1

Prlogo I

Introduccin y Reconocimientos 19

Captulo 1 - Qu es el Petrleo?

Introduccin 35

I. Origen 36 Teoras inorgnicas 36

La teora del carburo 36La teora a base de carbonato de calcio, sulfato de calcio y agua caliente 36

Teoras orgnicas 36La teora vegetal 37La teora del carbn 37

Informacin de campo 38Las huellas del pasado 38Generacin del petrleo en la naturaleza 38

II. Composicin Qumica del Petrleo 40 Maravillosas combinaciones de carbono e hidrgeno 41 Caractersticas fsicas y qumicas del petrleo 42

Color 42Olor 42Densidad 42Sabor 44Indice de refraccin 44Coeficiente de expansin 44Punto de ebullicin 44Punto de congelacin 44Punto de deflagracin 44 Punto de quema 44Poder calorfico 44Calor especfico 44Calor latente de vaporizacin 44Viscosidad 44

Viscosidad relativa 45

I n d i c e G e n e r a l

Indice General Pgina

2 E l P o z o I l u s t r a d o

Viscosidad cinemtica 45Viscosidad Universal Saybolt 45

III. Rendimiento de los Crudos 45 Los crudos venezolanos, Tabla 1-2 49

Referencias Bibliogrficas 50

Captulo 2 - Exploracin

I. Los Comienzos 57 La teora anticlinal 58 Geologa aplicada 58

II. Configuracin de los Yacimientos Petrolferos 60 Caractersticas de las rocas petrolferas 60 Rocas gneas, metamrficas y sedimentarias 61 Propiedades fsicas de las rocas 63 Capacidad de almacenamiento de las rocas 63 Medicin de la porosidad 65

III. Metodos Geofsicos de Exploracin 65 El gravmetro 65 El magnetmetro 66 El sismgrafo 67 La sismologa de refraccin 67 La sismologa de reflexin 67 Adelantos en procedimientos y tcnicas de exploracin 68

IV. Mtodos Elctricos de Exploracin 70 Distintos caminos para encontrar petrleo 72

V. Mtodos Petrofsicos Modernos 72

VI. Geoqumica 73

VII. Exploracin Area y Espacial 74

VIII. Exploracin Costafuera 75

IX. Aplicacin de Mtodos de Exploracin en Venezuela 76

E l P o z o I l u s t r a d o

3I n d i c e G e n e r a l

Referencias Bibliogrficas 81

Captulo 3 - Perforacin

Introduccin 89

I. El Metodo Original de Perforacin 89 El sistema a percusin 89 Ventajas y desventajas de la perforacin a percusin 90

II. Perforacin Rotatoria 92 Seleccin del rea para perforar 92 Componentes del taladro de perforacin rotatoria 92 La planta de fuerza motriz 94 El sistema de izaje 94

El malacate 95El cable de perforacin 95La cabria de perforacin 96El aparejo o polipasto 96

El sistema rotatorio 98La mesa rotatoria o colisa 98La junta giratoria 99La junta kelly 100

La sarta de perforacin 101La barrena de perforacin 101Tipos de barrenas 102La tubera lastrabarrena 104La tubera de perforacin 106

El sistema de circulacin del fluido de perforacin 107Las bombas de circulacin 107De la bomba a la junta giratoria 109El fluido de perforacin 110Funciones del fluido de perforacin 110Tipos de fluidos de perforacin 111

Fluido de perforacin a base de agua 112Fluido de perforacin a base de petrleo 112Otros tipos de fluidos de perforacin 113

Control del fluido de perforacin 113

4 E l P o z o I l u s t r a d o

III. Aplicaciones de la Perforacin Rotatoria 114 El hoyo o pozo vertical 114 El pozo direccional 114 Aplicaciones de la perforacin direccional 115 Conceptos econmicos y aplicaciones

tcnicas avanzadas de pozos desviados 116 Apreciaciones y cambios resultantes de la nueva

tecnologa en perforacin 118 Apreciaciones sobre los parmetros del hoyo

horizontal 119 El hoyo de dimetro reducido 120

IV. Sartas de Revestimiento y Cementacin 120 Funciones de las sartas 121 Factores tcnicos y econmicos 121 Clasificacin de las sartas 122

La sarta primaria 122Las sartas intermedias 122La sarta final y de produccin 123

Caractersticas fsicas de la tubera revestidora 123Elongacin 123Aplastamiento 124Estallido 124

Cementacin de sartas y otras aplicaciones de la cementacin 125

Funciones de la cementacin primaria 125Cementacin forzada 126

Aditamentos para la cementacin de sartas 127La zapata de cementacin 127La unin o cuello flotador 127Unin o cuello flotador (cementacin por etapas) 128Centralizadores 128Raspadores 128

V. Operaciones de Perforacin en Aguas Costafuera 129 El ambiente 129 La tecnologa 130

VI. Operaciones de Pesca 132

VII. Arremetida, Reventn e Incendio 132

VIII. Problemas Latentes durante la Abertura del Hoyo 133

5I n d i c e G e n e r a l

IX. Informe Diario de Perforacin 134

X. Terminacin del Pozo 137

XI. Clasificacin de Pozos Terminados 138

XII. Tabla de Conversin 139

Referencias Bibliogrficas 140

Captulo 4 - Produccin

I. Terminacin del Pozo 149 Evaluaciones previas 149 Tipos de terminacin 150

Terminacin vertical sencilla 151Terminacin vertical doble 152Terminacin vertical triple 153

Otras modalidades de terminacin 153Bombeo mecnico 154Bombeo hidrulico 155Levantamiento artificial por gas 156

La sarta de educcin 157Aditamentos para la sarta de educcin 158

Terminacin de pozos horizontales 158 Tubera continua o devanada de educcin 159 Terminacin de pozos costafuera 163

II. Caractersticas de los Yacimientos 165 Presin del yacimiento 166 Temperatura del yacimiento 167 Viscosidad de los crudos 167 Mecanismos naturales de produccin del yacimiento 169

Casquete o empuje de gas 170Empuje por gas disuelto 172Empuje por agua o hidrulico 173Empuje por gravedad 174

III. Manejo de la Produccin 176 Separacin de fluidos 176

El mltiple de produccin 176

6

Los separadores de produccin 177Disposicin del crudo 178Disposicin del gas 178Disposicin del agua 179

IV. Comportamiento de la Produccin 180 Comportamiento de los pozos 180 Comportamiento del yacimiento 180 Clasificacin de las reservas 182 La produccin vigorizada 183 Ejemplos numricos 183

V. Mantenimiento, Estimulacin y Reacondicionamiento de Pozos 184 Mantenimiento 184 Estimulacin de pozos 186

Succin 186Inyeccin de fluidos 186Fracturamiento de estratos 187Acidificacin 188

Limpieza de pozos 189Arenamiento 189Acumulacin de parafina 191

Reacondicionamiento de pozos 192Tareas para reacondicionamiento de pozos 193

VI. Crudos Pesados/Extrapesados 193 Caractersticas 195 De los yacimientos y los crudos pesados y extrapesados 195 La Faja del Orinoco 197

Inters por la Faja 198

Referencias Bibliogrficas 202

Captulo 5 - Gas Natural

Introduccin 211

I. Uso del Gas y sus Lquidos 213 Combustible eficiente 213 Insumo para procesos 214

E l P o z o I l u s t r a d o

7

II. Caractersticas y Propiedades del Gas Natural 215 Composicin 215 Relaciones P-V-T 217

Presin-volumen 217Temperatura-volumen 218Condiciones combinadas 218

Densidad 219La ecuacin PV = nRT 220La compresibilidad de los gases 221Poder calorfico del gas natural 222Viscosidad del gas natural 223Gradiente de presin del gas 224Presin de burbujeo y presin de roco 225Presin o tensin de vapor 226

III. Generacin de Hidrocarburos 227

IV. Exploracin para el Gas 228 Adelantos tcnicos en sismografa 228 El color: adelanto significativo 230

V. Operaciones de Perforacin para Gas 231 Ubicacin del yacimiento 231 Espaciado de pozos 231 Terminacin de pozos 232

VI. Comportamiento y Manejo del Yacimiento y Pozos 233 El gas en el yacimiento 233 El flujo del gas: del fondo del pozo a la superficie 233

VII. Transporte y Entrega del Gas a los Mercados 234 Transporte 235 Distribucin 236 Exportaciones de derivados del gas 236

VIII. El Precio del Gas 237

Referencias Bibliogrficas 240

I n d i c e G e n e r a l

8 E l P o z o I l u s t r a d o

Captulo 6 - Refinacin

Introduccin 249

I. Una Idea, un Informe: una Industria 252 El trabajo de Silliman 253 La destilacin a altas temperaturas 254 Utilizacin del vapor de agua 254 El petrleo como fuente de iluminantes 255

II. Crudos para las Refineras 256 Tipificacin de crudos 257 Seleccin de hidrocarburos 258 Evaluacin de crudos 260 Complejidad de la evaluacin 261 Terminologa 262 El laboratorio 263 El aspecto econmico 264

III. La Qumica del Petrleo 265 Ejemplos de la estructura molecular 267

Serie parafnica CnH2n+2 267Serie olefnica CnH2n 268Naftenos (CnH2n) x 269Aromticos CnH2n-6 269

La comercializacin del petrleo 270

IV. Los Procesos de Refinacin (A) 270 La utilizacin de energa 271 De los equipos de refinacin 274 Tecnologa 274 Metalurgia 275

V. Los Procesos de Refinacin (B) 275 Procesos de destilacin 276 Desasfaltacin 277 Refinacin con disolvente 277 Desceracin o desparafinacin con disolvente 278 Exudacin de parafina 278 Proceso trmico continuo (Thermofor)

con utilizacin de arcilla 278 Tratamiento con cido-arcilla 278

9

Oxidacin de asfalto 279 Descomposicin trmica 280 Descomposicin trmica cataltica fluida 281 Reformacin cataltica 282 Extraccin de azufre 283

VI. La Refinacin y la Demanda de Productos 286 El nuevo patrn de refinacin de la Refinera de Amuay 287 Disposicin de las plantas 288 Los procesos seleccionados 288

Proceso Flexicoking (Exxon) 288Proceso Flexicracking (Exxon) (Desintegracin Cataltica) 290Proceso de Isomerizacin Butamer (Universal Oil Products) 290Proceso de Alquilacin HF (Acido Fluorhdrico, Universal Oil Products) 291

Inversiones 291

VII. Factores Complementarios 292 Suministro de crudos y otros hidrocarburos 292 Almacenamiento 292 Instrumentacin 293 Seguridad industrial 294

VIII. Evolucin de la Refinacin en Venezuela 294 Cronologa de la refinacin en Venezuela 295

Referencias Bibliogrficas 308

Captulo 7 - Petroqumica

Introduccin 315

I. El Crecimiento de la Industria Petroqumica 315 Insumos para producir gasolinas y cauc