EL PETRÓLEO Y SU FORMACIÓN
Del petróleo se dice que es el energético mas importante en la historia de la humanidad; un recurso natural no renovable que aporta el mayor porcentaje del total de la energía que se consume en el mundo. Aunque se conoce de su existencia y utilización desde épocas milenarias, la historia del petróleo como elemento vital y factor estratégico de desarrollo es relativamente reciente, de menos de 200 años.
Los mayores depósitos de petróleo y los principales productores se encuentran en el Medio Oriente, América Latina (México y Venezuela), África, Europa Occidental, Rusia, Norteamérica y el Lejano Oriente.
Este hidrocarburo puede estar en estado líquido o en estado gaseoso. En el primer caso es un aceite también llamado crudo. En el segundo se conoce como gas natural. Según la teoría mas aceptada, el origen del petróleo, y el gas natural es de tipo orgánico (Materia orgánica contenida en las rocas sedimentarias).
Esta materia orgánica esta formada fundamentalmente por el fitoplancton y el zooplancton marino, al igual que por resto vegetales y animales, todo lo cual se deposito en los grandes lagos y el lecho de los mares. Estos depósitos se compactan conformando lo que geolicamente se conoce como “Formaciones Sedimentarias “o estratos de rocas sedimentarias. Entre esas capas sedimentarias fue donde se llevo a cabo el fenómeno natural que le dio lugar a la creación del petróleo y el gas natural.
YACIMIENTOS DEL PETRÓLEO
Muchos de los hidrocarburos de uso frecuente se obtienen del petróleo natural. El petróleo es un líquido formado por una mezcla de hidrocarburos en sus tres estados. Contiene también pequeñas cantidades de compuestos de azufre, oxigeno y nitrógeno. El petróleo se encuentra en la naturaleza impregnado rocas de tipo sedimentario como son las arenas o calizas, que se encuentra a profundidades muy diversas.
Los principales yacimientos se encuentran en las Repúblicas exsoviéticas, en estados Unidos, en Centroamericana, en el norte de suramericana, en Rumania, y en Oriente Medio: Kuwait, Arabia, Lidia, etc.
La extracción del petróleo se realiza mediante la perforación del terreno y un entubado hasta alcanzar el yacimiento. Según la parte alcanzada por la perforación saldrá primero el gas acumulado, el petróleo o el agua salada que le acompaña generalmente.
La mayoría de autores (Álvaro y Royo y Gómez, 1936, Bateman, 1961, Petraschesk, 1965, Hosterman, 1970, entre otras) considera que hay dos tipos principales de yacimientos de arcilla, los cuales se describen a continuación:
- ARCILLAS SEDIMENTARIAS: Generalmente las partículas arcillosas formadas por la meteorización de rocas ígneas aluminicas son arrastradas por corrientes de agua u notro agente y posteriormente depositadas, formando bancos conocidos con el nombre de arcillas sedimentarias. De acuerdo al ambiente en donde se depositan ya sean: Arcillas Marinas, Arcillas de Estuario, Arcillas Lacustre, Arcillas de pantano, Arcillas fluviales.
- ARCILLAS RESIDUALES O DE RESIDUO: Se forman por la descomposición debida a la meteorización de los componentes aluminicos de rocas ígneas, especialmente de los feldespatos. Estos productos de descomposición permanecen en ese lugar, originando yacimientos arcillosos. Ejemplos de estas arcillas residuales son el caolín y la bentonita principalmente.
EXPLORACIÓN
La ciencia de la exploración consiste básicamente en identificar y localizar esos lugares, lo cual se basa en investigaciones de tipo geológico.
Uno de los primeros pasos en la búsqueda del petróleo es la obtención de fotografías aéreas, imágenes satelitales o imágenes de radar de un área de interés. Esto permite elaborar diversos tipos de mapas que identifican características de un área determinada, tales como vegetación, topografía, corrientes de agua, tipo de roca, fallas geológicas, anomalías térmicas. Esta información permite identificar áreas de mayor potencial, en los que se pueden encontrar las formaciones sedimentarias y estructuras que contengan hidrocarburos. También se utilizan sistemas magnéticos y gravimétricos desde aviones previstos de magnetómetros y gravímetros o en la superficie, con lo cual se recoge información (densidad) que permite diferenciar los tipos de roca del subsuelo.
Así mismo los geólogos emprenden arduos trabajos de campo en los que describe la geología de superficie y toman muestras de roca y suelo para diversos análisis de laboratorio.
Con estos estudios se tiene una primera aproximación de la capacidad de generación de hidrocarburos y de la calidad de rocas almacenadoras que pueda haber en un lugar.
PERFORACIÓN PETROLERA
Si el sitio escogido para el pozo exploratorio esta en una área remota, son muchas las labores que deben realizar para poder empezar la perforación. La compañía petrolera tendrá que adelantar la construcción de carreteras y proveer todos los medios de transporte necesarios. Deberá edificar viviendas y talleres y planear el suministro de agua, electricidad y otros servicios indispensable. Una vez que se halla terminado todo este preparativo, podrá iniciarse el levantamiento de la torre, la instalación de la maquinaria y, la perforación del pozo exploratorio. La torre de perforación es una armazón muy recia, generalmente de unos 50 metros de alto, formada con barras de acero. Su oficio primordial es el de subir y bajar el equipo de perforación. Esta torre tiene varias plataformas, una es su parte mas alta, la otra es su parte media y una tercera reforzada cerca de su base, la cual se denomina piso de la torre. La herramienta de perforación es semejante al berbiquí y la broca del carpintero, por la forma como trabajan. La broca de perforación, compuestas de uñas metálicas, se fija a una tubería, la cual a su vez se tornilla una barra cuadrada llamada kelly. Esta barra atraviesa el orificio cuadrado de un disco de acero (la mesa rotatoria) ubicado en el piso de la torre. Un motor hace girar la mesa rotatoria de tal manera que la barra también gira, y al hacerlo la broca perfora las capas terrestres. Cuando la broca ha alcanzado una profundidad de 8 a 10 metros se devuelve a la superficie con el objeto de agregar un tubo adicional entre la broca y el kelly. Luego se introduce en el pozo y se continúa la perforación. La barra, el tubo y la broca constituyen la zarta de perforación. Mientras la perforación esta en progreso se bombea por la zarta un lodo especial preparado con arcilla, agua y varios productos químicos. El lodo regresa a la superficie por el espacio anular entre la tubería de perforación y la pared del orificio perforado, arrastrando consigo los pedazos de rocas cortados por el taladro. Ya en la superficie, la corriente del lodo pasa a través de una criba con el objeto de retener los pedazos de rocas, y continúa hacia la bomba para ser utilizada nuevamente. Muestras de los pedazos de rocas se recogen para examinarlas, ya que indican la clase de formación que atraviesa el taladro. El lodo de perforación tiene también otras finalidades, tales como el enfriamiento de la broca y la formación de una especie de argamasa sobre las paredes del pozo la cual impide que éstas se derrumben.
A medida que la broca penetra en el subsuelo, un mayor número de secciones de tubo se agregan a la tubería de perforación. Para ello es necesario levantarla dentro de la torre para que el extremo superior de la tubería este sobre el nivel de la mesa rotatoria.
Unos soportes especiales la sostienen mientras que se destornilla la barra y se agrega otra sección de tuberías. Se baja la zarta con este nuevo tubo y se sostiene con los soportes; luego se atornilla nuevamente la barra. La tubería de perforación baja por el orificio hasta que la barra pasa de nuevo a través de la mesa rotatoria. Arranca el motor que mueve la mesa y la perforación continua. Después de algún tiempo, la broca se desgasta y debe remplazarse por una nueva.
Para esto, toda la tubería de perforación tiene que sacarse a la superficie, desatornillarse en secciones de unos 30 metros a medida que va saliendo, y colocarse verticalmente en el piso de la torre. Después de cambiar la broca se atornilla la tubería y se baja de nuevo al pozo, sección por sección. Las paredes del pozo perforado tienen la tendencia a derrumbarse, a pesar de la capa protectora de lodo, especialmente en formaciones de arena o arcilla. Por tal razón, se coloca una tubería de revestimiento de acero para fortalecer las paredes; esto se hace al comienzo, cuando el pozo ha alcanzado poca profundidad; de nuevo, cuando el pozo llega a su final, y algunas veces también en su parte media.
VELOCIDAD DE LA PERFORACIÓN
La velocidad a la cual se perfora un pozo petrolero varia de acuerdo con al dureza de la roca. Algunas veces la broca puede cortar hasta unos 60 metros por hora; pero si se atraviesa una capa de roca muy dura, el progreso es mucho mas lento y puede llegar a ser de solo 35 cm. por hora. La perforación continúa hasta que se encuentre petróleo, o se abandone toda esperanza de encontrarlo. La profundidad de los pozos varía entre 1.000 y 3.500 metros.
PRODUCCIÓN
La producción o explotación del petróleo se hace de acuerdo con las características propias de cada yacimiento.
Para poner un pozo a producir se baja una especie de cañón y se perfora la tubería de revestimiento a la profundidad de las formaciones donde se encuentra el yacimiento. El petróleo fluye por esos orificios hacia el pozo y se extrae mediante una tubería llamada “tubing” o “tubería de producción”.
Si el yacimiento tiene energía propia, generada por la presión y por los elementos que la acompañan al petróleo (por ejemplo gas y agua), este saldrá por si solo. En este caso se instala en la cabeza del pozo un equipo llamado “Árbol de Navidad”, que consta con un conjunto de válvulas para regular el paso del petróleo.
Si no existe esta presión, se emplean otros métodos de extracción. El mas común ha sido el” Balancín” o “Machin”, el cual, mediante un permanente balanceo, acciona una bomba en el fondo del pozo que succiona el petróleo hacia la superficie.
El petróleo extraído generalmente viene acompañado de sedimentos, agua y gas natural, por la que deben construirse previamente las facilidades de producción, separación y almacenamiento.
Una vez separado se esos elementos, el petróleo se envía a los tanques de almacenamiento y a los oleoductos que lo trasportan hacia las refinerías o hacia los puertos de explotación.
EL TRANSPORTE DEL PETRÓLEO
El crudo que fluye debe realizar viajes largos y antes de ser utilizado debe transportares a la refinería para su transformación en productos de petróleo, estos productos deben distribuirse a los consumidores. En los primeros años, el crudo se empacaba en barriles, hoy en día se utilizan medios como los oleoductos para el transporte terrestre y los buques-tanques para el transporte marítimo.
MÉTODOS MODERNOS PARA TRANSPORTAR EL PETRÓLEO
Un oleoducto es simplemente una larga tubería de un diámetro hasta de 70 centímetros, y se extiende por kilómetros o cientos de kilómetros sobre la tierra hasta llegar a la refinería. El oleoducto esta construido en largas secciones soldadas que se pintan o cubren con materiales protectores para evitar el deterioro. La instalación de tuberías es una tarea ingeniera generalmente en zonas selváticas. También se presenta el problema de cruce de ríos y paso por montañas o selvas densas. La instalación de los oleoductos es bastante costosa. El petróleo crudo se recolecta en tanques centrales de almacenamiento, y de ahí se bombea al oleoducto. Los buques-tanques son barcos de carga especialmente para el transporte del petróleo o sus productos. Los oleoductos y los buques-tanques se utilizan para el transporte en volumen y a largas distancias. Pero cuando ellos deben ser enviados a los principales centros distribuidores o estaciones de servicio, se usan envases. Así, por muchas rutas y métodos, los productos del petróleo llegan al consumidor, quien los utiliza para su transporte, su bienestar y su placer en tierras a menudo muy apartadas de los campos petroleros donde el aceite inicio su viaje.
CONVENIO INTERNACIONAL PARA PREVENIR LA CONTAMINACIÓN DEL MAR POR BUQUES MARPOL 73/78.
Uno de los mayores obstáculos en la aplicación del MARPOL es la falta de conocimiento de su contenido por parte de administradores marítimos, armadores, oficiales mercantes, oficiales navales, y en general de la mayoría de las gentes de mar. La aplicación del MARPOL envuelve la participación de diferentes sectores y es necesario que cada uno tenga conocimiento de sus responsabilidades y deberes.
REFINACION
Una refinaría es un enorme complejo donde ese petróleo crudo se somete en primer lugar a un proceso de destilación o separación física y luego a procesos químicos que permiten extraerle buena parte de la gran variedad que componentes que contiene. El petróleo tiene una gran variedad de compuestos, al punto de que el se pueden obtener por encima de los 2000 productos. El petróleo se puede igualmente clasificar en cuatro categorías: parafínico, naftenico, asfáltico o mixto y aromático.
Los productos que se sacan del proceso de refinación se llaman derivados y los hay de dos tipos: los combustibles, como la gasolina, A.C.P.M., etc., y los petroquímicos, tales como polietileno, benceno, etc. Las refinerías son muy distintas unas de otras, según las tecnologías y los esquemas de proceso que se utilicen, así como su capacidad.
En Colombia hay dos grandes refinerías: el Complejo Industrial de Barrancabermeja y la Refinería de Cartagena. A la primera se le llama complejo porque también posee procesos petroquímicos.
