Articulo de referencia

Extracción de petróleo

Bomba de extracción en un pozo petrolífero en Texas El petróleo es un combustible fósil que se puede extraer del subsuelo terrestre. Los yacimientos de petróleo se forman por la...

Bomba de extracción en un pozo petrolífero en Texas

El petróleo es un combustible fósil que se puede extraer del subsuelo terrestre. Los yacimientos de petróleo se forman por la mezcla de plantas, algas y sedimentos en mares poco profundos bajo alta presión. El petróleo se extrae principalmente mediante perforación . Se utilizan estudios sísmicos y otros métodos para localizar yacimientos de petróleo. Las plataformas y plataformas petrolíferas se utilizan para perforar pozos profundos en la tierra y extraer el petróleo. Tras la extracción, el petróleo se refina para producir gasolina y otros productos como neumáticos y refrigeradores. La extracción de petróleo puede ser peligrosa y ha provocado derrames de petróleo . [ 1 ]

Localización del yacimiento petrolífero

Los geólogos y geofísicos utilizan estudios sísmicos para buscar estructuras geológicas que puedan formar yacimientos de petróleo. El método "clásico" consiste en realizar una explosión subterránea en las proximidades y observar la respuesta sísmica, que proporciona información sobre las estructuras geológicas subterráneas. Sin embargo, también se utilizan métodos "pasivos" que extraen información de las ondas sísmicas naturales. [ 2 ]

En la búsqueda de petróleo también se utilizan otros instrumentos, como gravímetros y magnetómetros . La extracción de crudo normalmente comienza con la perforación de pozos en un yacimiento subterráneo. Una vez perforado un pozo, un geólogo (conocido en la plataforma como " registrador de lodo ") registra su presencia.

Históricamente, en Estados Unidos, en algunos yacimientos petrolíferos el petróleo ascendía naturalmente a la superficie, pero la mayoría de estos yacimientos se agotaron hace mucho tiempo, excepto en algunas zonas de Alaska . A menudo, se perforan muchos pozos (llamados pozos multilaterales ) en el mismo yacimiento, hasta alcanzar una tasa de extracción económicamente viable. Algunos pozos ( pozos secundarios ) pueden bombear agua , vapor , ácidos o diversas mezclas de gases al yacimiento para aumentar o mantener la presión del mismo y lograr una extracción económica.

Perforación

El pozo petrolífero se crea perforando un agujero largo en la tierra con una plataforma de perforación . Se coloca una tubería de acero (revestimiento) en el agujero para proporcionar integridad estructural al pozo recién perforado. Luego se hacen agujeros en la base del pozo para permitir que el petróleo fluya hacia el interior. Finalmente, se instala un conjunto de válvulas llamado " árbol de Navidad " en la parte superior; estas válvulas regulan las presiones y controlan el flujo. El proceso de perforación se engloba dentro de la fase "upstream" (exploración y producción), uno de los tres servicios principales de la industria petrolera, junto con la fase intermedia (midstream) y la fase final (downstream).

Extracción y recuperación de petróleo

Recuperación primaria

Durante la etapa de recuperación primaria , el impulso del yacimiento proviene de una serie de mecanismos naturales:

  • El agua natural desplaza el petróleo hacia abajo, dentro del pozo.
  • expansión del gas de petróleo asociado en la parte superior del yacimiento
  • expansión del gas asociado inicialmente disuelto en el petróleo crudo
  • Drenaje por gravedad resultante del movimiento del petróleo dentro del yacimiento desde las partes superiores a las inferiores, donde se ubica el pozo de extracción.

El factor de recuperación durante la etapa de recuperación primaria suele ser del 5-15%. [ 3 ]

Cuando la presión subterránea en el yacimiento petrolífero es suficiente para forzar el petróleo (junto con algo de gas asociado) a la superficie, para extraerlo basta con colocar un complejo sistema de válvulas (el árbol de Navidad ) en la boca del pozo y conectarlo a una red de oleoductos para su almacenamiento y procesamiento. En ocasiones, durante la recuperación primaria, para aumentar las tasas de extracción, se utilizan bombas, como bombas de balancín y bombas eléctricas sumergibles (ESP), para llevar el petróleo a la superficie; estos se conocen como mecanismos de elevación artificial.

Recuperación secundaria

Durante la vida útil de un pozo, la presión disminuye. Una vez que la presión natural del yacimiento se reduce y la presión subterránea es insuficiente para impulsar el petróleo a la superficie, se aplican métodos de recuperación secundaria . Estos métodos se basan en suministrar energía externa al yacimiento mediante la inyección de fluidos para aumentar la presión, incrementando o reemplazando así la presión natural del yacimiento con una presión artificial. Las técnicas de recuperación secundaria aumentan la presión del yacimiento mediante la inyección de agua , la reinyección de gas y el levantamiento por gas . Tanto la reinyección como el levantamiento por gas utilizan gas asociado, dióxido de carbono u otro gas inerte para reducir la densidad de la mezcla de petróleo y gas, mejorando su movilidad. El factor de recuperación típico de las operaciones de inyección de agua es de aproximadamente el 30%, dependiendo de las propiedades del petróleo y las características de la roca del yacimiento. En promedio, el factor de recuperación después de las operaciones de recuperación primaria y secundaria de petróleo se sitúa entre el 35% y el 45%. [ 3 ]

Recuperación mejorada

En muchos yacimientos petrolíferos, donde el petróleo es más denso y pesado que el crudo normal, se inyecta vapor.

Los métodos de recuperación mejorada o terciaria de petróleo aumentan aún más la movilidad del crudo para incrementar la extracción.

Los métodos de recuperación de petróleo mejorada térmicamente (TEOR) son técnicas de recuperación terciaria que calientan el petróleo, reduciendo su viscosidad y facilitando su extracción. La inyección de vapor es la forma más común de TEOR y suele realizarse con una planta de cogeneración . Este tipo de planta utiliza una turbina de gas para generar electricidad , y el calor residual se utiliza para producir vapor, que luego se inyecta en el yacimiento. Esta forma de recuperación se utiliza ampliamente para aumentar la extracción de petróleo en el Valle de San Joaquín , que produce un petróleo muy pesado, pero que representa el diez por ciento de la extracción de petróleo de Estados Unidos. La inundación con fuego (quema in situ) es otra forma de TEOR, pero en lugar de vapor, parte del petróleo se quema para calentar el petróleo circundante.

Ocasionalmente, se inyectan surfactantes ( detergentes ) para alterar la tensión superficial entre el agua y el petróleo en el yacimiento, movilizando el petróleo que de otro modo permanecería en el yacimiento como petróleo residual. [ 4 ]

Otro método para reducir la viscosidad es la inyección de dióxido de carbono .

La recuperación terciaria permite recuperar entre un 5 % y un 15 % más del petróleo del yacimiento. [ 3 ] En algunos campos de petróleo pesado de California (como el campo petrolífero Midway-Sunset ), la inyección de vapor ha duplicado o incluso triplicado las reservas de petróleo y la recuperación final de petróleo. [ 5 ]

La recuperación terciaria comienza cuando la recuperación secundaria de petróleo no es suficiente para continuar una extracción adecuada, pero solo cuando el petróleo aún puede extraerse de forma rentable . Esto depende del costo del método de extracción y del precio actual del crudo . Cuando los precios son altos, se reactivan los pozos que antes no eran rentables, y cuando son bajos, se reduce la extracción.

El uso de tratamientos microbianos es otro método de recuperación terciaria. Se utilizan mezclas especiales de microorganismos para tratar y descomponer la cadena de hidrocarburos del petróleo, facilitando así su recuperación. Además, resulta más económico que otros métodos convencionales. En algunos estados, como Texas, existen incentivos fiscales para el uso de estos microorganismos en lo que se denomina recuperación terciaria secundaria. Muy pocas empresas suministran estos microorganismos.

Tasas de recuperación

La cantidad de petróleo recuperable está determinada por una serie de factores:

  • permeabilidad de la roca
  • fuerza de los impulsores naturales (el gas asociado presente, la presión del agua adyacente o la gravedad)
  • porosidad de la roca reservorio, es decir, la capacidad de almacenamiento de la roca
  • viscosidad del aceite

Cuando las rocas del yacimiento son "compactas", como en el caso de la lutita , el petróleo generalmente no puede fluir a través de ellas, pero cuando son permeables, como en la arenisca , el petróleo fluye libremente.

Recuperación final estimada

Si bien la recuperación de un pozo no se puede determinar con certeza hasta que cese su producción, los ingenieros petroleros suelen estimar la recuperación final (EUR, por sus siglas en inglés) basándose en proyecciones de la tasa de declive a años vista. Para ello, se utilizan diversos modelos, técnicas matemáticas y aproximaciones.

La recuperación final estimada (EUR) del gas de esquisto es difícil de predecir, y es posible elegir métodos de recuperación que tiendan a subestimar el declive del pozo más allá de lo razonable.

Salud y seguridad

La fuerza laboral de extracción de petróleo y gas enfrenta desafíos únicos en materia de salud y seguridad, y es reconocida por el Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) como un sector industrial prioritario en la Agenda Nacional de Investigación Ocupacional (NORA) para identificar y proporcionar estrategias de intervención en relación con los problemas de salud y seguridad ocupacional. [ 6 ] [ 7 ] Durante 2003–2013, la tasa anual de muertes ocupacionales disminuyó significativamente un 36,3%; sin embargo, el número de muertes relacionadas con el trabajo en la industria de extracción de petróleo y gas de EE. UU. aumentó un 27,6%, con un total de 1189 muertes debido al crecimiento de la fuerza laboral durante este período. Dos tercios de todas las muertes de trabajadores se atribuyeron a incidentes de transporte y contacto con objetos o equipos. Más del 50% de las personas que sufrieron lesiones mortales estaban empleadas por empresas que prestan servicios a pozos. Los controles de riesgos incluyen políticas de seguridad en el transporte terrestre y controles de ingeniería , como tecnologías automatizadas. [ 8 ]

En 2023, los CDC publicaron que 470 trabajadores habían muerto entre 2014 y 2019. [ 9 ]

Cuando se queman petróleo y gas, liberan dióxido de carbono a la atmósfera. Los combustibles fósiles , como el petróleo, son responsables del 89% de las emisiones de dióxido de carbono . [ 10 ] Las emisiones de carbono provocan el cambio climático , que afecta negativamente la seguridad de las personas al elevar el nivel del mar y empeorar el clima.

El petróleo también puede causar derrames de petróleo , que contaminan el océano . [ 10 ]

Véase también

Referencias

  1. "Petróleo" . education.nationalgeographic.org . National Geographic Society . Consultado el 30 de octubre de 2022 .
  2. "Sitio web tecnológico de una empresa basada en tecnología sísmica pasiva" . Archivado del original el 28 de septiembre de 2007. Consultado el 31 de agosto de 2007 .
  3. 1 2 3 E. Tzimas (2005). "Recuperación mejorada de petróleo mediante dióxido de carbono en el sistema energético europeo" (PDF) . Oficina de Publicaciones Oficiales de las Comunidades Europeas . Centro Común de Investigación de la Comisión Europea . Archivado (PDF) del original el 30-05-2019 . Recuperado el 01-11-2012 .
  4. "Nuevos miles de millones en petróleo" Popular Mechanics , marzo de 1933 -- es decir, artículo sobre la invención de la inyección de agua y los detergentes para la recuperación de petróleo.
  5. Historial de crecimiento de las reservas de petróleo en los principales yacimientos petrolíferos de California durante el siglo XX , Boletín USGS 2172-H, 2005
  6. "CDC - NIOSH - NORA Consejo de Extracción de Petróleo y Gas" . www.cdc.gov . 12 de febrero de 2019. Consultado el 14 de marzo de 2019 .
  7. "Consejo de Extracción de Petróleo y Gas de NORA - Agenda de Investigación" . www.cdc.gov . 12 de febrero de 2019. Consultado el 14 de marzo de 2019 .
  8. Mason, Krystal L.; Retzer, Kyla D.; Hill, Ryan; Lincoln, Jennifer M. (29 de mayo de 2015). "Muertes laborales durante el auge del petróleo y el gas: Estados Unidos, 2003-2013" . Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE . UU. Recuperado el 2 de noviembre de 2018 .
  9. Wingate, Kaitlin C. (2023). "Base de datos de muertes en la extracción de petróleo y gas, un sistema de vigilancia de muertes de trabajadores específico de la industria — Estados Unidos, 2014–2019" . MMWR. Resúmenes de vigilancia . 72 (8): 1– 15. doi : 10.15585/mmwr.ss7208a1 . PMC 10468201. PMID 37643161. Recuperado el 2 de septiembre de 2023 .  
  10. 1 2 "Combustibles fósiles y cambio climático: los hechos" . www.clientearth.org . Consultado el 27 de febrero de 2024 .