Origen y Composicin del Petrleo El petrleo es

Origen y Composición del Petróleo El petróleo es una sustancia aceitosa de color oscuro a la que, por sus compuestos de hidrógeno y carbono, se le denomina hidrocarburo. El petróleo es un líquido insoluble en agua y de menor densidad que ella. Dicha densidad está comprendida entre 0. 75 y 0. 95 g/ml. Sus colores varían del amarillo pardusco hasta el negro. Ese hidrocarburo puede estar en estado líquido o en estado gaseoso. En el primer caso es un aceite al que también se le dice crudo. En el segundo se le conoce como gas natural. En cuanto al gas natural, está constituido preponderantemente por metano, que es el más simple de los hidrocarburos pues contiene un solo átomo de carbono. En menos proporción puede contener hidrocarburos de hasta 4 átomos de carbono y, además, anhídrido carbónico e impurezas como sulfuro de hidrógeno. Los combustibles fósiles son fuente de energía cuando sus moléculas de hidrocarburo, entrando en combustión en combinación con el aire dentro de un motor, caldera o turbina, generan calor.

Origen del Petróleo El problema de la génesis del petróleo ha sido, por mucho tiempo, un tópico de investigación de interés. Se sabe que la formación del petróleo esta asociada al desarrollo de rocas sedimentarias, depositadas en ambientes marinos o próximos al mar, y que es el resultado de procesos de descomposición de organismos de origen vegetal y animal que en tiempos remotos quedaron incorporados en esos depósitos. Teoría de Engler Las teorías originales, en las que se atribuyó al petróleo un origen inorgánico (Berthelott y Mendeleyev) han quedado descartadas. Uno de los supuestos acerca del origen del Petróleo lo constituye la Teoría de Engler (1911):

1ª etapa Depósitos de organismos de origen vegetal y animal se acumulan en el fondo de mares internos (lagunas marinas). Las bacterias actúan, descomponiendo los constituyentes carbohidratos en gases y materias solubles en agua, y de esta manera son desalojados del depósito. Permanecen los constituyentes de tipo ceras, grasas y otras materias estables, solubles en aceite. Fig. 1 - El petróleo se habría originado por la depositación de minúsculos animales y sustancias vegetales que se fueron acumulando en el fondo lacustre y marino. Fig. 2 - Ante el paso del tiempo la materia orgánica se descompone y va quedando en profundidad por los sedimentos que la van cubriendo.

2 da etapa A condiciones de alta presión y temperatura, se desprende CO 2 de los compuestos con grupos carboxílicos, y H 2 O de los ácidos hidroxílicos y de los alcoholes, dejando un residuo bituminoso. La continuación de exposiciones a calor y presión provoca un craqueo ligero con formación de olefinas (protopetróleo). Fig. 3 - Los factores de presión, temperatura y procesos químicos y físicos, ayudados por la carencia de oxígeno, posibilitaron la formación de petróleo líquido y del gas.

3 er etapa Los compuestos no saturados, en presencia de catalizadores naturales, se polimerizan y ciclizan para dar origen a hidrocarburos de tipo nafténico y parafínico. Los aromáticos se forman, presumiblemente, por reacciones de condensación acompañando al craqueo y ciclización, o durante la descomposición de las proteínas. Por otra parte, existen otras teorías, de formulación más reciente, que sostienen que el petróleo es de origen inorgánico o mineral. Los científicos rusos son los que más se han preocupado por probar esta hipótesis aunque estas proposiciones no han sido aceptadas en su totalidad. Una versión interesante de este tema es la que publicó Thomas Gold en 1986. Este científico europeo dice que el gas natural (el metano) que suele encontrarse en grandes cantidades en los yacimientos petroleros, se pudo haber generado a partir de los meteoritos que cayeron durante la formación de la Tierra hace millones de años. Los argumentos que presenta están basados en el hecho de que se han encontrado en varios meteoritos más de cuarenta (40) productos químicos semejantes al kerógeno, que se supone es el precursor del petróleo. Y como los últimos descubrimientos de la NASA han probado que las atmósferas de los otros planetas tienen un alto contenido de metano, no es de extrañar que esta teoría esté ganando cada día más adeptos. Podemos concluir que a pesar de las innumerables investigaciones que se han realizado, no existe una teoría infalible que explique sin lugar a dudas el origen del petróleo pues ello implicaría poder descubrir los orígenes de la vida misma.

Composición del petróleo La composición elemental del petróleo normalmente está comprendida dentro de los sigui Elemento Peso(%) Carbono 84 - 87 Hidrógeno 11 - 14 Azufre Nitrógeno 0 - 2 0. 2

Componentes del petróleo, denominación química y productos (comprende sólo hidrocarburos simples a presión atmosférica) Denominación química Estado Normal Punto aproximado de ebullición Productos empleo primario Metano CH 4 Gaseoso -161ºC (-258ºF) Gas natural combustible/ Etano C 2 H 6 Gaseoso -88ºC (-127ºC) Productos petroquímicos Propano C 3 H 8 Gaseoso -42ºC (-51ºF) GLP/Productos Butano C 4 H 10 Gaseoso 0ºC (31ºF) Petroquímicos Pentano C 5 H 12 Líquido 36ºC (97ºF) Naftas de Hexano C 6 H 14 Líquido 69ºC (156ºF) Alto grado Heptano C 7 H 16 Líquido 98ºC (209ºF) Gasolina natural Octano C 8 H 18 Líquido 125ºC (258ºF) (sustancia base para combustibles Nonano C 9 H 20 Líquido 150ºC (303ºF) Para motores de Decano C 10 H 22 Líquido 174ºC (345ºF) Combustión interna, Undecano-N, Hendecano Cn. H 2 n Líquido 195ºC (383ºF) turbinas) Dodecano-N, Diexilo Cn. H 2 n Líquido 215ºC (419ºF) Kerosene Tetradecano-N Cn. H 2 n Líquido 252ºC (487ºF) Aceites lubricantes Eicosano-N Cn. H 2 n Sólido Parafinas

Tipos de petróleo Densidad ( g/ cm 3) Densidad grados API >1. 0 <10. 0 Pesado 1. 0 - 0. 92 10. 0 - 22. 3 Mediano 0. 92 - 0. 87 22. 3 - 31. 1 Ligero 0. 87 - 0. 83 31. 1 - 39 < 0. 83 > 39 Aceite Crudo Extrapesado Superligero

Geología del petróleo En la geología del petróleo se combinan diversos métodos o técnicas exploratorias para seleccionar las mejores oportunidades para encontrar Hidrocarburos (Petróleo y Gas). La secuencia exploratoria se inicia con el estudio de la información disponible del área que comprende: La información geológica de las formaciones y estructuras presentes, la paleontología, la paleoecología, el estudio de mapas geológicos y geomorfológicos, estudio de los métodos geofísicos que se hayan empleado en el área como métodos potenciales (gravimetría, magnetometría, sondeos eléctricos o magneto telúricos), sismografía y los resultados de las perforaciones exploratorias realizadas en el área que incluyen los estudios accesorios a estas.

Exploración previa a la perforación En los estudios de la información geológica del área se observa el potencial de las rocas presentes en la zona del estudio para producir, almacenar y servir de trampas a los hidrocarburos. Las rocas productoras son rocas que contienen material orgánico atrapado y que ha producido hidrocarburos por procesos de alta temperatura y presión dentro de la tierra. En la geología del petróleo se busca que las rocas almacenadoras tengan buena porosidad y permeabilidad para permitir la acumulación y flujo de los fluidos y gases. Las rocas sello que sirven de trampas tienen la particularidad de ser impermeables y sirven para evitar el paso de los hidrocarburos a otras formaciones. Las estructuras ideales para la acumulación del petróleo son los llamados anticlinales, aunque es común encontrar acumulaciones en otro tipo de estructuras como fallas geológicas y en zonas relativamente planas en depósitos estratigráficos con estructuras muy leves. Los métodos geofísicos son una herramienta muy importante en la geología del petróleo pues nos permiten, sin tener que ingresar dentro de la tierra, conocer las propiedades físicas del subsuelo.

Exploración previa a la perforación

Exploración durante la perforación Durante la perforación de los pozos se suele adquirir información acerca de las características de las formaciones que se van atravesando. Métodos directos Esto se puede hacer de forma directa mediante la toma de núcleos (cores), que no son más que muestras de roca extraída dentro de la tubería de perforación, en las cuales se pueden realizar medidas directas de las características petrofísicas de la formación.

Métodos indirectos Existen, además, métodos indirectos que nos pueden llevar a inferir las características de las formaciones, entre estos métodos se encuentran los registros eléctricos y las pruebas de formación. Los registros eléctricos, tales como el SP (Potencial Espontáneo), Resistividad y los registros electricos como: gamma Ray, Neutrón o Densidad nos proporcionan estimaciones indirectas de la calidad de roca, porosidad y saturación de fluidos (agua, petróleo o gas). En cuanto a las pruebas de formación, éstas son útiles para estimar parámetros tales como presión de la formación, permeabilidad, daño de la formación. Éstos son útiles para definir la productividad de un pozo. LAGUNILLAS GRUPOFORMACIONMIEMBRO MIOCENO EDA D BA RB AR A EOCENO CRETACEO (IDENT) LA ROSAST A. B MISOA C COGOLLO PALEOCENO GUASARE COLON SOCUY LA LUNA MARACA LISURE PICHÉ TIBÚ APONMACHIQUES RIO NEGRO Yacimiento. o. API - POES (MMBls) 17. 4 Np. (MMBls) 0. 7 R. Rem. (MMBls) 2. 8 Pozos. Presión. (ACT / INACT) (LPC). 3 9 1900 C-2 VLA? ? ? . 29. 0 C-3 VLA? ? ? . 29. 0 13. 8 2. 4 2. 1 6 3 1900 C-4 VLA? ? ? . 30. 0 209. 3 102. 9 13. 8 12 33 1945 C-5 VLA? ? ? . 28. 5 179. 5 42. 6 15. 1 6 31 1050 C-6 S/M VLA? ? ? 29. 0 166. 6 64. 1 10. 3 9 32 2100 C-6 I VLA? ? ? 29. 0 136. 4 43. 9 16. 1 3 27 2200 C-7 VLA? ? ? 29. 5 334. 0 107. 6 12. 6 10 23 3100

Geología del petróleo El petróleo no se encuentra distribuido de manera uniforme en el subsuelo hay que tener presencia de al menos cuatro condiciones básicas para que éste se acumule: Debe existir una roca permeable de forma tal que bajo presión el petróleo pueda moverse a través de los poros microscópicos de la roca. La presencia de una roca impermeable, que evite la fuga del aceite y gas hacia la superficie. El yacimiento debe comportarse como una trampa, ya que las rocas impermeables deben encontrarse dispuestas de tal forma que no existan movimientos laterales de fuga de hidrocarburos. Debe existir material orgánico suficiente y necesario para convertirse en petróleo por el efecto de la presión y temperatura que predomine en el yacimiento.

La búsqueda de petróleo o gas se enfrenta con el hecho de que la superficie de la tierra tiene una historia complicada. Los geocientíficos saben que parte de la corteza terrestre, que abarcan continentes y océanos, se han trasladado con relación a otras. Cuando los continentes se separaron, zonas que eran tierra quedaron sumergidas por el mar: esas zonas se convirtieron en lugares de deposición de rocas sedimentarias. Al producirse colisiones las enormes fuerzas originadas levantaron cadenas de montañas, estrujaron las rocas en plegamientos y las echaron unas sobre otras, para formar estructuras complejas. Algunas de éstas son favorables para la acumulación de petróleo. Trampa petrolífera Una trampa petrolífera o trampa de petróleo es una estructura geológica que hace posible la acumulación y concentración del petróleo, manteniéndolo atrapado y sin posibilidad de escapar de los poros de una roca permeable subterránea. El petróleo así acumulado constituye un yacimiento petrolífero y la roca cuyos poros lo contienen se denomina roca almacén. Migración de los hidrocarburos a través de los poros.

Yacimientos primarios y secundarios El yacimiento de petróleo puede ser primario, cuando se encuentra en la misma roca en la que se ha formado, o bien ser un yacimiento secundario, cuando se formó en un sitio lejano y ha ido fluyendo hasta el lugar en el que yace ahora, movimiento con el que cambiaron algunas de sus propiedades. Yacimiento primario. Lo normal en un yacimiento primario es encontrar la siguiente disposición: una capa superior de arcilla impermeable, por debajo de ella una capa de arenas impregnadas de gas natural (hidrocarburos gaseosos), por debajo arenas impregnadas de petróleo (hidrocarburos líquidos) y, por último, una capa inferior de arenas impregnadas de agua salada. Con esta colocación, el estrato impermeable superior atrapa al petróleo en el mismo sitio donde se formó y no deja que escape, sólo puede separarse siguiendo un gradiente de densidad del agua salada que contenía (más densa) y del llamado gas natural (grupo de gases menos densos que el petróleo). Desde el punto de vista económico, los yacimientos primarios son de modesta rentabilidad, pues la cantidad acumulada de reserva petrolífera es pequeña y además el petróleo no está muy concentrado, por lo que su extracción es lenta. En un yacimiento secundario, la llegada continua de hidrocarburos hasta una trampa de petróleo hace que se acumule en una cantidad y concentración lo suficientemente importantes como para hacer muy rentable la extracción del crudo.

Tipos de trampa petrolífera

Trampa estructural: cuando la causa es tectónica. Puede ser una falla que ponga en contacto una roca impermeable con otra porosa, produciendo un escalón en donde se acumula el petróleo, o más frecuentemente por un pliegue anticlinal, que forma un recipiente invertido en el queda atrapado el petróleo en su lenta huída hacia la superficie. También son trampas de tipo estructural las acumulaciones de petróleo que se pueden producir en un domo salino. Trampas estructurales: responde a fractura, fallamiento donde se desplaza un bloque respecto del otro, y a plegamiento. El petróleo se acumula en los laterales de la falla y en la cresta de los pliegues.

Trampa estratigráfica: cuando se produce por un aumento de la permeabilidad de la roca almacén o bien un acuñamiento de ésta. En ambos casos los hidrocarburos fluyen hacia la parte superior del estrato. Trampas estratigráficas: lentes de arena donde el petróleo se encuentra impregnado entre los granos (poros). Estos lentes se encuentran rodeados por material impermeable que actúa como roca sello.

Trampa mixta: combinación de trampa estratigráfica y trampa estructural

TRAMPAS ESTRUCTURALES

TRAMPAS ESTRATIGRAFICAS

TRAMPAS MIXTAS

MIGRACION DEL PETROLEO Roca Madre: el material del cual se forma. Migración: movimiento de hidrocarburos de la roca madre a la roca recipiente, siguiendo vías de porosidad y permeabilidad que permitan su movimiento. Sincronización Geológica: para permitir que exista la trampa para el momento en que ocurra la migración.

El petróleo no suele encontrarse en el lugar en el que se genera. La generación de petróleo se produce a partir de la materia orgánica que se encuentra en sedimentos de grano fino, como arcillas; a estos sedimentos se les llama rocas madre. Posteriormente el petróleo se traslada a sedimentos de grano más grueso, como areniscas, por medio de un proceso llamado migración; A veces el petróleo no encuentra obstáculos en su migración, por lo que sale o brota, a la superficie como un manantial (así el Hombre conoció la existencia de petróleo) o bien queda entrampado. Las trampas son sitios del subsuelo donde existen condiciones adecuadas para que se acumulen los hidrocarburos, éstas se caracterizan por la presencia de rocas porosas y permeables conocidas como rocas almacén o reservorios, donde se acumulan o almacenan los hidrocarburos bordeados de capas de rocas impermeables o rocas sello que impiden su migración. Existen dos tipos de migración: primaria, desde la roca madre a la almacén, y secundaria, dentro de la roca almacén. Mientras que la migración primaria se produce siempre a través de cortas distancia, la secundaria se puede dar a distancias muy largas. Los reservorios tienen tres propiedades cuyo conocimiento resultan fundamentales para conseguir el máximo rendimiento en la exploración y producción de hidrocarburos. Porosidad La porosidad es la medida de los espacios huecos en una roca, y resulta fundamental para que ésta actúe como almacén: Porosidad = % (volumen de huecos / volumen total) x 100 La porosidad se expresa como ø. Casi todos los almacenes tienen un ø entre 5% y 30%, y la mayoría entre 10% y 20%. Existen varios tipos de porosidad según la conexión de sus poros: Conectada: poros conectados por un solo lado. Interconectada: poros conectados por varios lados. Las corrientes de agua pueden desalojar el gas y el petróleo (ver saturación de hidrocarburos). Aislada: poros aislados.

El petróleo se compone de un conjunto de numerosas sustancias líquidas distintas, los hidrocarburos, que son menos densos que el agua, por lo que tienden a flotar en ella. Esto produce un movimiento de migración del petróleo desde el momento que se forma, a partir de restos de plancton, hacia la superficie del suelo, viajando a través de los poros de rocas permeables. Una vez que aflora a la superficie, formando la llamada fuente o manantial de petróleo, va desapareciendo con los años, pues los volátiles escapan a la atmósfera y el resto de hidrocarburos van siendo capturados por microorganismos que se alimentan de ellos, pasando de ahí al resto de la cadena trófica de seres vivos de los ecosistemas. Los detalles estructurales y génesis de los yacimientos petrolíferos ha sido una de las ramas de la geología más estudiada y de la que se tienen más datos, debido a la enorme importancia que ha tenido para la humanidad la búsqueda y extracción de este recurso natural.

Los poros conectados e interconectados constituyen la porosidad efectiva. Permeabilidad Es el segundo factor importante para la existencia de un almacén. La permeabilidad (k) es la capacidad de una roca para que un fluido fluya a través de ella y se mide en darcys, que es la permeabilidad que permite a un fluido de un centipoise de viscosidad fluir a una velocidad de 1 cm/s a una presión de 1 atm/cm. Habitualmente, debido a la baja permeabilidad de las rocas, se usan los milidarcies.

La ley de Darcy sólo es válida cuando no hay reacciones química entre el fluido y la roca, y cuando hay una sola fase rellenando los poros. La permeabilidad media de los almacenes varía entre 5 y 500 milidarcies, aunque hay depósitos de hasta 3. 000 - 4. 000 milidarcies. Para ser comercial, el petróleo debe fluir a varias decenas de milidarcies. Saturación de hidrocarburos Debido a ciertas propiedades de los fluidos y de las rocas almacén o reservorios, es común que al menos una parte del espacio poral esté ocupado por agua. La saturación de hidrocarburos expresa el porcentaje del espacio poral que está ocupado por petróleo o gas natural. 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. Esto ayuda a identificar los mantos que contienen las ansiadas rocas sedimentarias. Las "cuencas sedimentarias" son cubetas rellenas de sedimentos, que son las únicas rocas donde se pueden generar hidrocarburos (conforme a la teoría de Engler) y donde en general se acumulan. En pocos casos se dan acumulaciones de petróleo y gas en rocas graníticas. El tamaño de estas cubetas varía en decenas de miles de kilómetros cuadrados, y el espesor generalmente es de miles de metros, alcanzando hasta 7. 000 metros. Estas cubetas se encuentran rodeadas por zonas de basamento (que rara vez contienen petróleo).

La búsqueda de petróleo o gas se enfrenta con el hecho de que la superficie de la tierra tiene una historia complicada. Los geocientíficos saben que parte de la corteza terrestre, que abarcan continentes y océanos, se han trasladado con relación a otras. Cuando los continentes se separaron, zonas que eran tierra quedaron sumergidas por el mar: esas zonas se convirtieron en lugares de deposición de rocas sedimentarias. Al producirse colisiones las enormes fuerzas originadas levantaron cadenas de montañas, estrujaron las rocas en plegamientos y las echaron unas sobre otras, para formar estructuras complejas. Algunas de éstas son favorables para la acumulación de petróleo.

¿Cómo se puede encontrar un Yacimiento? Cuando hay probabilidades de que en subsuelo existan acumulaciones de petróleo o gas natural, se sigue una serie de pasos, con la finalidad de ubicar el sitio con mayores posibilidades de comprobarlas y posteriormente de extraerlas. El principal trabajo del geólogo consiste en descubrir las condiciones bajo las cuales se acumulan en gas y el petróleo; para ello recurre a diferentes métodos de exploración, siendo los más importantes: Métodos Geológicos: Consisten en estudiar las rocas superficiales buscando indicaciones directa como menes o manaderos de petróleo, asfalta y gas; y aplicar la geología de superficie para verificar la existencia de rocas asociadas al origen y almacenamiento de hidrocarburos, e interpretar la existen de trampas en el suelo mediante la observación y medición de sus efectos en el terreno. Con este fin también se utilizan las fotografías aéreas. Los estudios de geología de superficie requieren un levantamiento topográfico previo con el cual se obtiene un mapa de relieve. Sobre este mapa, los geológos grafican los datos adquiridos y a partir de éstos interpretan el subsuelo y sus posibilidades petrolíferas.

Métodos Geológicos:

Método Gravimétrico: Mide las variaciones de la fuerza gravitacional en función de las densidades de las rocas. Método Magnético: Registra las variaciones locales del campo magnético y según esto, puede determinarse la distribución de las rocas que contienen diferentes propiedades magnéticas. Método Sísmico de Reflexión: Mide las propiedades de las rocas para transmitir las ondas acústicas provenientes de un detonante, las cuales viajan más rápido en rocas duras y compactas que en rocas blandas.

Yacimientos de Petróleo: En éstos el petróleo es el producto dominante y el gas está como producto secundario disuelto en cantidades que dependen de la presión y la temperatura del yacimiento. Reciben el nombre de yacimientos saturados* cuando el petróleo no acepta más gas en solución bajo las condiciones de temperaturas y presión existentes, lo que ocasiona que cualquier exceso de gas se desplace hacia la parte superior de la estructura, lo que forma una capa de gas sobre el petróleo. En yacimientos de petróleos no saturados* también se desarrolla la capa de gas por los vapores que se desprenden en el yacimiento al descendentes la presión. La mayor parte del gas natural producido en Venezuela hoy en día, proviene de yacimientos de gas en solución

Yacimientos de Gas-Petróleo: Son aquellas acumulaciones de petróleo que tienen una capa de gas en la parte más alta de la trampa. La presión ejercida por la capa de gas sobre la del petróleo es uno de los mecanismos que contribuye al flujo natural del petróleo hacia la superficie a través de los pozos. Cuando baja la presión y el petróleo ya no puede subir espontáneamente, puede inyectarse gas desde la superficie a la capa de gas del yacimiento, aumentando la presión y recuperando volúmenes adicionales de petróleo.

Yacimientos de Condensados: En estos yacimientos de hidrocarburos están en estadogaseoso, por características específicas de presión, temperatura y composición. El gas está mezclado con otros hidrocarburos líquidos; se dice que se halla en estado saturado. Este tipo de gas recibe el nombre de gas húmedo*. Durante la producción del yacimiento, la presión disminuye y permite que el gas se condense en petróleo líquido, el cual al unirse en forma de película a las paredes de los poros queda atrapado y no puede ser extraído. Esto puede evitarse inyectando gas a fin de mantener la presión del yacimiento

Yacimientos de Gas Seco: En éstos el gas es el producto principal. Son yacimientos que contienen hidrocarburos en su fase gaseosa, pero al producirlos no se forman líquidos por los cambios de presión y temperatura. El gas se genera gracias a un proceso de expansión, parecido al que ocurre en las bombonas, donde la cantidad de gas está relaciona da con la presión del embace.

Yacimientos de Gas Asociado: El gas que se produce en los yacimientos de petróleo, el gas-petróleo y de condensado, recibe el nombre de gas asociado*, ya que se produce conjuntamente con hidrocarburos líquidos. El gas que se genera en yacimientos de gas seco* se denomina gas no asociado o gas libre* y sus partes líquidas son mínimas.