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Índice

i. Introducción ii. Origen iii. Exploración, perforación y extracción

de pozos petroleros iv. Aplicaciones v. Petróleo en América Latina vi. Bibliografía utilizada vii. Links recomendados viii. Bibliografía recomendada

Introducción El petróleo es parte de las fuentes primarias de energía, al igual que la biomasa y la energía solar. Las principales fuentes de energía del mundo industrial actual son los combustibles fósiles: el carbón, el petróleo y el gas. Esto se debe a la relativa facilidad con la que se obtienen, y el aprove-chamiento que se tiene de ellos con tan sólo un mínimo de procesamiento. Sin embargo, tienen la desventaja de que son recursos no renovables y que las emisiones atmosférica que emiten por su combustión son contaminantes. El petróleo como fuente energética ha constituido una liga directa con el desarrollo social y económico de la humanidad, además de que las investigaciones hechas sobre las propiedades y aplicaciones del petróleo, están relacionadas con la evolución de la industria.

Origen El petróleo, también conocido como oro negro por su valor de mercado, es una sustancia aceitosa de color oscuro a la que, por su composición básica de hidrógeno y carbono, se le denomina hidrocarburo. La palabra petróleo proviene del latín “petroleum” o “petros” que significa piedra, y de “oleum” que significa aceite, que da como resultado el significado de “aceite de piedra”. Este hidrocarburo es de tipo orgánico y sedimentario y puede estar en estado líquido o en estado gaseoso. En el primer caso es un aceite, al que también se le conoce como crudo y al segundo se le conoce como gas natural. Por otra parte, la composición elemental del petróleo normalmente está comprendida dentro de los siguientes intervalos:

ELEMENTO CARBÓN HIDRÓGENO AZUFRE NITRÓGENO

% en peso

84-87 11-14 0-2 0.2

Fuente: Jardon, 1995. Según la teoría más aceptada del origen del petróleo y del gas natural, son es el resultado de un complejo proceso fisico-químico en el interior de la Tierra, en el que, debido a la presión y las altas tempe-raturas, se produce la descomposición de enormes cantidades de materia orgánica que se convierten en aceite y gas. Esa materia orgánica está compuesta fundamentalmente por el fitoplancton y el zooplancton marinos, al igual que por materia vegetal y animal, todo lo cual se depositó en el pasado en el fondo de los grandes lagos y en el lecho de los mares. Junto a esa materia orgánica, se depositaron mantos sucesivos de arenas, arcillas, limo y otros sedimentos que arrastraron los ríos y el viento. Todo esto conformó, lo que geoló-



gicamente se conoce como rocas o mantos sedimentarios. Esta teoría se fundamenta en la localización de los mantos de petróleo, ya que todos ellos se encuentran en terrenos sedimentarios y los compuestos antes mencionados son parte de organismos vivien-tes (UNESCO, 1996). Este proceso de sedimentación y transformación es algo que ocurrió a lo largo de millones de años. Algunos geólogos ubi-can el inicio de todo este proceso, por la época de los dinosaurios y los cataclismos; mientras que otros opinan que hoy se está formando de una manera similar el petróleo del mañana. Pero, debido a la lentitud del proceso formativo, la cantidad regenerada se considera como despreciable; por lo cual, el petróleo es un recurso no renovable. Exploración, perforación y extracción de pozos petroleros Exploración del petróleo El petróleo puede encontrarse en el lugar en el que los sedimentos se formaron originalmente o, haberse filtrado hacia otros por entre los poros y/o fracturas de las capas subterráneas. Por eso, para que se den las condiciones de un depósito o yacimiento de petróleo, es necesario que los mantos de roca sedimentaria estén sellados por rocas impermeables que impidan su paso (Tierra América, 1994). En términos geológicos, las capas subterráneas se llaman "formaciones" y están debidamente identificadas por edad, nombre y tipo del material rocoso del cual se formaron, lo cual ayuda a identificar los mantos que contienen las rocas sedi-mentarias. Las "cuencas sedimentarias" son extensas zonas en que geológicamente se divide el territorio de un país y donde se supone, están las áreas sedimentarias que pueden contener hidrocarburos. El propósito de la exploración consiste básicamente, en

identificar y localizar dichas cuencas, ba-sándose en investigaciones de tipo geoló-gico (Séller, 1996). Toda la información obtenida a lo largo del proceso exploratorio es objeto de inter-pretación en los centros geológicos y geofísicos de las empresas petroleras. En esta investigación es en donde se establece qué áreas pueden contener mantos con depósitos de hidrocarburos, cuál es su potencial contenido de hidrocarburos y dónde se deben perforar los pozos exploratorios para confirmarlo. De aquí se obtiene lo que se llama "prospectos" petroleros (PEMEX, 1996). Perforación de los pozos La única manera de saber realmente si hay petróleo en el sitio donde la investigación geológica propone que se podría localizar un depósito de hidrocarburos, es mediante la perforación de un hueco o pozo. La pro-fundidad necesaria del pozo varia con la zona y la estructura geológica, por ejemplo, en Colombia la profundidad de un pozo puede estar normalmente entre 2,000 y 25,000 pies (OLADE). El primer pozo que se perfora en un área geológicamente inexplorada se denomina "pozo exploratorio", y en el lenguaje petrolero se clasifica "A-3". De acuerdo con la profundidad proyectada del pozo, las formaciones que se van a atravesar y las condiciones propias del subsuelo, se se-lecciona el equipo de perforación más indi-cado. Los principales elementos que conforman un equipo de perforación, y sus funciones, son los siguientes:

• Torre de perforación o taladro - Es una estructura metálica en la que se concentra prácticamente todo el trabajo de perforación.



• Tubería o "sarta" de perforación - Son los tubos de acero que se van uniendo a medida que avanza la perforación.

• Brocas - Son las que perforan el subsuelo y permiten la apertura del pozo.

• Malacate - Es la unidad que enrolla y desenrolla el cable de acero con el cual se baja y se levanta la "sarta" de perforación y soporta el peso de la misma.

• Sistema de lodos - Es el material que se prepara, almacena, bombea, inyecta y circula permanentemente. Un lodo de perforación que cumple varios objetivos: lubrica la broca, sostiene las paredes del pozo y saca a la superficie el material sólido que se va perforando.

• Sistema de cementación - Es el material que prepara e inyecta un cemento especial, con el cual se pegan a las paredes del pozo tubos de acero que componen el revestimiento del mismo.

• Motores - Es el conjunto de unidades que imprimen la fuerza motriz que requiere todo el proceso de perforación.

El tiempo de perforación de un pozo dependerá de la profundidad programada y las condiciones geológicas del subsuelo y en promedio se estima entre dos a seis meses (Tierra América, 1996). Dicha perforación se realiza por etapas, de tal manera que el tamaño del pozo en la parte superior es ancho y en las partes inferiores cada vez más angosto. Esto le da consistencia y evita derrumbes, para lo cual se van utilizando brocas y tubería de menor tamaño en cada sección. Además, durante la perforación es fundamental la circulación permanente de un "lodo de perforación", el cual da consistencia a las paredes del pozo, enfría la broca y saca a la superficie el material triturado. Ese lodo se inyecta por entre la

tubería y la broca y asciende por el espacio anular que hay entre la tubería y las paredes del hueco. El material que obtiene sirve para tomar muestras y saber cuál de las capas rocosas es la está atravesando y si hay indicios de hidrocarburos. Asimismo, para proteger el pozo de derrumbes, filtraciones o cualquier otro problema propio de la perforación, se pegan a las paredes del hueco, por etapas, tubos de revestimiento con un cemento especial que se inyecta a través de la misma tubería y se desplaza en ascenso por el espacio anular, donde se solidifica. Al finalizar la perforación, el pozo queda literalmente entubado (revestido) desde la superficie hasta el fondo; lo que garantiza su consistencia y facilitará posteriormente la extracción del petróleo en la etapa de producción. Es importante destacar que, desde el momento en que se inicia la investigación geológica hasta la conclusión del pozo exploratorio, pueden transcurrir de uno a cinco años (PEMEX, 1996). Extracción del petróleo La extracción, producción o explotación del petróleo se hace de acuerdo con las características propias de cada yacimiento. Para que un pozo produzca, se instala una tubería de revestimiento a la altura de las formaciones donde se encuentra el yacimiento. El petróleo fluye por esos orificios hacia el pozo y se extrae mediante una tubería de menor diámetro, conocida como "tubing" o "tubería de producción". En caso de que el yacimiento tenga energía propia, generada por la presión subterránea y por los elementos que acompañan al petróleo (por ejemplo gas y agua), éste saldrá por sí solo. En este caso se instala en la cabeza del pozo un equipo llamado "árbol de navidad", que consta de un conjunto de válvulas para regular el paso del petróleo. Si no existe esa presión, se emplean otros métodos de extracción. El más común ha



sido el "balancín", el cual, mediante un permanente balanceo, acciona una bomba en el fondo del pozo que succiona el petróleo hacia la superficie (IMP). El petróleo extraído generalmente viene acompañado de sedimentos, agua y gas natural, por lo que deben construirse previamente las facilidades de producción, separación y almacenamiento. Una vez separado del gas natural y del agua, el petróleo se envía a los tanques de almacenamiento y a los oleoductos que lo transportarán hacia las refinerías o hacia los puertos de exportación. Asimismo, otro producto aprovechable de la extracción del petróleo es el gas natural asociado que acompaña al petróleo y se envía a plantas de tratamiento para aprovecharlo en el mismo campo y/o despacharlo como "gas seco" hacia los centros de consumo a través de gasoductos (PEMEX, 1996). Cabe señalar que cuando se encuentra un yacimiento que produce petróleo y gas, a ese gas se le llama "gas asociado". Pero también hay yacimientos que sólo tienen gas. En este caso se le llama "gas libre" (UNESCO, 1996). A pesar de los avances alcanzados en las técnicas de producción, nunca se logra sacar todo el petróleo que se encuentra en un yacimiento. En el mejor de los casos se extrae del 50 al 60 %, dependiendo de la tecnología y la habilidad para encontrar el mejor punto de excavación. Sin embargo, se han desarrollado métodos de "recobro mejorado" para lograr la mayor extracción posible de petróleo en pozos sin presión natural o en declinación, tales como la inyección de gas, de agua o de vapor a través del mismo pozo productor o por intermedio de pozos inyectores paralelos a éste (PEMEX, 1996).

Aplicaciones Actualmente, el petróleo es materia prima de diversas industrias y base de la economía industrial actual. Uno de los principales usos a los que se destina es como combustible en cualquiera de sus formas derivadas. Ya sea como gasolina, keroseno, diesel o turbosina, le da vida a casi la totalidad de los vehículos motores existentes en la actualidad. Pero además de estos usos, se utiliza como base de medicamentos, fibras sintéticas, lubri-cantes, pinturas, insecticidas, fertilizantes y muchos productos más. Y es una parte fun-damental de la vida tal cual es hoy en día y su uso es extensivo en todo el mundo (PEMEX, 1996). Es importante destacar que el petróleo no se puede utilizar tal cual se obtiene de la Tierra, sino que es necesario seguir un proceso de refinación a partir del cual se obtienen diversos productos derivados, tales como (PEMEX, 1996):

• Gasolina motor corriente y extra para consumo en los vehículos automotores de combustión interna, entre otros usos.

• Turbo combustible o turbosina, para uso en aviones con motores de combustión interna.

• Diesel de uso común en camiones y autobuses.

• Queroseno (comúnmente llamado “petróleo”) para uso en estufas domésticas y en equipos indus-triales.

• Gas propano o GLP (gas licuado de petróleo), que se utiliza como com-bustible doméstico e industrial.

• Bencina industrial para uso como materia prima para la fabricación de disolventes alifáticos o como com-bustible doméstico



• Combustóleo, el cual es un combustible pesado para hornos y calderas industriales.

• Disolventes alifáticos, que sirven para la extracción de aceites, pinturas, pegantes y adhesivos; y para la producción de disolvente, gas para quemadores industriales, elaboración de tintas, formulación y fabricación de productos agrícolas, de caucho, ceras y betunes, y para limpieza en general.

• Asfaltos para la producción de asfalto y como material sellante en la industria de la construcción.

• Bases lubricantes, que son la materia prima para la producción de los aceites lubricantes.

• Ceras parafínicas, que son la materia prima para la producción de velas y similares, ceras para pisos, fósforos, papel parafinado y vaselinas.

• Polietileno, usado como materia prima para la industria del plástico en general

• Alquitrán aromático, usado como materia prima para la elaboración de negro de humo que, a su vez, se usa en la industria de llantas. También es un diluyente.

• Benceno para fabricación de ciclohexano.

• Ciclohexano - Es la materia prima para producir caprolactama y ácido adípico, el cual se aplica para fabricar nylon.

• Tolueno, utilizado como disolvente en la fabricación de pinturas, resinas, adhesivos, pegantes, sol-ventes y tintas, y como materia prima del benceno.

• Gas natural, usado como combustible para uso doméstico, industriales y para la generación de energía termoeléctrica. En el área industrial, el gas natural es la materia prima para el sector de la petroquímica y, a partir del él se

obtiene, por ejemplo, el polietileno, que es la materia prima de los plásticos. Así mismo, del gas natural también se puede sacar gas propano, lo cual es posible cuando el gas natural es rico en componentes co-mo propanos y butanos (CONACYT, 1998).

Petróleo en América latina Los principales productores del hidrocarburo en América Latina son: México, Venezuela, Brasil, Argentina y Colombia. De éstos, Venezuela y México son los mayores exportadores. En el caso de México se debe destacar que una gran parte de los recursos del gobierno provienen de esta fuente al aportar un considerable porcentaje del Producto Interno Bruto (PBI), lo cual complica la optimización del sector, ya que un cambio en alguna de las variables se resume en cambios directos a las variables macroeconómicas del país. En el caso de Venezuela se debe aclarar que su inventario del crudo es similar al de Arabia Saudita, lo cual lo coloca como una de los productores más importantes a nivel mundial. Esto implica que América Latina es la segunda región del mundo, en cuanto a producción de petróleo se refiere (Colegio de México, 1997). Latinoamérica esta inmersa en un proceso de liberalización del comercio, lo que tiene un efecto importante dentro de la economía y el desarrollo de la energía en la región. La modernización de la industria tiene un efecto fundamental en el uso de los recursos energéticos de un país. Para este mismo efecto el impacto de los tratados eco-nómicos firmados en la región será determinante, ya que al aumentarse los intercambios comerciales el consumo y desarrollo de la industria del petróleo será una parte importante de estos tratados como lo son el NAFTA y el MERCOSUR.



Es importante destacar que las economías latinoamericanas enfrentan una importante tendencia hacia la reestructuración y desregulación de sus sectores energéticos. Debido a la necesidad de optimizar sus recursos y buscar financiamiento efectivo para el sector, de tal manera que siga en crecimiento y sea más redituable en términos de país (UNESCO, 1996). Bibliografía utilizada

• CONACYT. El petróleo en México y en el mundo. Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología – CONACYT. México, 1998.

• El Colegio de México. El uso de la energía en la industria mexicana. Colegio de México, México, 1997.

• Instituto Mexicano del Petróleo - IMP. http://www.imp.mx/PETRÓLEO/

• JARDON. JUAN J. Energía y Medio Ambiente, Una perspectiva económico-social. 1ª edición. Plaza y Valdés, S. A. de C. V. México, 1995.

• Organización Latinoamericana de Energía - OLADE. http://www.olade.org.ec/index.html

• PEMEX. Hidrocarburos de México PEMEX. Exploración y Producción. Petróleos Mexicanos – PEMEX, México, 1996.

• SÉLLER. Enviromental Geology 7ª edición. Prentice Hall, Estados Unidos de América, 1996.

• UNESCO-PUMA. La energía como tema interdisciplinario en la

educación ambiental. Editorial Grafillés, España, 1996.

• UNESCO-PUMA. Programa de educación sobre conservación y gestión de los recursos naturales. Editorial Grafillés, España, 1996.

Links recomendados

• Instituto Mexicano del Petróleo - IMP. http://www.imp.mx

• Organización Latinoamericana de Energía - OLADE. http://www.olade.org.ec/php/index.php

• Tierra América. Infografía del petróleo. Revista Tierra América de Latinoamérica. http://www.tierramerica.org/energia/

Bibliografía recomendada

• CONACYT. El petróleo en México y en el mundo. Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología - CONACYT, México, 1998.

• El colegio de México. El uso de la energía en la industria mexicana. Colegio de México, México, 1997.

• IEA. World Energy Outlook. Agencia Internacional de Energía - IEA. Francia 1998.

• PEMEX .Hidrocarburos de México PEMEX. Exploración y Producción. Petróleos Mexicanos – PEMEX, México, 1996.

• UNESCO-PUMA. La energía como tema interdisciplinario en la educación ambiental. Editorial Grafillés, España, 1996.



• UNESCO-PUMA. Programa de educación sobre conservación y gestión de los recursos naturales. Editorial Grafillés, España, 1996.

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