamada hmin,con una estructura

anloga al kergeno, del que se diferencia en que una parte del hmin es hidrolizable. El kergeno esel hmin desmineralizado.


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Petrleo y Gas

149

11. PETROLEO Y GAS

11-1. PETRLEO.

El petrleo crudo consiste principalmente de hidrocarburos, que son compuestos

orgnicos de H y C. Hay una amplia variedad de hidrocarburos de diferentes pesos

moleculares y tipos de molculas. La mayora son lquidos a temperatura y presin

del reservorio, algunos gaseosos y pueden ocurrir libres o disueltos. Adems

algunas molculas grandes de alto peso molecular, que son normalmente slidas,

pueden ocurrir disueltas en el crudo o como emulsificantes en forma de coloides.

Estas molculas pesadas a menudo contienen pequeas cantidades de N, O y S, a

los que se refieren comnmente como compuestos NSO, constituyendo un

porcentaje muy bajo, excepto en los crudos pesados. (Dickey, 1986).

El C y el H al estar juntos forman hidrocarburos con una gran variedad de patrones,

aumentando de un carbn por molcula a varios cientos de carbones por molcula,

resultando cientos de hidrocarburos diferentes que pueden ocurrir en un crudo.

Se clasifican segn el peso molecular y de acuerdo al tipo de molcula, de la

siguiente manera:

Parafinas o Alcanos o Saturados.

Es el tipo de molcula lineal mas simple, su frmula general es: Cn H2n + 2

Frmula Estado T de Condensacin

- Metano CH4 Gas -258.7F

H

H C H

H

- Etano C2H6 Gas - 127.5 F

H H


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Petrleo y Gas

150

H C C H

H H

- Propano C3H8 Gas - 43.7 F

H H H

H C C C H

H H H

- Butano normal C4 H10 Gas + 31.1 F

H H H H

H C C C C H

H H H H

- Pentano normal C5H12 Lquido + 96.9 F

( a T normal)

H H H H H

H C C C C C H

H H H H H


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Petrleo y Gas

151

- Hexano normal C6H14 Lquido + 155.7 F

H H H H H H

H C C C C C C H

H H H H H H

Al metano, etano , propano y butano, se le denomina gases licuados del petrleo o

GLP

Nota: 32 F = 0 Centgrados

Isoparafinas

Los tomos de carbono pueden estar unidos formando brazos o ramas en lugar de

molculas lineales, a esta serie se le llama isoparafinas. Se inician cuando hay 4

(cuatro) carbones, debido a que con tres no hay forma de cambiar de sitio los

carbones.

Isobutano C4 H10 H H H 11 F

H C C C H

H H C H H

H

2 Metil Pentano C6H14 140 F

H H H H H

H C C C C C H


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Petrleo y Gas

152

H H C H H H H

H

Pentano = indica 5 carbones en lnea

Metil = indica 1 carbn ramificado

2 = indica que el brazo o sexto carbn est en el segundo carbn

3 Metil pentano C6H14 146 F

H H H H H

H C C C C C H

H H H C H H H

H

2-2 Dimetil Butano C6H14 H 136 F

H H C H H H

H C C C C H

H H C H H H

H

2-3 Dimetil Butano C6H14 121 F

H H

H H C H H C H H

H C C C C H


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Petrleo y Gas

153

H H H H

Se denomina GASOLINA, a los hidrocarburos entre C5 y C12. Bsicamente

corresponden a una mezcla de parafinas de cadena recta o sencilla y una

ramificada, en estado lquido.

La GASOLINA EXTRA, es sinttica ya que es elaborada en la refinera y

corresponde a un Isoctano llamado Normaloctano, de frmula C8H18.

Normaloctano

H H H H H H H H

H C C C C C C C C H

H H H H H H H H

Dentro de los isoctanos esta el 2 2 4 Trimetilpentano, que en general es un

isoctano y es posible producirlo en refinera a partir de dos isobutanos (C4H10), de

la siguiente manera:

Isobutano + Isobutano

H H

H H C H H H H C H H

H C C C H H C C C H

H H H H H H

2 2 4 Trimetilpentano

H H


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Petrleo y Gas

154

H H C H H H C H H

H C C C C C H

H H C H H H H

H

Se debe tomar en cuenta que a medida que aumenta el nmero de tomos de

carbono, la densidad y el punto de ebullicin (BP) tambin aumentan.

Cicloparafinas o Naftenos.

Las parafinas tambin se pueden formar en anillos, presentando dos hidrgenos en

las uniones. Su frmula general debida a ese tipo de enlace es:

Cn H2n y son cclicos.

Se inicia con 3 carbones as;

Ciclopropano C3H6 Gas - 27 F

Ciclobutano C4H8 Lquido 55 F

Ciclopentano C5H10 Lquido 121 F


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Petrleo y Gas

155

Metilciclopentano C6H12 Lquido 141 F

Ciclohexano C6H12 Lquido 177 F

Metilciclohexano C7H12 Lquido 214 F

Aromticos.

Tienen una estructura bsica que consiste de anillos de 6 carbones, en la cual cada

hidrgeno est unido con otro. Adems varios anillos pueden igualmente unirse. La

molcula de menor peso es el Benzeno o Bensoil C6 H6.

Benzeno C6H6 176 F

Tolueno C6H5CH3 231 F

Ortoxileno C6H4(CH3)2 292 F


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Petrleo y Gas

156

Meta Xileno C6H4(CH4)2 282 F

Olefinas o Alquenos o Etilenos

Son hidrocarburos de cadena abierta con enlaces dobles, de frmula Cn H2n.

Tambin se denominan hidrocarburos no saturados, por no tener el nmero

mximo de hidrgenos. El compuesto mas simple es el Etileno C2 H4.

Etileno C2H4

H H

C = C

H H

Las frmulas se construyen igual que en los homlogos del etano, introduciendo

grupos metileno CH2.

Propiedades detonantes de un combustible.

Estas propiedades se obtuvieron seleccionando dos hidrocarburos puros como

tipos. El uno es el n eptano, que es el de mayor topeteo en los motores de

cualquier gasolina y el otro es el 2- 2- 4 trimetilpentano, que era el mejor en ese

aspecto. (Maraven, 1991)


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Petrleo y Gas

157

Con estos dos hidrocarburos puros, se pueden preparar mezclas de iguales

caractersticas detonantes a los combustibles ordinarios. Las propiedades

detonantes se describen entonces mediante el nmero o ndice de octanos, o sea

el porcentaje de 2 2 4 trimetilpentano, en la mezcla sinttica que iguala a lagasolina en su tendencia a producir topeteo.

Los petrleos son mezclas complejas de hidrocarburos que incluyen cuatro series

significativas de compuestos; parafinas, naftenos, olefinas y aromticos. Estos

compuestos difieren en el contenido o riqueza del hidrocarburo, siendo mayor el de

las parafinas. En los petrleos naturales predominan las dos primeras series; en los

productos del Cracking en refinera, pueden encontrarse tambin grandes

cantidades de olefinas y aromticos, as como NSO.

Una refinera separa el petrleo crudo, en lquidos de diferentes usos, utilizando su

punto de ebullicin (BP). La siguiente tabla muestra la composicin de un crudo

tpico:

Tipo Molecular % en peso

Parafina 30

Naftenos 49

Aromticos 15

Asfaltos 6

La siguiente tabla muestra las diferentes fracciones que pueden ser separadas en la

refinera del anterior crudo:

Tamao Molecular % en peso

Gasolina (C4 C10) 31

Kerosene (C11 C12) 10


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Petrleo y Gas

158

Gas Oil (C13 C20) 15

Aceite lubricante (C20 C40) 20

Residuos (C40....) 24

En promedio el aceite crudo debera tener sus tipos de molculas divididas como

aparecen en la primera tabla. Pero algunos consisten casi completamente de

parafinas, con pocos lubricantes y residuos, mientras que otros consisten de altos

porcentajes de naftenos y aromticos, con altos residuos y poca gasolina.

En los primeros aos la nica manera para distinguir y separar los tipos de

hidrocarburos que ocurren en el petrleo, fue utilizando su punto de ebullicin (BP).

Actualmente el cromatgrafo de gases, ha sido desarrollado y con l se obtienen

separaciones mucho mas exactas de los diferentes compuestos de los

hidrocarburos.

Los anlisis de un petrleo basados en cromatografa de gases o de un

espectrmetro de masas, pueden ser usados para comparar dos muestras de

petrleo y saber si provienen del mismo yacimiento. Generalmente el petrleo de

diferentes bloques fallados en un mismo campo muestras ligeras diferencias.

La propiedad fsica mas importante del petrleo crudo es su gravedad especfica, lacual puede ser definida como la relacin entre la densidad del petrleo y la densidad

del agua, ambas tomadas a las mismas presiones y temperaturas.

En Estados Unidos, la gravedad especfica se expresa como gravedad API y se

define as;

API = (141.5 / Grav. Esp 60/60 ) - 131.5

60/60 indica que la densidad del petrleo y del agua fueron tomadas a 60 F.

Fuera de Estados Unidos, la gravedad especfica se expresa como densidad en grs /

cm3 a temperaturas de 20 C.


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Petrleo y Gas

159

La viscosidad se expresa en Saybolt Universal Seconds (SUS) a 100 F. Este es un

nmero arbitrario, determinado por el tiempo en que 60 cm3 de lquido, fluyen por

gravedad, por un orificio a un recipiente especial o viscosmetro. Tambin se

expresa en centipoises, para referirse a la viscosidad absoluta.

El contenido de azufre es importante, debido a que afecta los proceso de refinera,

ya que puede contaminar y daar los catalizadores y corroer las instalaciones,

adems baja la calidad de sus productos.

Los compuestos asflticos, son compuestos orgnicos complejos que contienen N,

S y O. Tienen pesos moleculares muy altos y tienden a aglomerarse en partculas

coloidales, las cuales estn en suspensin en los crudos pesados y pueden llegar a

constituir hasta un 40 5 del petrleo.

Algunos petrleos contienen grandes cantidades de ceras en solucin. Estas

presentan un alto peso molecular, con formas lineales como las parafinas, se cree

que se han derivado de plantas. Cuando se disminuye la temperatura, la cera

cristaliza y el petrleo pierde fluidez. La temperatura a la cual ocurre esto se

denomina punto de fluidez.

11-2. GAS

El petrleo crudo en profundidad generalmente contiene cierta cantidad de metano

disuelto en l. Sin embargo el gas natural frecuentemente ocurre sin petrleo

lquido y se denomina Gas no Asociado. Algunos de estos gases parecen haberse

formado a profundidades someras por bacterias y pueden ser identificados por una

relacin entre C12/ C 13. Otros gases no asociados, se formaron por fraccionamiento

termal del petrleo, a temperaturas no mayores de 150 C.

En algunos campos profundos, tanto el metano como considerables cantidades de

hidrocarburos livianos ocurren en forma gaseosa y se llaman reservorios de gas

condensado. Estos pueden ser el producto de la maduracin y la destruccin parcial

del petrleo crudo.


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Petrleo y Gas

160

Cuando el gas no asociado no contiene hidrocarburos condensables se denomina

gas seco. Pero si se obtienen mas de 3 galones por 1.000 pies cbicos, se llama gas

hmedo. Este es removido antes de ponerlo en la lnea y es vendido como LPG (

liquified petroleum gas)

El gas es principalmente metano con algunas cantidades de otros gases y pequeas

cantidades de N y CO2, aunque cuando estn en altas cantidades el gas no se puede

quemar. Tambin presenta H2S, el cual es altamente venenoso, pero se puede

remover y vender. El gas Helio, es un constituyente raro, pero muy apreciable.

La siguiente tabla indica la composicin promedio de varios gases naturales

comerciales.

Sitio Metano EtanoPropan

oButano

Pentano ypesados

CO2

PanhandleAmarillo (USA) 91.3 3.2 1.7 0.9 0.56 0.1

Hugoton (Kansas) 74.3 5.8 3.5 1.5 0.6

Velma (Oklahoma) 82.41 6.34 4.91 2.16 1.18

Turney V. (Canad) 96.2 4.1 2.5 0.7 0.13

Tabla.11-1. Composicin promedio de varios gases naturales.

WIKIPEDIA

DERIVADOS DE LOS HIDROCARBUROS.

En las destileras el fraccionamiento delpetrleo requiere de varias etapas; la primera

de ellas es la Destilacin Primariao "Topping".

El crudo se calienta a 350C y se enva a una torre de fraccionamiento, metlica y de50 metros de altura, en cuyo interior hay numerosos "platos de burbujeo".

Latemperaturadentro de la torre de fraccionamiento aumenta progresivamente desde

350Cen su base, hasta menos de 100C en su cabeza. Debido a que funciona

continuamente, se prosigue la entrada de crudo caliente mientras que de platosubicados a convenientes alturas se extraen diversas fracciones. Estas fracciones

reciben nombres genricos y responden a caractersticas bien definidas, pero su
http://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/%C2%B0Chttp://es.wikipedia.org/wiki/%C2%B0Chttp://es.wikipedia.org/wiki/%C2%B0Chttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leo


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Petrleo y Gas

161

proporcin relativa depende de la calidad del crudo destilado, de las dimensiones dela torre de fraccionamiento y de otros detalles tcnicos.

De la cabeza de las torres emergen gases. Este "gas de destilera" recibe el mismo

tratamiento que el de yacimiento y el gas seco se une al gas natural

Las tres fracciones lquidas ms importantes son, de arriba hacia abajo, -esdecir, de menor a mayor temperatura de destilacin -:

1)Naftas:Estas fracciones son muy livianas (densidad= 0,75 g/ml) y de bajatemperatura de destilacin: menor de 175C. Estn compuestas por hidrocarburos de

5 a 12 tomos de carbono.

2) kerosenes:Loskerosenesdestilan entre 175C y 275C, siendo dedensidadmediana (densidad= 0,8 g/ml). Sus componentes son hidrocarburos de 12 a 18 tomos

de carbono.

El queroseno, queroseneo querosn1(del griego - keros,cera)

2es un lquido

transparente (o con ligera coloracin amarillenta) obtenido por destilacin delpetrleo.De densidad intermedia entre lagasolinay elgasleoodisel,se utiliza

como combustible (el RP-1) en losmotores a reacciny deturbina de gaso bien se

aade al gasleo de automocin en las refineras. Se utiliza tambin como disolventey para calefaccin domstica, como dielctrico en procesos de mecanizado por

descargas elctricas y, antiguamente, para iluminacin.

3) Gas oil:Elgas oiles un lquido denso (0,9 g/ml) y aceitoso, que destila entre275C y 325C. Sus hidrocarburos poseen ms de 18 tomos de carbono.

Queda un residuo que no destila: elFuel oil,que se extrae de la base de la torre.

Es un lquido negro y viscoso de excelente poder calrico: 10.000 cal/g. Una

alternativa es utilizarlo como combustible encentrales termoelctricas,barcos,fbricas de cementoyvidrio.La otra es someterlo a una segunda destilacin

fraccionada: "La destilacin conservativa", o destilacin alvaco.

Con torres de fraccionamiento similares a las descriptas se separan nuevas fracciones

que, en este caso, resultan ser "aceites lubricantes".

Estos son livianos, medios o pesados segn su densidad y temperaturas dedestilacin. El residuo final es elasfalto,imposible de fraccionar. Este se utiliza parapavimentacin e impermeabilizacin de techos y caeras.
http://es.wikipedia.org/wiki/Naftahttp://es.wikipedia.org/wiki/Naftahttp://es.wikipedia.org/wiki/Naftahttp://es.wikipedia.org/wiki/Kerosenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Kerosenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Kerosenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Queroseno#cite_note-0#cite_note-0http://es.wikipedia.org/wiki/Queroseno#cite_note-0#cite_note-0http://es.wikipedia.org/wiki/Cerahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cerahttp://es.wikipedia.org/wiki/Queroseno#cite_note-1#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Queroseno#cite_note-1#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Queroseno#cite_note-1#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gasolinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Gasolinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Gasolinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Gas%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gas%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gas%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%A9selhttp://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%A9selhttp://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%A9selhttp://es.wikipedia.org/wiki/Reactorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Reactorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Reactorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Turbina_de_gashttp://es.wikipedia.org/wiki/Turbina_de_gashttp://es.wikipedia.org/wiki/Turbina_de_gashttp://es.wikipedia.org/wiki/Gas%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gas%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gas%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuel_oilhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuel_oilhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuel_oilhttp://es.wikipedia.org/wiki/Central_t%C3%A9rmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Central_t%C3%A9rmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Central_t%C3%A9rmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cementerahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cementerahttp://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vac%C3%ADohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vac%C3%ADohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vac%C3%ADohttp://es.wikipedia.org/wiki/Lubricantehttp://es.wikipedia.org/wiki/Lubricantehttp://es.wikipedia.org/wiki/Lubricantehttp://es.wikipedia.org/wiki/Asfaltohttp://es.wikipedia.org/wiki/Asfaltohttp://es.wikipedia.org/wiki/Asfaltohttp://es.wikipedia.org/wiki/Asfaltohttp://es.wikipedia.org/wiki/Lubricantehttp://es.wikipedia.org/wiki/Vac%C3%ADohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cementerahttp://es.wikipedia.org/wiki/Central_t%C3%A9rmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuel_oilhttp://es.wikipedia.org/wiki/Gas%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Turbina_de_gashttp://es.wikipedia.org/wiki/Reactorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%A9selhttp://es.wikipedia.org/wiki/Gas%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gasolinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Queroseno#cite_note-1#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Cerahttp://es.wikipedia.org/wiki/Queroseno#cite_note-0#cite_note-0http://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Kerosenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Nafta


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Petrleo y Gas

162

Destilacin secundaria. (Cracking)

El porcentaje promedio respecto del crudo destilado es del 10%. Para aumentarlo se

emplea un tercer procedimiento: "La destilacin secundaria, destilacin destructiva ocracking".

Las fracciones pesadas como el gas oil y el fuel oil se calientan a 500C, a presiones

del orden de 500atm,en presencia de sustancias auxiliares:catalizadores,queintervienen en el proceso. De all que se mencione el "cracking cataltico".

En esas condiciones la molcula de los hidrocarburos con muchos tomos de carbonose rompe formando hidrocarburos mas livianos, esto es, de menor nmero de tomos

de carbono en su molcula.

La siguiente ecuacin ilustra el hecho:

C18H38 = C8H16 + C8H18 + CH4 + C

La ruptura de la molcula de 18 tomos de carbono origina nuevos hidrocarburos, dosde ellos de 8 tomos de carbono cada uno, iguales a los que componen las naftas.Otro hidrocarburo formado es elMetano:CH4, quedando un residuo carbonoso: el

Coquede Petrleo.

Las fracciones obtenidas mediante el Cracking se envan a torres de fraccionamientopara separar:

1) gases.

2) Naftas y eventualmente kerosene.

3) Residuos incorporables a nuevas porciones de gas oil y de fuel oil.

Gracias al Cracking se eleva el rendimiento en naftas hasta el 40-50 %

DERIVADOS DEL PETROLEO

Los siguientes son los diferentes productos derivados del petrleo y su utilizacin:

ACIDO NAFTENICO:

Sirve para repara sales metlicas tales como naftenos de calcio, cobre, zinc, plomo, cobalto, etc., quese aplican en la industria de pinturas, resinas, polister, detergentes, tenso activos y funguicida.

A.C.P.M. O DIESEL:

Combustible de uso comn, utilizados en buses y camiones.
http://es.wikipedia.org/wiki/Atmhttp://es.wikipedia.org/wiki/Atmhttp://es.wikipedia.org/wiki/Atmhttp://es.wikipedia.org/wiki/Catalizadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Catalizadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Catalizadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Metanohttp://es.wikipedia.org/wiki/Metanohttp://es.wikipedia.org/wiki/Metanohttp://es.wikipedia.org/wiki/Coquehttp://es.wikipedia.org/wiki/Coquehttp://es.wikipedia.org/wiki/Coquehttp://es.wikipedia.org/wiki/Metanohttp://es.wikipedia.org/wiki/Catalizadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Atm


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Petrleo y Gas

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ALQUILBENCENO:

Se usa en la industria de todo tipo de detergentes, para elaborar plaguicidas, cidos sulfonicos y en laindustria de curtientes.

ALQUITRAN AROMATICO:

Materia primaria para la elaboracin de negro de humo que, a su vez, se usa en la industria de laconstruccin.

ASFALTOS:

Se utilizan para la produccin de asfaltos y como material sellante en la industria de la construccin.

BASES LUBRICANTES:

Es la materia prima de la produccin de los aceites lubricantes.

BENCENO:

Sirve para fabricar ciclohexano.

BENCINA INDUSTRIAL:

Se usa como materia prima para la produccin de disolventes alifticos o como combustible domestico.

COCINOL:

Especia de gasolina para consumos domsticos. Su produccin es mnima.

COMBUSTOLEO O FUEL OIL:

Es un combustible pesado de hornos y calderas de industria.

CERAS PARAFINICAS:

Es la materia prima para la produccin de velas y similares, ceras para pisos, fsforos, papelparafinado, vaselinas, etc.

CICLOHEXANO:

Es la materia prima para producir caprolactama y cido adpico con destino al nylon.

DISOLVENTES ALIFATICOS:

Sirve para la extraccin de aceites, pinturas, pegantes y adhesivos; para la produccin de thinner, gaspara quemadores industriales, elaboracin de tintas, formulacin y fabricacin de productos agrcolas,de caucho, ceras y betunes, y para limpieza en general.

GAS PROPANO O GLP:

Se utiliza como combustible domestico e industrial.

GASOLINA DE AVIACIN:

Para uso en aviones con motores de combustin interna.


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Petrleo y Gas

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GASOLINA DE MOTOR CORRIENTE Y EXTRA:

Para consumo en los vehculos automotores de combustin interna, entre otros usos.

En general se obtiene a partir de la nafta de destilacin directa, que es la fraccin

lquida ms ligera delpetrleo(exceptuando los gases). La nafta tambin se obtiene apartir de la conversin de fracciones pesadas del petrleo (gasoil de vaco) en

unidades de proceso denominadasFCC(craqueo cataltico fluidizado) ohidrocrquer.

La gasolina es una mezcla de cientos de hidrocarbonos individuales desde C4

(butanos y butenos) hasta C11como, por ejemplo, el metilnaftaleno.

Gasolina de Destilacin Directa:Ausencia de hidrocarburos no saturados, demolculas complejas aromticas- naftnicas. El contenido aromtico se encuentraentre 10-20%.

Deben cumplirse una serie de especificaciones requeridas para que el motor funcione

bien y otras de tipo ambiental.

La especificacin ms caracterstica es el ndice de octano( MON, "motor octanenumber", RON"research octane number"o el promedio de los anteriores), queindica la resistencia que presenta el combustible a detonar.

El octanaje indica la presin y temperatura a que puede ser sometido un combustible

carburado (mezclado con aire) antes de auto-detonarse al alcanzar sutemperatura de

autoignicindebido a laley de los gases ideales.

Hay distintos tipos de gasolinas comerciales, clasificadas en funcin de su nmero deoctano. La gasolina ms vendida en Europa (2004) tiene un MON mnimo de 85 y un

RON mnimo de 90.

ORTOXILENO:

Es la materia prima para la produccin de anhdrido ftlico.

POLIETILENO:

Materia prima para la industria del plstico en general.

QUEROSENO:

Se utiliza en estufas domesticas y en equipos industriales. Es el que comnmente se llama petrleo.

TOLUENO:

Se usa como disolventes en la fabricacin de pinturas, resinas, adhesivos, pegantes, thinner y tintas, ycomo materia prima del benceno.

TURBOCOMBUSTIBLE O TURBOSINA:
http://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Fluid_Catalytic_Cracking&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Fluid_Catalytic_Cracking&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Fluid_Catalytic_Cracking&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Hidrocr%C3%A1quer&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Hidrocr%C3%A1quer&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Hidrocr%C3%A1quer&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_autoignici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_autoignici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_autoignici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_autoignici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_idealeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_idealeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_idealeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_idealeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_autoignici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_autoignici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Hidrocr%C3%A1quer&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Fluid_Catalytic_Cracking&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leo


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Petrleo y Gas

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Gasolina para aviones jet, tambin conocida como Jet-A.

XILENOS MEZCLADOS:

Se utilizan en la industria de las pinturas, y de thinner. El azufre que sale de las refineras sirve para lavulcanizacin del caucho, fabricacin de algunos tipos de acero y preparacin de cido sulfrico. El

gas sirve como combustible para usos domsticos, indstriales y para la generacin de energatermoelctrica.

En el rea industriales es la materia prima para el sector de la petroqumica. A partir del gas natural seobtiene, por ejemplo, el polietileno, que es la materia prima de los plsticos.


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Comportamiento de Fases

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12. COMPORTAMIENTO DE FASES DEL PETROLEO Y EL GAS

12-1. Generalidades

Los hidrocarburos son todos mutuamente solubles. En reservorios naturales los

hidrocarburos gaseosos ligeros, pueden estar totalmente en solucin en el petrleo

o pueden estar en dos fases separadas. La fase gaseosa encima y la fase lquida

debajo.

Un hidrocarburo ligero puro, como propano C3H8 o butano C4H10, puede existir

tanto como gas, como lquido o como un fluido, dependiendo de la presin ytemperatura del yacimiento. Ver figura 12-1.

Figura 12-1. diagrama de Fases de un hidrocarburo ligero, segn t y P. Tomado de

Curso de Ingeniera de Yacimientos. Maraven. 1991.

En la figura anterior se observa que:


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- Para altas presiones y bajas temperaturas, el material ser lquido.

- Para bajas presiones y altas temperaturas, el material ser gaseoso.

- Para altas presiones y altas temperaturas, superiores al punto crtico, elmaterial existir como una sola fase, que no es exactamente lquido ni

gas, ser fluido.

Suponiendo que el hidrocarburo del reservorio tiene una temperatura Tr2 y una

presin A. A medida que fluye desde la arena a travs del pozo, la presin

disminuye, pero la temperatura en el reservorio se mantiene constante. Ver figura

12-2.

Figura 12-2. Condiciones de Yacimiento en un diagrama P vs T. Tomado de Curso de

Ingeniera de Yacimientos Maraven. 1991.

Cuando la presin baja y llega al punto A, el gas empieza a aparecer en la solucin y

se llama el punto de ebullicin para el lquido (BP). Si la temperatura se mantiene


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constante y la presin disminuye hasta el punto B, el volumen consistir de 75 % de

aceite y 25 % de gas.

Si el aceite y el gas suben por la tubera del pozo, se coloca un separador (sep) en

superficie, o sea en la cabeza del pozo, antes del tanque de recoleccin.

En este caso tanto la presin como la temperatura decrecen y el material se

comportar segn la lnea de trazos de la figura anterior, hasta el punto marcado

como Sep. El aceite ir entonces al tanque de almacenamiento, donde la presin

disminuir fuertemente, lo cual causar un poco mas de gas, como se muestra en el

punto Stock Tank de la figura 12-2.

El gas desarrollado incluye metano, etano, propano y considerables cantidades de

hidrocarburos mas pesados, los cuales son normalmente lquidos, el resultado es

una considerable disminucin de aceite.

La cantidad en la cual el petrleo decrece en volumen desde el reservorio hasta el

tanque de almacenamiento se llama factor volumtrico de formacin. Su rango

vara de 1.0 para aceites con bajas fracciones de ligeros a 2.0 o mas para aceites con

grandes cantidades de ligeros.

Algunos reservorios contienen predominantemente hidrocarburos ligeros a

presiones y temperaturas tan altas o superiores al punto crtico. Ver figura 12-3.

Cuando la presin del reservorio disminuye de A - A, el fluido entra en la curva delquido vapor y el gas empieza a condensarse, a este fenmeno se le llama

condensacin retrgrada. Luego contina hasta el punto B, donde la mxima

cantidad de lquido se ha condensado. Una prdida adicional de presin genera una

vaporizacin del lquido y finalmente todo se convierte en gas nuevamente.

Generalmente los reservorios de gas, contienen considerables cantidades de

hidrocarburos condensados. Ver figura 12-3a.


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Figura 12-3. Diagrama de la Condensacin Retrgrada del gas. Tomado de Curso de


Si la presin es reducida sin variar la temperatura, el material remanente es solo gas

y en su viaje a la superficie dada la reduccin de la temperatura, se puede formar

una cantidad considerable de lquido.

Tambin se puede dar una situacin en la cual aunque exista una reduccin de

temperatura en el viaje a superficie, no se forma una fase lquida, la cual se

denomina fase seca o gas seco. Estas situaciones se explicaran en el siguiente

aparte.


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Figura 12-3a. Detalle de la condensacin Retrgrada el gas. Tomado de Curso de


12-2. CLASIFICACIN DE YACIMIENTOS.

La estrategia con la cual se explota un yacimiento, depende en gran parte de la

naturaleza de este. De aqu que los yacimientos sean clasificados, segn ingeniera

de yacimientos as: De acuerdo al estado en que se encuentran los hidrocarburos

dentro de l y de acuerdo a los mecanismos primarios que acten en su produccin.

(Maraven, 1991).

Clasificacin segn el estado de los hidrocarburos.

Los hidrocarburos de un yacimiento son mezclas de un gran nmero de

componentes, que suelen estar en fase lquida y / o gaseosa, dependiendo de la

presin y temperatura a la cual estn sometidos. El comportamiento de fases de


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165

estos hidrocarburos se representa mediante un diagrama de presin temperatura

o diagrama de fases, como el que se ilustra en la figura 12-4.

Figura 12-4 Diagrama de Presin vs Temperatura para los hidrocarburos de un

yacimiento. Tomado de Curso de Ingeniera de Yacimientos Maraven. 1991.

El rea encerrada por las envolventes o curvas de punto de burbuja y de puntos deroco, es la regin donde existen dos fases; lquido y gas. Las curvas dentro de esta

regin representan puntos con un porcentaje de lquido determinado en el volumen

total del sistema. Inicialmente los hidrocarburos de un yacimiento tienen su propio

diagrama de fases, que depende de su composicin.


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A medida que el porcentaje de hidrocarburos mas pesados aumenta en el sistema,

la curva envolvente de la regin de dos fases se ubica en una posicin mas baja y

hacia la derecha, como se muestra en la figura 12-5.

Figura 12-5 Curvas envolventes de fase de hidrocarburos para diferentes

yacimientos. . Tomado de Curso de Ingeniera de Yacimientos Maraven. 1991.

La ubicacin del punto crtico en esta curva envolvente es el factor que determina

los tipos de hidrocarburos en el yacimiento.

Los yacimientos pueden ser clasificados entonces de acuerdo a la localizacin de la

temperatura y presin iniciales con respecto a la regin de dos fases.

Si en la figura 12-4, del diagrama de presin vs temperatura, consideramos un

yacimiento con un fluido a una temperatura inicial de 300 F y una presin inicial de

3.700 lpca, representado por el punto A. Debido a que dicho punto se encuentrafuera de la regin de dos fases, los hidrocarburos se hallaran inicialmente en estado

de una fase o monofsico, denominado gas. Como el fluido que queda en el

yacimiento durante la produccin permanece a 300 F, es evidente que el fluido se

mantendr en una sola fase o estado gaseoso a medida que la presin disminuya a

lo largo de la trayectoria A A1.


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Adems la composicin del fluido producido por el pozo no variar a medida que el

yacimiento se agota. Esto ser cierto para cualquier acumulacin de esta

composicin, donde la temperatura del yacimiento excede el punto

cricondentrmico, o mxima temperatura a la cual pueden coexistir dos fases, o sea250 F para el ejemplo.

Aunque el fluido que queda en el yacimiento permanecer en estado monofsico, el

fluido producido al pasar del fondo del pozo a los separadores en superficie, aunque

de la misma composicin, pueden entrar en la regin de dos fases, debido a la

disminucin de la temperatura, como lo representa la lnea A A2. Esto explica la

produccin de lquido condensado o Gas Hmedo, en la superficie a partir de un gasen el yacimiento. Es lgico que si la temperatura del fluido se mantiene por encima

de 250 F, solo existir gas en la superficie a las temperaturas normales del

ambiente y la produccin se llamar de Gas Seco. No obstante la produccin puedean contener fracciones lquidas, que pueden removerse por separacin a bajas

temperaturas o por plantas de recuperacin.

Si se considera de nuevo un yacimiento con el mismo fluido de la figura 12-4, pero a

una temperatura de 180 F y presin inicial de 3.300 lpca, punto B. Aqu la

temperatura del yacimiento excede la temperatura crtica y como antes el fluido se

encuentra en estado monofsico o gas. A medida que la presin disminuye debido a

la produccin, la composicin del fluido producido ser la misma que la del fluido

del yacimiento A y permanecer constante hasta alcanzar la presin del punto de

roco a 2.545 lpca, punto B1. Por debajo de esta presin, se condensa lquido de la

mezcla de hidrocarburos del yacimiento en forma de roco y de all que a este tipo

de yacimiento se le denomine Yacimiento de Punto de Roco o de CondensacinRetrgrada. Debido a esta condensacin la fase gaseosa contendr menoscondensables. De otra parte, como el lquido condensado se adhiere a las paredes

de los poros permanecer inmvil. Por consiguiente el gas producido en la

superficie tendr un contenido de lquido menor, aumentando as la relacin gas

petrleo de produccin.

Suponiendo nuevamente un yacimiento cuyos hidrocarburos tienen el mismo

diagrama de P vs T , con una presin de 3.000 lpca y una temperatura de 75 F,

representados por el punto C. En estas condiciones los hidrocarburos estn en una

sola fase, que en este caso sera lquido, ya que su temperatura est por debajo de latemperatura crtica. Este tipo de yacimiento recibe el nombre de Yacimiento dePunto de Burbuja o de Gas Disuelto o Black Oil,ya que a medida que la presindisminuye se alcanzar el punto de burbuja, para el caso a 2.500 lpca o punto C1 y

por debajo del cual se empieza a desarrollar gas libre en el yacimiento, aumentando


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la relacin gas petrleo de produccin. A estos yacimientos se les llama tambin

Subsaturados.

Dado que la gravedad del petrleo producido en este tipo de yacimientos vara

entre crudos extrapesados ( 8 API) hasta muy livianos ( 40 API), se suelensubdividir en dos categoras; yacimientos de petrleo voltil, que son los queproducen crudos livianos y yacimientos de crudos convencionales o de petrleo

crudo o no voltil.

Finalmente supngase que se tiene un yacimiento cuya presin fuese de 2.000 lpca

y la temperatura de 150 F, es decir el punto D. En este caso los hidrocarburos

estaran en dos fases; una lquida contenida en una zona de petrleo y otra gaseosa

en una zona superior llamada capa de gas. A estos yacimientos se les denomina

Yacimientos con capa de gas o Yacimientos Saturados. Como las composiciones de

las zonas de gas y de petrleo son completamente diferentes entre s, pueden

representarse separadamente por diagramas de fases individuales o con el

diagrama de la mezcla. Las condiciones de la zona lquida sern las del punto de

burbuja y se producir como un yacimiento de punto de burbuja, modificado por la

presencia de la capa de gas. Las condiciones de la capa de gas, sern las del punto

de roco, pudiendo ser retrgrada o no.

12-3. Los Cinco Fluidos del Reservorio.


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Hay cinco tipos de fluidos de reservorio y son llamados usualmente; Black Oil o

petrleo negro, petrleo voltil, gas retrgrado, gas hmedo y gas seco.

Estos cinco tipos de fluidos han sido definidos debido a que cada uno requiere de

diferente tratamiento por parte de los ingenieros de reservorio o yacimientos y delos ingenieros de produccin.

Los ingenieros deben identificar el tipo de fluido lo mas temprano posible en la vida

del yacimiento, ya que este es el factor principal en muchas de las decisiones a

tomar. El mtodo de muestreo del fluido, el tipo y tamao del equipo de superficie,

los procedimientos de clculo para determinar el petrleo y el gas en el sitio, las

tcnicas de prediccin de reservas de petrleo y gas, el plan de agotamiento y la

seleccin del mtodo de recobro mejorado, dependen del tipo de fluido en el

reservorio.

El tipo de fluido solamente puede ser confirmado por observacin en el laboratorio,

aunque una evaluacin de la informacin de produccin usualmente indica el tipo

de fluido. Los parmetros bsicos para hacerlo son:

- La relacin gas petrleo inicial de produccin. (RPG)

- La gravedad del lquido en el tanque de almacenamiento.

- El color del lquido en el tanque de almacenamiento.

Identificacin de campo del Black Oil.

Se caracteriza por tener una relacin gas petrleo inicial de 2.000 scf / STB o

menos.

Donde; scf = pies cbicos estandar de gas

STB = Barriles estandar.

Las condiciones estandar del tanque son:

Presin = 14.7 psia ( libra x pulgada cuadrada absoluta)


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Presin Absoluta = Presin medida + presin atmosfrica

Temperatura = 60 F

Tambin existe psim o psig = libra x pulgada cuadrada con manmetro o gauge.

Donde psia = psig + 14.7

La relacin de produccin gas petrleo, se incrementar durante la produccin,

cuando la presin del reservorio caiga por debajo del punto de burbuja.

El aceite en el tanque usualmente tendr una gravedad menor de 45 API

La gravedad del petrleo en el tanque, decrecer ligeramente con el tiempo, hasta

el final de la vida del reservorio cuando volver a aumentar.

El petrleo en el tanque es negro, indicando la presencia de hidrocarburos pesados,

algunas veces ser verde o caf.

Identificacin de campo del petrleo voltil.

La lnea divisoria entre el black oil y el petrleo voltil es arbitraria, mientras que la

lnea que los separa de los gases retrgrados es clara, ya que el petrleo voltil tiene

una temperatura crtica mayor que la temperatura del reservorio.

Presenta una relacin gas petrleo inicial entre 2.000 3.300 scf / STB.

La gravedad del petrleo en el tanque es de 40 API o mayor y aumenta durante la

produccin a medida que disminuye la presin.

El petrleo en el tanque es coloreado, usualmente caf, naranja o verde.

Identificacin de campo de gases retrgrados.

El lmite inferior de la relacin gas petrleo para este caso es > 3.300 scf / STB.


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Los gases con relaciones altas de gas petrleo, tienen cricondentrmicos cerrados

a temperatura de reservorio y generan poco lquido retrgrado en el yacimiento.

En la prctica cuando la relacin gas petrleo es superior a 50.000 scf / STB, la

cantidad de lquido retrgrado en el reservorio es muy pequea y el fluido delreservorio puede ser tratado como un gas hmedo.

La relacin gas petrleo se incrementar despus de iniciar la produccin, cuando

la presin del reservorio cae por debajo del punto de roco.

La gravedad del lquido en el tanque est entre 40 60 API y aumenta a medida

que la presin desciende por debajo del punto de roco.

Identificacin de campo de gases hmedos.

Los gases hmedos producen lquidos en el tanque, con el mismo rango de

gravedad que los lquidos de los gases retrgrados. Sin embargo la gravedad del

lquido en el tanque no cambia durante la vida del reservorio.

El color del lquido usualmente es blanco acuoso.

Los verdaderos gases hmedos tienen relaciones gas petrleo de produccin muy

altas y se puede mantener constante durante la vida del reservorio.

En ingeniera > 50.000 scf / STB, puede ser considerado como un gas hmedo.

12-4. Clasificacin con base en los mecanismos de produccin

La produccin de los fluidos del yacimiento es ocasionada entre otras cosas, por

el gradiente de potencial existente dentro del yacimiento y hacia los pozos

productores. El volumen dejado en el yacimiento como consecuencia de esta

produccin, debe ser reemplazado por otro agente o medio y esto constituye el

mecanismo de produccin. Este reemplazo puede ser debido a uno mas agentessimultneos pero por lo general, uno de ellos predomina. (Maraven, 1991).

Si el reemplazo es debido a la expansin de los lquidos, se dice que el yacimiento es

de Expansin de Lquidos. Si el reemplazo es debido a la disminucin del espacioporal, se dice que el mecanismo de produccin es la compactacin de las rocas y el


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yacimiento es de Compactacin. Los anteriores mecanismos son responsables de laproduccin de una pequea cantidad del total de los fluidos existentes en el

yacimiento.

De otra parte, la disminucin de la presin en el yacimiento puede permitir laliberacin y expansin del gas que est en solucin en el petrleo, el cual tiende a

ocupar parte o todo el volumen dejado por los fluidos producidos. En este caso se

dice que el mecanismo de produccin es la Liberacin del gas en solucin y al

yacimiento donde sucede este mecanismo se le llama Volumtrico o de Empuje degas de solucin. El recobro por este mecanismo es usualmente mayor que en losdos anteriores, pero an es relativamente bajo.

Tambin se debe recordar que las fuerzas gravitacionales actan en todo momento

sobre el yacimiento y tienden a segregar los fluidos dentro de ellos. Esto puede

originar el movimiento de los fluidos de las partes altas del yacimiento a las partes

bajas y viceversa y con ello hacia los pozos productores. En este caso el yacimiento

se llama de Segregacin gravitacional y el mecanismo se llama EmpujeGravitacional.

Adems los fluidos pueden ser reemplazados por otro fluido que est en

movimiento, el cual ocupa parte o todo el mencionado volumen y suple con una

energa externa al fluido desplazado y es el causante de dicho desplazamiento. A

este tipo de mecanismo se le denomina empuje frontaly las fuentes para ellos son :

- El agua que invade al yacimiento desde un acufero y recibe el nombre de

Empuje Hidrulico.

- El gas proveniente de la expansin de la capa de gas y recibe el nombre

de Empuje por capa de Gas.

- La combinacin de los anteriores, denominndose Empuje Combinado.

- El fluido que se inyecta al yacimiento y que se designa como Recobro

Suplementario.

En la siguiente figura 12-6, se indican los anteriores mecanismos de produccin.


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Figura 12-6. Clasificacin de Yacimientos segn mecanismos de

produccin.Tomado de Curso de Ingeniera de Yacimientos Maraven. 1991.

12-5. Caractersticas de los diferentes mecanismos de produccin.

Empuje por Expansin Lquida.

- Presentan una declinacin muy rpida de la presin del yacimiento.

- El recobro que se obtiene por este mecanismo es muy bajo.( 5%).

- En aquellos casos extremos donde muy poco o casi nada de gas est

disuelto en el petrleo, la presin del yacimiento puede declinar hasta la

presin de abandono con menos del 5 % de recobro de petrleo original.

- Adems se caracteriza por una relacin gas petrleo es muy baja.


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Empuje por Gas en Solucin.

- La presin declina rpida y continuamente.

- La relacin gas petrleo es baja al principio, luego sube aun mximo ydespus declina rpidamente.

- Su produccin de agua es poca o nada y permanece constante.

- El recobro esperado es de 10 25 % del petrleo inicial en el yacimiento.

Empuje por Segregacin Gravitacional.

Este mecanismo ocurre cuando existe baja viscosidad del petrleo, alta

permeabilidad vertical, alta porosidad y alto buzamiento. Adems para que acte

eficientemente la produccin debe ser lenta, de modo que la fuerza gravitacional

separe el petrleo y el gas formando una capa de gas en el tope de la trampa.

- La presin del yacimiento disminuye lenta y continuamente.

- Formacin de una capa de gas secundaria.

- La produccin de agua es insignificante.

- Su recobro es muy variable.

Empuje por Capa de Gas.

- La presin del yacimiento declina ligera y continuamente.

- La relacin gas - petrleo se eleva continuamente en los pozos ubicados

en la parte superior de la estructura, mientras que si dichos pozos son

cerrados se eleva ligera y continuamente.

- Su produccin de agua es insignificante.

- El recobro vara entre 20 50 %

Empuje por Agua o Hidrulico.


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- La presin del yacimiento permanece alta y tiende a mantenerse.

- La relacin gas petrleo permanece casi constante y es baja.

- La produccin de agua se inicia tempranamente y aumenta

considerablemente.

- El recobro es de 30 80 %

Empuje combinado.

En este tipo de mecanismo, sus caractersticas dependen de la efectividad del

mecanismo impulsor dominante, el cual a su vez puede variar con el tiempo.

PRODUCCION DE PETROLEO

TOMADO DE: http://gustato.com/petroleo/Petroleo3.html

El petrleo crudo entrampado en el subsuelo est asociado a gas y agua, y semantiene all bajo presin. Cuando despus de realizada la perforacin se poneel pozo en produccin, el nivel de presin en el reservorio determina segn loscaudales de petrleo extrado- hasta cuando el petrleo llegar sin ayuda algunaa la superficie. Si las presiones son altas, el petrleo es forzado a desplazarsehacia el fondo del pozo y fluye hacia arriba. Lo hace a travs de una caera deproduccin ("tubing"), de 5 a 10 centmetros de dimetro, que se baja cuandotermina la perforacin y se instala adecuadamente. La tubera queda unida a la

caera de entubacin ("tubing") por empaquetaduras especiales ("packer")que a veces sirven tambin para aislar distintas capas productoras.

El control de la produccin se realiza en superficie por medio del "rbol deNavidad" (ver foto) compuesto por una serie de vlvulas que permiten cerrar yabrir el pozo a voluntad, y donde la surgencia se regula mediante un pequeo


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orificio cuyo dimetro depender del rgimen de produccin que se quiera daral pozo.

Cuando llega a la superficie, el petrleo crudo -mezclado con gas en solucin- esbombeado hacia una planta de procesamiento, que separa el gas del petrleo,enviando ste hacia tanques de almacenaje.

La produccin de distintos pozos tiene enormes variaciones: algunos aportanunos pocos m3, otros ms de un millar por da. Esto se debe a diferentesfactores, entre ellos el volumen de petrleo almacenado en el espacio poral derocas reservorio diferentes, la extensin de las capas productoras, supermeabilidad, etc. El perodo de surgencia natural resulta lgicamente el demenor costo de produccin, dado que toda la energa utilizada para producir elpetrleo es aportada por el mismo yacimiento.

Fluidos de reservorio: Caractersticas

Un reservorio petrolero es una formacin de roca sedimentarla porosa ypermeable cubierta por una capa de roca impermeable a travs de la cual nopueden pasar lquidos o gases. Originalmente los poros se llenaron con agua,pero el petrleo y el gas, formados en una fuente rocosa contigua, gradualmentese filtraron en ellas entrampndose contra la capa de roca impermeable. Laforma del reservorio debe permitir la acumulacin del petrleo (o gas), y la capade roca impermeable es esencial para imposibilitar su migracin. Debido a lasfuerzas capilares una parte del agua, originalmente en los poros, no pudo serdesplazada por el hidrocarburo. Esta agua inmovilizada se denomina aguaintersticial. El volumen de todos los poros en una roca reservorio (porosidad)

generalmente se expresa como un porcentaje del volumen total de roca. Cuantomayor es la porosidad efectiva, mayor es la cantidad almacenada de petrleo.

La porosidad total puede variar del 1 al 35 % del volumen total de roca.

Para que el petrleo fluya a travs del reservorio, debe haber una libre conexinentre los poros. La mayor o menor facilidad de pasaje de los fluidos a travs delas rocas se llama permeabilidad y depende del tamao de los canales queinterconectan los poros. A este tipo de porosidad en la que los poros estninterconectados la llamamos efectiva y por lo general se presen

Geologia Del Petroleo Basica

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