UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

Produccin de Petrleo

AO DE LA INVERSIN PARA EL DESARROLLO RURAL Y SEGURIDAD ALIMENTARIA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

FACULTAD DE MINAS

ESPECIALIDAD DE INGENIERIA DE PETRLEO

CURSO: QUIMICA GENERAL

DOCENTE: ING.SUSANA ESTHER MORALES CABEZA M.SC

TEMA: PROCEDO DE PRODUCCION DE PETROLEO

INTEGRANTES: CABANILLAS MARTINEZ PIERRE GUERRERO MENDOZA CRISTHIAN GNGORA RUIZ, ANGEL ELIZABETH LACHIRA MARTINEZ GERSON JAIR REYES CELEDONIO, THALA MERCEDES SNCHEZ YARLEQUE KARLA TORRES MARIGORDA BRANDOM

PIURA PER

2010

Introduccin

El propsito general de este trabajo es el de darnos cuenta de la importancia del petrleo en nuestra vida.y estudiaremos los aspectos fundamentales vinculados al petrleo. Desde su formacin y todo el proceso que se requiere para su produccin. Explicamos qu es el Petrleo y cmo los organismos que dejaron de existir lo formaron, puede estar almacenado, tanto en tierra como en el mar. Adems, se explica, claramente, los mtodos de prospeccin ms conocidos y como algunas de las ciencias que conocemos, nos ayudan a ello.

Asi mismo vemos en que se fundamenta su movilizacin y almacenamiento, el cual, tambin, puede ser subterrneo. Igualmente observamos que el proceso de refinacin del crudo es bastante complejo y bastante delicado, se hacen muchas pruebas antes de poner a la venta el producto final. Lo que nos lleva a hablar de sus derivados, estos son muy extensos y, por medio de este trabajo nos enteramos de la gran cantidad de productos que utilizamos en nuestro diario vivir sin preguntarnos, ni sospechar nunca que todos ellos son producto del petrleo. Igualmente, mencionamos las posibles alternativas de energa en caso de que los yacimientos que hay en el mundo queden agotados, cosa poco probable por ahora.

Definiciones y Conceptos

Hidrocarburos

Son los compuestos orgnicos ms simples y pueden ser considerados como las sustancias principales de las que se derivan todos los dems compuestos orgnicos. Los hidrocarburos se clasifican en dos grupos principales, de cadena abierta y cclicos.O segn su comportamiento qumico en saturados e insaturados.

Petrleo

Es un lquido oleoso bituminoso de origen natural compuesto por diferentes sustancias orgnicas. Se encuentra en grandes cantidades bajo la superficie terrestre y se emplea como combustible y materia prima para la industria qumica

Utilidad del Petroleo El petrleo y sus derivados se emplean para fabricar medicinas, fertilizantes, productos alimenticios, objetos de plstico, materiales de construccin, pinturas o textiles y para generar electricidad.

CARACTERSTICASToda clase de petrleo est compuesto de ciertos elementos, tales como hidrocarburos, aunque tambin suelen contener, pero en pequeas cantidades, compuestos de azufre y de oxgeno. sta materia prima contiene tambin elementos gaseosos, lquidos y slidos. La consistencia vara desde un lquido tan poco viscoso como la gasolina hasta un lquido tan espeso que apenas fluye.Existen categoras de petrleos crudos y es en base a que podemos clasificarlos de la siguiente manera:

1. Por su composicin Qumica:

Parafnico:cuyo componente principal es el compuesto qumico llamado parafina. Son muy fluidos y de color claro. Proporcionan una mayor cantidad de nafta (usada para obtener solventes de pintura, productos de lavado al seco o gasolinas) y lubricantes que los otros tipos de petrleo en el proceso de refinacin. Asfaltico:siendo sus componentes principales los naftenos y los hidrocarburos aromticos. Son petrleos muy viscosos y de coloracin oscura. Generan una gran cantidad de residuos tras el proceso de refinacin. De base mixta: es decir, con presencia de ambos tipos de compuestos.

2. Por Su densidad:La referencia que sustenta esta clasificacin es la gravedad API (del Instituto de Petroleo Americano), que es una medida de densidadLa Gravedad API se basa en la comparacin de la densidad del petrleo con la densidad del agua, es decir, se busca determinar si el petrleo es ms liviano o pesado que sta ltima. La clasificacin propuesta por el Instituto de Petrleo Americano indica que a una mayor gravedad API el petrleo ser ms liviano, como se puede ver en el siguiente cuadro.

Cabe indicar que los petrleos ligeros son tambin los ms requeridos en el mercado, y al mismo tiempo los de mayor precio, ya que los costos tanto de extraccin como de refinacin son menores en comparacin con petrleos pesados.3. Por la presencia de azufreComo se mencion en un principio, el azufre es uno de los componentes que estn presentes en los hidrocarburos. Pero su presencia en estos implica la necesidad de mayores procesos de refinamiento, y por ende un mayor costo final, razn por la cual la presencia de azufre es tambin un determinante del valor comercial del petrleo.As, tenemos que el petrleo puede clasificarse de 2 formas: Petrleo Dulce es aquel que contiene menos de 0.5% de contenido sulfuroso, es decir, con presencia de azufre. Es un petrleo de alta calidad y es ampliamente usado para ser procesado como gasolina. Petrleo Agrio es aquel que contiene al menos 1% de contenido sulfuroso en su composicin. Debido a la mayor presencia de azufre su costo de refinamiento es mayor, razn por la cual es usado mayormente en productos destilados como el diesel, dado su menor costo de tratamiento.Las tres formas generales de categorizacin antes mencionadas nos permiten establecer criterios bsicos para determinar la calidad del petrleo, las cuales influirn finalmente en la determinacin de los precios de cada uno de ellos.

Proceso de Produccion de Petroleo

FORMACINEsta materia prima se forma en ambientes sedimentarios marinos, en los que se acumulan restos de seres vivos (fundamentalmente del plancton), as como sedimentos formados por arenas de grano fino. Cuando esta mezcla queda enterrada por ms sedimentos, se produce la transformacin de los restos de seres vivos, dando lugar al petrleo, y la litificacin de las arenas, formando la llamada roca madre, que es la que queda impregnada por el petrleo. Aunque este proceso se sigue produciendo en la actualidad, es tan lento que hacen falta millones de aos para que se forme un yacimiento de petrleo.

Un yacimiento de petrleo y/o gas debe estar asociado a una cuenca sedimentaria y para su existencia deben confluir los siguientes elementos: Carga de hidrocarburos Roca reservorio Trampa

Cuenca sedimentariaLa existencia de una cuenca sedimentaria es condicin forzosa para la existencia de un yacimiento de hidrocarburos. Una cuenca sedimentaria es una depresin de la corteza terrestre con tendencia a hundirse (subsidir) y donde se depositan las rocas sedimentarias. Las rocas sedimentarias son las nicas en las cualesse generan los hidrocarburos y tambin donde mayormente stos se acumulan

Carga de hidrocarburosPara que una roca sea cargada con hidrocarburos, es necesario que se trate de un tipo de roca que los pueda generar para luego producir su expulsin y migracin hacia el reservorio. All el hidrocarburo quedar almacenado hasta su explotacin por el hombre o que salga a superficie formando manaderos.A principios del siglo XX las opiniones sobre el origen

La generacin de petrleo y/o gas se produce como en una cocina. Cuando la roca generadora se calienta, la materia orgnica se va transformando y descomponiendo hasta llegar a los compuestos orgnicos ms simples, que son los hidrocarburos. Para que todo este proceso tenga lugar es necesario que transcurra mucho tiempo (millones de aos). Por eso se dice que el petrleo es un recurso no renovable, pues el tiempo que tarda en formarse es enorme comparado con la duracin de la civilizacin humana.

Roca reservorioNo es cierta la idea generalizadora de que el petrleo se encuentra bajo la tierra en grandes cavernas o bolsones o lagos subterrneos. En realidad el petrleo se encuentra embebido en cierto tipo de rocas, a las que se denomina reservorios. Un reservorio es una roca que tiene espacios que pueden contener fluidos dentro de s, denominados poros, que son capaces de contener petrleo o gas del mismo modo que una esponja contiene agua.

TrampaPara que se forme un yacimiento, el petrleo y el gas tienen que concentrarse en un lugar, evitando escapar hacia la superficie. Este elemento que favorece la concentracin es la trampa. Haciendo analoga, la trampa funciona como un vaso de vidrio lleno de aire que se sumerge invertido en agua: hace falta un material impermeable o sello (el vidrio) y una forma o trampa que contenga al aire (la forma de vaso).El sello funciona como una barrera que impide el ascenso vertical del hidrocarburo y est compuesta por una roca impermeable, que cubre al reservorio.

EXPLORACION

Exploracin es el trmino usado en la industria petrolera para designar la bsqueda o prospeccin de petrleo y/o gas. Es una etapa que, de ser exitosa, concluye con el descubrimiento de un yacimiento de hidrocarburos.

PROSPECCINEste punto se refiere a la exploracin del subsuelo basada en el examen de los caracteres del terreno y encaminada a descubrir yacimientos minerales, petrolferos, aguas subterrneas, etc.En este caso est referida a la localizacin de petrleo bajo la tierra. Aqu los gelogos deben buscar una cuenca sedimentaria con yacimientos ricos en materia orgnica que lleven enterrados el suficiente tiempo para que se haya formado petrleo (decenas de millones de aos hasta 100 millones de aos). Adems, en nuestro caso, el petrleo tiene que haber ascendido hasta depsitos porosos capaces de contener grandes cantidades de lquido. Sin embargo, los gelogos y geofsicos especializados en petrleo disponen de numerosos mtodos para identificar zonas propicias para la perforacin. Aunque, en ltimo trmino, la nica forma de demostrar la existencia de petrleo en el subsuelo es perforando un pozo. De hecho, casi todas las zonas petroleras del mundo fueron identificadas en un principio por la presencia de filtraciones superficiales, y la mayora de los yacimientos fueron descubiertos por prospectores particulares que se basaban ms en la intuicin que en la ciencia. stos mtodos los podemos clasificar d ela siguiente manera:

1. Mtodos superficiales (geofsicos)Son mediciones que se efectan en la superficie de la tierra por medio de los estratos profundos. Lo mtodos superficiales tienden a localizar en la corteza terrestre estructuras aptas para servir de trampas o receptculos. No determinan la presencia de gases o petrleo. Resistividad elctrica Anlisis de suelos y sus hidrocarburos Gravimetra Magnetometra Sismografa

2. Mtodos de exploracin en profundidad (geoqumicos)Para aplicar estos mtodos se requiere la perforacin de pozos profundos. Por este medio se analizan las muestras del terreno a diferentes profundidades y se estudian las caractersticas de los terrenos atravesados por medio de instrumentos especiales. Los mtodos de exploracin en profundidad tienen por finalidad determinar la presencia de gas o de petrleo; son mtodos directos en la bsqueda del petrleo.

IMPORTANTE: Un campo petrolero puede incluir ms de un yacimiento, es decir, ms de una nica acumulacin continua y delimitada de petrleo. De hecho, puede haber varios depsitos apilados uno encima de otro, aislados por capas intermedias de esquistos y rocas impermeables. El tamao de esos depsitos vara desde unas pocas decenas de hectreas hasta decenas de kilmetros cuadrados, y su espesor va desde unos pocos metros hasta varios cientos o incluso ms. La mayora del petrleo descubierto y explotado en el mundo se encuentra en unos pocos, pero a la vez grandes, yamicimientos.

RESERVAS Se entiende por reservas de petrleo y gas al volumen de hidrocarburos de un yacimiento ya descubierto, que ser posible producir de ahora en ms en condiciones rentables.

PRODUCCIN PRIMARIAA. Perforacin Terrestre:

El primer paso es perforar el pozo de petrleo que normalmente se hace de un modo rotatorio hasta llegar a la roca de crudo. En este tipo de perforacin, una torre sostiene la cadena de perforacin, formada por una serie de tubos acoplados. Esta se hace girar unindola al banco giratorio situado en el suelo de la torre. La roca se lleva a la superficie por un sistema continuo de fluido circulante impulsado por una bomba.

El crudo atrapado en un yacimiento se encuentra bajo presin; si no estuviera atrapado por rocas impermeables habra seguido ascendiendo hasta brotar en la superficie terrestre. Por ello, cuando se perfora un pozo que llega hasta una acumulacin de petrleo a presin, el petrleo se expande hacia la zona de baja presin creada por el pozo en comunicacin con la superficie terrestre.

La mayora de los petrleos contienen una cantidad significativa de gas natural en solucin, que se mantiene disuelto debido a las altas presiones del depsito. Cuando el petrleo pasa a la zona de baja presin del pozo, el gas deja de estar disuelto y empieza a expandirse. Esta expansin, junto con la dilucin de la columna de petrleo por el gas, menos denso, hace que el petrleo aflore a la superficie.

A medida que se contina retirando lquido del yacimiento, la presin del mismo va disminuyendo , as como la cantidad de gas disuelto. Esto hace que la velocidad de flujo de lquido hacia el pozo se haga menor y se libere menos gas. Cuando el petrleo ya no llega a la superficie se hace necesario instalar una bomba en el pozo para continuar extrayendo el crudo.

Finalmente, la velocidad de flujo del petrleo se hace tan pequea, y el coste de elevarlo hacia la superficie aumenta tanto, que el coste de funcionamiento del pozo es mayor que los ingresos que pueden obtenerse por la venta del crudo, significa que se ha alcanzado el lmite econmico del pozo, por lo que se abandona su explotacin.

RECUPERACIN MEJORADA DEL PETRLEO

Anteriormente se ha descrito el ciclo de produccin primaria por expansin del gas disuelto, sin aadir ninguna energa al yacimiento salvo la requerida para elevar el lquido en los pozos de produccin. Sin embargo, cuando la produccin primaria se acerca a su lmite econmico es posible que slo se haya extrado un pequeo porcentaje del crudo almacenado, que en ningn caso supera el 25%. Por ello, la industria petrolera ha desarrollado sistemas para complementar esta produccin primaria que utiliza fundamentalmente la energa natural del yacimiento. Los sistemas complementarios, conocidos como tecnologa de recuperacin mejorada de petrleo, pueden aumentar la recuperacin de crudo, pero slo con el coste adicional de suministrar energa externa al depsito. Con estos mtodos se ha aumentado la recuperacin de crudo hasta alcanzar una media global del 33% del petrleo presente. En la actualidad se emplean dos sistemas complementarios: la inyeccin de agua y la inyeccin de vapor.

Inyeccin de Agua

En un campo petrolero explotado en su totalidad, los pozos pueden perforarse a una distancia de entre 50 y 500 metros, segn la naturaleza del yacimiento. Si se bombea agua en uno de cada dos pozos, puede mantenerse o incluso incrementarse la presin del yacimiento en su conjunto. Con ello tambin puede aumentarse el ritmo de produccin de crudo; adems, el agua desplaza fsicamente al petrleo, por lo que aumenta la eficiencia de recuperacin. En algunos depsitos con un alto grado de uniformidad y un bajo contenido en arcilla o barro, la inundacin con agua puede aumentar la eficiencia de recuperacin hasta alcanzar el 60% o ms del petrleo existente. La inyeccin de agua se introdujo por primera vez en los campos petroleros de Pensilvania a finales del siglo XIX, de forma ms o menos accidental y desde entonces se ha extendido por todo el mundo.

Inyeccin de Vapor

La inyeccin de vapor se emplea en depsitos que contienen petrleos muy viscosos. El vapor no slo desplaza el petrleo, sino que tambin reduce mucho la viscosidad (al aumentar la temperatura del yacimiento), con lo que el crudo fluye ms deprisa a una presin dada. Este sistema se ha utilizado mucho en California, Estados Unidos, y Zulia, Venezuela, donde existen grandes depsitos de petrleo viscoso. Tambin se estn realizando experimentos para intentar demostrar la utilidad de esta tecnologa para recuperar las grandes acumulaciones de petrleo viscoso (bitumen) que existen a lo largo del ro Athabasca, en la zona centro-septentrional de Alberta, en Canad, y del ro Orinoco, en el este de Venezuela. Si estas pruebas tienen xito, la era del predominio del petrleo podra extenderse varias dcadas.

B. Perforacin submarina

Otro mtodo y uno de los logros ms impresionantes de la ingeniera en las ltimas dcadas para aumentar la produccin de los campos petroleros, es la construccin y empleo de equipos de perforacin sobre el mar. Estos equipos de perforacin se instalan, manejan y mantienen en una plataforma situada lejos de la costa, en aguas de una profundidad de hasta varios cientos de metros. La plataforma puede ser flotante o descansar sobre pilotes anclados en el fondo marino, y resiste a las olas, el viento y , en las regiones rticas, los hielos.

Al igual que en los equipos tradicionales, la torre es en esencial un elemento para suspender y hacer girar el tubo de perforacin, en cuyo extremo va situada la broca; a medida que sta va penetrando en la corteza terrestre se van aadiendo tramos adicionales de tubo a la cadena de perforacin. Para facilitar la eliminacin de la roca perforada se hace circular constantemente lodo a travs del tubo de perforacin, que sale por toberas situadas en la broca y sube a la superficie a travs del espacio situado entre el tubo y el pozo . Con este mtodo se han perforado con xito pozos con una profundidad de ms de 6,4 km desde la superficie del mar. La perforacin submarina ha llevado a la explotacin de una importante reserva adicional de petrleo.

REFINADO

Luego de la extraccin del petrleo en crudo, se procede al proceso de refinamiento, el cual consiste en tratar a esta materia prima, con productos qumicos y calor para eliminar el agua y los elementos slidos y logrando as separar el gas natural. Luego lo de eso se almacena el petrleo en tanques desde donde se transporta a una refinera en camiones, por tren, en barco o a travs de un oleoducto. Todos los campos petroleros importantes estn conectados a grandes oleoductos. Debido a la necesidad de mejorar la calidad del petrleo, se ha empezado a hacer uso de ciertas herramientas para mejorar el refinado, entre las cuales tenemos:

Destilacin bsica

La herramienta bsica de refinado es la unidad de destilacin. El petrleo crudo empieza a vaporizarse a una temperatura algo menor que la necesaria para hervir el agua. Los hidrocarburos con menor masa molecular son los que se vaporizan a temperaturas ms bajas, y a medida que aumenta la temperatura se van evaporando las molculas ms grandes. El primer material destilado a partir del crudo es la fraccin de gasolina, seguida por la nafta y finalmente el queroseno. En las antiguas destileras, el residuo que quedaba en la caldera se trataba con cido sulfrico y a continuacin se destilaba con vapor de agua. Las zonas superiores del aparato de destilacin proporcionaban lubricantes y aceites pesados, mientras que las zonas inferiores suministraban ceras y asfalto.

Craqueo trmicoEl proceso de craqueo trmico, o pirlisis a presin, se desarroll en un esfuerzo para aumentar el rendimiento de la destilacin. En este proceso, las partes ms pesadas del crudo se calientan a altas temperaturas bajo presin. Esto divide (craquea) las molculas grandes de hidrocarburos en molculas ms pequeas, lo que aumenta la cantidad de gasolina producida a partir de un barril de crudo. No obstante, la eficiencia del proceso era limitada, porque debido a las elevadas temperaturas y presiones se depositaba una gran cantidad de coque (combustible slido y poroso) en los reactores. Esto, a su vez, exiga emplear temperaturas y presiones an ms altas para craquear el crudo. Ms tarde se invent un proceso de coquefaccin en el que se recirculaban los fluidos; el proceso funcionaba durante un tiempo mucho mayor con una acumulacin de coque bastante menor. Muchos refinadores adoptaron este proceso de pirlisis a presin.

Alquilacin y craqueo catalticoExisten otros dos procesos bsicos, la alquilacin y el craqueo cataltico, que aumentaron adicionalmente la gasolina producida a partir de un barril de crudo. 1. En la alquilacin, las molculas pequeas producidas por craqueo trmico se recombinan en presencia de un catalizador. Esto produce molculas ramificadas en la zona de ebullicin de la gasolina con mejores propiedades (por ejemplo, mayores ndices de octano) como combustible de motores de alta potencia, como los empleados en los aviones comerciales actuales.Esto permite la produccin de muchos hidrocarburos diferentes que luego pueden recombinarse mediante alquilacin, isomerizacin o reformacin cataltica para fabricar productos qumicos y combustibles de elevado octanaje para motores especializados. La fabricacin de estos productos ha dado origen a la gigantesca industria petroqumica, que produce alcoholes, detergentes, caucho sinttico, glicerina, fertilizantes, azufre, disolventes y materias primas para fabricar medicinas, nylon, plsticos, pinturas, polisteres, aditivos y complementos alimenticios, explosivos, tintes y materiales aislantes.2. Por otra parte el Craqueo cataltico es un proceso que se lleva a cabo en la refinera de petrleo con el fin de obtener una gasolina de mayor octanaje. El principal subproducto que se obtiene de este proceso consiste en materias primas para la industria petroqumica. La materia prima requerida para este proceso consiste principalmente de gasleo y del destilado de coque. El proceso de craqueo cataltico tiene tres partes fundamentales: la reaccin con los catalizadores para efectuar el craqueo de las molculas, la regeneracin del catalizador y la separacin de las diferentes fracciones de hidrocarburos producidas. Existen tres tipos bsicos de craqueo cataltico: el craqueo cataltico de lquidos, el craqueo cataltico de lecho mvil y el craqueo cataltico termofor. La diferencia entre estos procesos consiste bsicamente en la forma del catalizador y en la manera que este ingresa al reactor.