capacitacion 1 introduccion a la ingenieria de petroleos para no petroleros term

Gabriel Boero – Estrategia y Responsabilidad Social


CURSO DE INGENIERÍA DE PETRÓLEOS PARA NO PETROLEROS

MODULO I

GENERALIDADES

Tutor: Ing. Leonardo I. Mena, Investigación y Desarrollo Sertecpet


Primeros conocimientos del Petróleo

Tutor Ing. Leonardo I. Mena, Investigación y Desarrollo

Modulo I – Tema 1


Sabias que existen indicios del uso del petróleo mucho antes de la era moderna?

• De acuerdo con la Biblia, Dios dijo a Noé: “Haz un arca de madera resinosa y recúbrela con brea por dentro y por fuera”, el Arca de Noé fue asfaltada por completo.


Sabias que existen indicios del uso del petróleo mucho antes de la era moderna?

• En el año 1200 a. de C. se usaban en Babilonia lámparas de aceite mineral, descubriéndose más tarde la mecha diseñada en lino, médulas de junco o ciertas hojas.

Cuando prendían las lámparas no tenia buen olor y provocaba humo negro, por eso se lo dejo de usar, hasta que se lo empezó a refinar y usarse como Kerosene


Sabias que el petróleo emerge a la superficie de manera natural?

En algunos lugares alrededor del mundo, el petróleo sobresale a la superficie, por supuesto que las sustancias volátiles de este fluido se ha evaporado, y solo quedan los elementos mas pesados, llamados Bitúmenes y Breas


Se forman por la lenta fuga de petróleo de las acumulaciones bastante grandes que han llegado hasta cerca de la superficie y hasta la zona de fractura por acción de la erosión o que han sido perforadas por fallas o fracturas.

Water filled hole with four tar blobs

El petróleo flota en la superficie del agua y las burbujas de gas escapan hacia la atmósfera. En agua estancada el petróleo puede acumularse en forma de masa entre viscosa y sólida.

Películas flotantes tienen un brillo iridiscente

Emanaciones naturales de petróleo


Guide holding tar high Guide pulling back lake skin

Soft tar surface with gas bubbles Tar comming up between diferent layers of asphalt


Sabias que En Ecuador sobresale de manera natural el petróleo?

Una de las formaciones mas famosas de Ecuador llamada Hollín, sobresale hasta la superficie, y su contenido de brea sale de entre la roca, esto lo conocían desde siglos atrás nuestros antepasados


Usos del Petróleo

El petróleo es ciertamente una de las sustancias más valiosas de que podemos disponer, con la tecnología y petroquímica actual se han dado miles de usos a esta sustancia de color obscura Ejemplos: INDUSTRIA

Plásticos, fabricación de aceros y electrodos, aislamientos

ELECTRICIDAD Y COMUNICACIONES

Material eléctrico, cables de comunicación antenas satelitales y fibra óptica, teléfonos, celulares, computadores

INDUSTRIA PETROQUÍMICA

Aceites, lubricantes, aditivos, fertilizantes, grasas, combustibles


Origen del petróleo y Gas


Modulo I – Tema 2


Origen del petróleo y gas La palabra petróleo, significa aceite de piedra. De origen bituminoso, se trata de un compuesto de hidrocarburos, básicamente de carbono e hidrogeno, que en su forma natural se encuentra en estado solido, liquido o gaseoso.


Las teorías que han tratado de explicar este problema de han dividido en dos grandes grupos:

1. Teorías Inorgánicas o minerales

2. Teoría Orgánica

ORIGEN DEL PETRÓLEO


Las teorías inorgánicas fueron esencialmente las hipótesis de fines de

siglo XVIII, durante el siglo XIX y a principios del siglo XX, elaboradas principalmente por químicos.

“Postulan que el petróleo y el gas asociado se forman mediante

procesos inorgánicos reproducibles en el laboratorio”

TEORÍA INORGÁNICA


Sin embargo, cuando las

geológico se perfecciono

suficiente, se comenzó a

de formación orgánica.

técnicas del análisis

y se contó con información

dar importancia a las teorías


Basada en dos principios fundamentales:

a) La producción de hidrocarburos a partir de organismos

vivos.

b) La acción del calor sobre la materia biogénicamente.

orgánica formada

Postula que el petróleo es producto de la descomposición de organismos vegetales y animales que fueron sometidos a enormes presiones y altas temperaturas en ciertos periodos de tiempo geológico.

TEORÍA ORGÁNICA


Organismos de vida marina y continental fueron sepultados cambios en 1500 bars), Hidrógeno

en un medio ambiente anaeróbico y por la temperatura y presión (50 a 250 C y 300 a estos organismos que contienen Carbono e en sus moléculas orgánicas, fueron

convertidos en hidrocarburos en un lapso relativamente grande.


Evidencias de la TEORÍA ORGÁNICA

1.- La Gran Abundancia de materia orgánica, que existe en los sedimentos recientes y en los hidrocarburos asociados con dicha materia orgánica.

2.- En los restos orgánicos predomina el H y el C, que son los

los

las

componentes principales de los hidrocarburos y mediante

procesos bioquímicos (metabolismo de los animales y

plantas), se ha observado que producen continuamente pequeñas cantidades de hidrocarburos (aunque no del tipo del petróleo).

3.- La presencia de Nitrógeno y de porfirinas en el pigmento de

algún tipo de petróleo, sobre todo en la fracción pesada, ya que el

nitrógeno es un componente esencial en los aminoácidos y estos

componen las proteínas. Las porfirinas se relacionan con la

clorofila de los vegetales.


4.- La actividad óptica que presenta el petróleo es una propiedad típica de las sustancias orgánicas.

5.- La presencia en el petróleo de “fósiles geoquímicos”.

Estas son moléculas orgánicas sintetizadas por los los organismos vivos, los cuales son incorporados a

sedimentos conservando su estructura original, sin alterar o casi sin alterar.

6.- En forma experimental se pueden generar

hidrocarburos a partir de materia orgánica mediante el calentamiento a altas temperaturas (rompimiento termal).

7.- En las cuencas sedimentarias se tienen la mayoría de

los yacimientos petroleros (principalmente marinas

aunque también hay continentales).


Para cumplir el objetivo, de este importante tema, es necesario

leer el libro del material de estudio

Origen del Petróleo, paginas 3 a 10 Autor: Ensayo del petróleo, Empresa Pemex 2007

Una vez cumplido este objetivo debe ir a control de lectura No 1 del modulo I

Leamos este ensayo para complementar la lectura

http://campus.sertecpet.net/archivos/_55/Origen%20del%20petroleo%20e%20Historia%20de%20la%20perforacion%20en%20Mexico_PEMEX%202007_Rev%202_opt_opt.pdf


Clasificación y propiedades del

petróleo


Modulo I - Tema 3


Clasificación del petróleo

• Por el tipo de Hidrocarburos

• Por el contenido de Azufre

• Según el grado API

• Por el factor Kuop


Por el tipo de hidrocarburos

PETRÓLEO DE BASE PARAFINICA • Predominan los hidrocarburos

saturados o parafinicos (75%) • De color claro, fluidos y de baja

densidad (0.75-0.85 g/ml). Rinden más nafta que los asfálticos.

• Elevados rendimientos de naftas, bajo contenido de azufre, y tienen altos puntos de congelación

• De estos petróleos se pueden extraer los mayores porcentajes de naftas, querosene y aceites lubricantes. Produce poco asfalto.

• Son útiles para obtener gasolina, solventes, entre otros.



PETRÓLEO DE BASE ASFÁLTICA O NAFTENICA • Estos son negros, viscosos y de

elevada densidad (0.95 g/ml). • En la destilación primaria producen

poca nafta y abundante fuel-oil, quedando asfalto como residuo.

• Predominan los hidrocarburos etilénicos y diétilinicos, cíclicos ciclánicos (llamados nafténicos), y bencenicos o aromáticos como el benceno y sus derivados.

• Alto contenido de azufre y metales • Por destilación producen asfalto • Se usa para obtener Diesel- (ACPM)

lubricantes y otros.



PETRÓLEO DE BASE MIXTA • Tienen características y

rendimientos comprendidos entre las dos variedades principales.

• Después de destilar sus porciones más volátiles abandonan naftas y asfalto.

• La mayor parte de los petróleos contenidos en los yacimientos mundiales pertenecen a este tipo

• El crudo Napo de la Cuenca Oriente, pertenece a este grupo.


Por el tipo de Azufre PETRÓLEO DULCE • Contiene < 0.5% de Azufre • Es un petróleo de alta calidad • Útil para refinar y transformar en

gasolinas PETRÓLEO MEDIO • Contiene azufre entre un rango de 0.5%

a 1%

PETRÓLEO AGRIO • Contiene > 1% de Azufre • Su costo de refinamiento es mayor • Útil para refinar y transformar en

gasolinas • Según un estudio de la consultora

Quantum, en promedio, el contenido de azufre del crudo ecuatoriano se elevó de 1,51% en el 2004 y a 1,76% en 2007.


Por el tipo de Azufre

DULCE S(Azufre)<0.5%

MEDIO 0.5<S(Azufre)<1.5%

AGRIO S> 1.5%

NAFTENICOS PARAFINICOS

Crudo Liviano 40°API

Brend Bonny Light

Crudo Medio 33°API

Forcados Minas Cabinda

Cañón Limón Oriente

Arabia Ligero Dubai Arabia Pesado

Crudo Pesado 22°API

Maya Bachaquero Boscan

CONTENIDO DE AZUFRE

DENSIDAD


Por su densidad La densidad del petróleo en grados °API, se clasifica en:

• La calidad del crudo se mide, entre otros factores, a través de los índices de densidad API y del contenido de azufre del petróleo.

• El crudo ecuatoriano tiene un alto contenido de azufre comparado con el crudo West Texas Intermediate (WTI). Mientras más alto sea el contenido de azufre el precio es menor, debido a que requiere de complejos procesos de refinación, entre otros inconvenientes.

> 40°API Condensado

30 – 39.9 Liviano

22 – 29.9 Mediano

10 – 21.9 Pesado

< 9.9 Extrapesado


Por su factor Kuop o Factor de Watson

• Este Factor KUOP fue introducido por Investigadores de la Sociedad “Universal Oil Products Co”

• Define la clasificación química de los hidrocarburos puros.

• Dependen únicamente de su punto de ebullición y de su densidad.

𝐾𝑈𝑂𝑃 =(𝑇𝐸𝑏𝑢𝑙𝑙𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛/1.8) 1/3

𝐺𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎

• KUPO=13 PARAFINAS

• KUPO=12 BASE MIXTA

• KUPO=11 NAFTENOS PUROS

• KUPO=10 AROMÁTICOS PUROS


Propiedades del petróleo

Propiedades Físicas

• Rango de destilación

• Viscosidad

• Densidad

Características de Riesgo

• Punto de inflamación

• Punto de autoignición


El rango de destilación es, el intervalo de temperaturas a la que destila la primer compuesto, sin que empiece a destilar el segundo. Este rango se puede decidir en función de los puntos de ebullición de los compuestos, pero hay que tener en cuenta que dichos puntos de ebullición pueden aumentar o disminuir en función de la presión ejercida en la destilación, Por ejemplo en la destilación primaria o Topping. el Querosene tiene un rango de destilación que va desde los 175 °C hasta los 230 °C y el Gas-Oil liviano desde los 180 °C a los 230 °C

Rango de destilación


Es la resistencia de un líquido o gas a fluir. Los hidrocarburos de alta Viscosidad, fluyen con mucha dificultad, mientras que aquellos con baja viscosidad son altamente móviles. Las viscosidades son influenciadas por las temperaturas, y su valor no tiene utilidad si no se reporta la temperatura a la que fue leída. Por ejemplo a temperaturas mayores, menor viscosidad.

Las medidas de las viscosidad absoluta es el Poise o centiPoise y la viscosidad dinámica es en Stokes o centiestokes

Viscosidad


La densidad media es la relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que este ocupa

Los crudos livianos son en general menos densos que el agua y los crudos pesados incluso son mas pesados que el agua.

Los gases son relacionados en función de la densidad del aire para identificar sin son mas pesados o livianos que este.

Densidad


Características de Riesgo

Punto de inflamación.- Es la temperatura mínima a la que el

producto liquido produce vapores en concentraciones tales que pueden inflamarse en contacto con una fuente de ignición (llamas, chispa etc.). Algunas normas internacionales clasifican a los líquidos inflamables a temperaturas menores a los 38°C (pueden inflamarse a temperatura ambiente) y combustibles a temperaturas mayores a 38°C (requieren calentamiento previo para poder inflamarse).

Punto de Autoignicion.- o punto de autoinflamación es una característica de los materiales inflamables (combustible) que define las condiciones en que se inicia una reacción de combustión en cadena, sin intervención de una fuente externa de calor, y el proceso de combustión continua a partir de ese momento.

El punto define no solo la temperatura, sino las condiciones del entorno, y cuando se habla de temperatura, se supone que estas son las normales.

Por ejemplo, la gasolina de 56 a 76 octanos tiene una temperatura de Autoignicion de unos 280°C en las condiciones dichas.

http://es.wikipedia.org/wiki/%C2%B0C


Inicio de la Industria Petrolera


Modulo I - Tema 4


La historia del Petróleo en Ecuador A sus 100 años el primer pozo de petróleo declarado patrimonio de Ecuador

31 Oct 2011.- EFE

QUITO.- Ecuador conmemora esta semana un siglo desde que encontró oro negro en sus entrañas, lo que ahora recuerda declarando patrimonio cultural del Estado a la localidad de San José de Ancón, génesis de la era petrolera del país.

Vamos a leer este articulo de la prensa Ecuatoriana.

http://www.eluniverso.com/2011/10/31/1/1430/sus-100-anos-primer-pozo-petroleo-declarado-patrimonio-ecuador.html

Aunque la mayor cantidad de petróleo ahora sale de la verde Amazonía, fue en Ancón, en la península de Santa Elena, donde se centró la mirada inglesa y ecuatoriana para explorar por primera vez el crudo el 5 de noviembre de 1911 y luego extraerlo.

http://www.eluniverso.com/2011/10/31/1/1430/sus-100-anos-primer-pozo-petroleo-declarado-patrimonio-ecuador.html


Conozcamos los principales Bloques Petroleros del Ecuador y su localización.

Identifiquemos los lugares donde tu empresa presta servicios y vende

productos y tecnología

Para ver el mapa haz clic aquí: http://www.geoyasuni.org/wp-

content/uploads/2013/07/MAPA_CATASTRAL_ECUADOR_2012.jpg

http://www.geoyasuni.org/wp-content/uploads/2013/07/MAPA_CATASTRAL_ECUADOR_2012.jpg

http://www.geoyasuni.org/wp-content/uploads/2013/07/MAPA_CATASTRAL_ECUADOR_2012.jpg


Para cumplir el objetivo, de este importante tema, es necesario leer el libro del

material de estudio

La Cuenca Oriente, Geología y Petróleo, Patrice Baby, Marco Rivadenerira, Roberto

Barragan, IFEA-IRD-PETROECUADOR, Octubre 2004. Paginas 205 hasta la 227

Una vez cumplido este objetivo debe ir a control de lectura No

2 del modulo I

http://campus.sertecpet.net/archivos/_55/Cuenca%20Oriente%202004Rev%201.pdf


La historia del Petróleo en el mundo El petróleo, Símbolo me la industria moderna? EL PETRÓLEO se conoce desde la prehistoria. La Biblia lo menciona como betún, o como asfalto. Por ejemplo vemos que en el Génesis, capítulo 11 versículo 3, se dice que el asfalto se usó para pegar los ladrillos de la torre de Babel; asimismo el Génesis, capítulo 4 versículo 10, nos describe cómo los reyes de Sodoma y Gomorra fueron derrotados al caer en pozos de asfalto en el valle de Siddim.

También los indígenas de la época precolombiana en América conocían y usaban el petróleo, que les servía de impermeabilizante para embarcaciones.

Durante varios siglos los chinos utilizaron el gas del petróleo para la cocción de alimentos.

Sin embargo, antes de la segunda mitad del siglo XVIII las aplicaciones que se le daban al petróleo eran muy pocas.

Pero una vez que se expandió su uso, las económicas y políticas se movieron alrededor del petróleo, por este motivo es necesario conocer mas acerca de la historia y la política ligada al Oro negro.

Veamos con detenimiento este documental de History Channel:

http://www.youtube.com/watch?v=MPNZfPwrxxs

http://www.youtube.com/watch?v=MPNZfPwrxxs


Etapas de la Industria Petrolera


Modulo I - Tema 5


Principales etapas de la industria petrolera

ETAPA DE EXPLORACIÓN ETAPA DE REFINACIÓN ETAPA DE

PRODUCCIÓN ETAPA DE TRANSPORTE

COMERCIALIZACIÓN


La exploración es una de las actividades más importantes de la industria petrolera, ya que de ella depende el hallazgo de hidrocarburos, en cantidades suficientes para garantizar el retorno de las cuantiosas inversiones que se requieren.

ETAPA DE EXPLORACIÓN

Etapas principales de la exploración petrolera

1. Identificación de las áreas de Interés

- Con esta etapa se inicia la exploración en una región virgen o desconocida.

- Se trata de una fase preliminar en la que se utilizan métodos indirectos como la geología de superficie (se toman muestras de rocas) o geología de campo, Reconocimiento desde el aire (radares y métodos aeromagnéticos y aerogravimétricos) y espacio, geoquímica y geofísica




2. Detección de trampas

- Cuando ya se detectó el área de interés, se procede a identificar las trampas o estructuras que pudieran contener petróleo.

- Para esta fase se utilizan métodos geofísicos de alta tecnología como la sísmica tridimensional (3D) y métodos avanzados de visualización e interpretación de datos.

- En esta etapa se definen en forma detalla las trampas de hidrocarburos (denominadas prospectos) y se jerarquizan según las reservas estimadas y su potencial valor económico.




3. Verificación de la acumulación

- Cuando se han identificado los prospectos, se decide dónde perforar los pozos exploratorios, único medio seguro de comprobar si realmente hay petróleo.

- Durante esta etapa, el geólogo extrae la información de los fragmentos de roca cortados por la mecha (ripios) detectando estratos (capas) potencialmente productores.

- La perforación exploratoria es una operación muy costosa y de alto riesgo, tanto por la interpretación geológica, la pericia y el tiempo requeridos, como por los riesgos operacionales que implica.

Estadísticamente, de cada diez pozos exploratorios que se perforan en el mundo, sólo tres resultan descubridores de yacimientos.


Ubicación y estudio

Acondicionamiento

de la localización

Perforación

Toma de

información

Mantenimiento

preventivo y

correctivo

Acondicionamiento

Taponamiento

Ciclo de vida de los pozos

Completación y

Pruebas Iniciales

Producción


La producción petrolera es la actividad de la industria que se encarga de todas las etapas necesarias para manejar los hidrocarburos (petróleo y gas) desde el yacimiento hasta el pozo, y desde éste a la superficie; donde se separan, tratan, almacenan, miden y transportan para su posterior utilización.

ETAPA DE PRODUCCION


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