1 By: E. Cruz

MANUAL

INGENIERA PETROLERA PARA

NO PETROLEROS

Por: Ing. M Sc. Efran Cruz-Pez (SEEROIL Limited)

Mail: petroleum.services@seeroil.com

Todos los derechos del Autor Reservados por la Ley. Prohibida su reproduccin parcial o total sin el consentimiento previo de su autor.

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INSTRUCTOR: Ing. M Sc. EFRAN CRUZ PEZ

Resea Profesional Ingeniero Gelogo-Petrolero, Petrofisico. M Sc. (Master of Science) en Exploracin Petrolera de la Universidad de Trondheim, Noruega. Con mas de 20 aos de experiencia en la industria petrolera mundial. Ex-Gerente de Schlumberger; ex-profesor universitario. Consultor internacional de PEMEX. Instructor internacional de Alto Rendimiento en el rea de registros geofsicos de pozos abiertos y entubados y ha conducido ms de 400 seminarios tcnicos en el mundo. Petrofsico con habilidades para la interpretacin petrofisica, interpretacin de registros de pozos, modelos geolgicos, caracterizacin de yacimientos. Ha dirigido y participado en varios proyectos como Consultor en equipos multidisciplinarios de Simulacin Numrica de Yacimientos, Auditoria y Certificacin de Reservas de Petrleo. Representante en Latinoamrica de varias empresas internacionales de productos y servicios petroleros. Es miembro activo de las sociedades cientficas internacionales: SPWLA, AAPG y SPE. Autor de varios libros y publicaciones cientficas sobre petrleos. Actualmente acta como Consultor Petrolero y Representante Legal de la compaa de servicios geocientficos SEEROIL LIMITED, con oficinas en Houston, Quito, Bogot, Mxico y Caracas. Mxico, 2009

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CONTENIDO

INGENIERA DE PETRLEOS PARA NO PETROLEROS 1. INTRODUCCIN

1.1 Historia El petrleo Origen del Petrleo Como se encuentra el petrleo

1.2 Componentes bsicos del petrleo 1.3 Variedades del petrleo

Por su densidad, (Grado API) Por el contenido de azufre Por el contenido de hidrocarburos

1.4 Importancia 2. ETAPAS DE LA INDUSTRIA DEL PETRLEO

2.1 Exploracin del Petrleo Roca Permeable Roca Sello Tipos de Trampas

o Estructurales o Estratigrficas o Combinadas

Mtodos de Exploracin Mtodo Geolgico Mtodo Geofsico Reservas. Definicin y Clasificacin

o Reservas Probadas Desarrolladas No Desarrolladas

o Reservas No Probadas o Reservas Posibles o Reservas Remanentes

2.2. Extraccin del Petrleo. Perforacin Introduccin Clasificacin de los pozos

- Exploratorios - Delimitadores - Avanzada - Desarrollo

Equipos, Herramientas y Sistemas Auxiliares de perforacin

- Torre, Mstil - Tubera de perforacin, TR (drill pipe) - Aparejo de perforacin

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- Barrenas - Malacate - Mesa Rotaria - Sistema TOP DRIVE - Fluidos de Perforacin (lodos) - Sistema de cementacin - Tubera de revestimiento (TR) - Tubera de produccin

Registros Geofsicos en Agujero Abierto, Entubado. MWD/LWD Perforacin en el mar Opciones de Equipos de Perforacin Perforacin Direccional

2.3 Produccin Tipos de Empuje

o Gas disuelto o Capa de gas o Empuje hidrulico

Levantamiento Artificial o Bombeo Mecnico o Bombeo hidrulico o Gas Lift o Pistn con gas o Bombeo centrifugo o Bombeo con cavidades progresivas

Recuperacin Mejorada. Secundaria o Inyeccin de agua o Inyeccin de vapor

Recuperacin Terciaria

2.4. Transporte Medios de trasporte

o Oleoductos

2.5 Refinacin Destilacin fraccionada Procesos de conversin qumica Craqueo trmico y cataltico

3. GAS NATURAL

Definicin. Origen. Composicin. Procesamiento Transporte Ventajas Tratamiento del gas Principales derivados del gas natural

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4. ORGANISMOS ENERGTICOS Organizacin de pases exportadores de petrleo, (OPEP) Organizacin latinoamericana de energa, (OLADE) Asociacin de empresas de petrleo y gas natural en Latinoamrica y el Caribe

(ARPEL)

5. PEMEX Historia. Visin y Propsitos Estructura Orgnica, Corporativa y Operativa Marco legal Distribucin de los hidrocarburos en Mxico Presente y Futuro de la industria petrolera mexicana. Reservas de petrleo y gas

6. GLOSARIO 7. BIBLIOGRAFA

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1. INTRODUCCIN 1.1. HISTORIA

EL PETRLEO El petrleo, se form bajo la superficie de la tierra hace millones de aos. El hombre conoce al petrleo desde hace mucho tiempo, cuando este brotaba naturalmente hacia la superficie, procedente de yacimientos someros. La Biblia lo menciona como betn, o como asfalto, as tambin como en la antigua Grecia. Los indgenas de la poca precolombina en Amrica conocan y usaban el petrleo, que les serva de impermeabilizante para embarcaciones y tambin le atribuan poderes curativos. En la zona de Mxico lo llamaban chapapote y en la zona de Sudamrica, lo llamaban mene. En el proceso de expansin de Estados Unidos era necesario obtener sal para los pioneros para poder conservar sus alimentos en el invierno. Los que vivan en el valle de Ohio, descubrieron que podan perforar a travs de la roca para encontrar depsitos de salmuera, la cual, despus de hervirla utilizaban para sus alimentos. Asociado a estos depsitos de sal, se encontraba el petrleo o aceite de piedra, que para ese momento no era muy til, y conociendo los rumores de los viejos curanderos, que indicaban que el petrleo tena propiedades curativas, se dispusieron ciertos comerciantes a embotellarlo y a venderlo como medicamento curalotodo. Las investigaciones histricas han comprobado que el petrleo, o aceite mineral (petra = piedra y oleum = aceite, en latn) fue conocido desde la remota antigedad. Con betn, asfalto derivado del petrleo, se asentaron los ladrillos de la torre de Babel y se calafate el arca de No. Los egipcios lo utilizaron en embalsamamientos por lo menos desde el 7 000 A. C. En el siglo III los chinos excavaron pozos y lo aprovecharon como iluminante. En 1850 Samuel Kier, un boticario de Pittsburg, Pennsylvania (EE.UU.), lo comercializ por vez primera bajo el nombre de aceite de roca (rock oil) o petrleo. A mediados del siglo XIX, cuando la educacin llegaba a ms hogares y los peridicos se popularizaron, se necesitaba ms luz, muchos utilizaban velones, que a ms de ser caros eran ineficientes, utilizaban tambin aceite de ballena, que aunque arda sin producir humo, resultaba muy caro. Nace de all la necesidad de encontrar una fuente iluminante, que fuera econmica, que no produjera humo e iluminara de forma eficiente. Por la misma poca el qumico escocs James Young y el gelogo canadiense Abraham Gesner comprenden su importancia al refinarlo y utilizarlo como combustible para la iluminacin. El segundo de los mencionados patent el proceso bajo el nombre de kerosn. Pero es el norteamericano William Drake a quien se atribuye el primer hallazgo de petrleo con fines comerciales mediante la perforacin de un de pozo, hecho que ocurri en 1859 en Titusville, Pennsylvania (EE.UU.). La perforacin lleg a ms de 20 metros de profundidad. A partir de esa fecha, se puede decir que comenz el desarrollo de la industria del petrleo y el verdadero aprovechamiento de un recurso que indudablemente ha contribuido a la transformacin del mundo actual.

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Adems, impulsados por la Guerra Civil de Estados Unidos, nace una nueva era tecnolgica, en la cual los barcos dejaban de ser impulsados solo a vela, las locomotoras a vapor surcaban los campos y los primeros buques de guerra, con casco de acero y movidos a vapor, navegaban por ros y mares, la necesidad de petrleo se converta en una demanda. Pero no fue sino hasta 1895, con la aparicin de los primeros automviles, que se necesit de gasolina, este nuevo combustible que en los aos posteriores se consumira en grandes cantidades. En vsperas de la primera Guerra Mundial, antes de 1914, ya existan en el mundo ms de un milln de vehculos que usaban gasolina. Despus de la primera Guerra Mundial (1914-1918), la demanda por petrleo aument de manera importante, pues fue evidente que los pases deban tener suficientes reservas de petrleo para sus transportes, sus industrias y su seguridad nacional. Los mayores depsitos de petrleo y los principales productores se encuentran en el Medio Oriente, Amrica Latina (Mxico y Venezuela), frica, Europa Oriental, Rusia, Norteamrica y el Lejano Oriente. Existen parmetros internacionales, como los del Instituto Americano del Petrleo (API) que diferencian sus calidades y, por tanto, su valor. As, entre ms grados API tenga un petrleo, mejor es su calidad. Los petrleos de mejor calidad son aquellos que se clasifican como livianos y/o suaves y dulces. Los llamados livianos son aquellos que tienen ms de 30 grados API. Los intermedios se sitan entre 22 y 29 API, y los pesados por debajo de 22 API. Tambin se clasifican entre dulces y agrios. Los primeros son aquellos que contienen menos de 0.5 por ciento de azufre; los segundos los que tienen ms de 1.0 por ciento de azufre. La medida universal del petrleo es el barril. Para propsitos de medicin comercial, cada barril equivale a 42 galones, 159 litros. Cada galn equivale a 3.785 litros. El mayor cartel petrolero es la Organizacin de Pases productores de petrleo, OPEP, la cual esta conformada por 13 paises: Arabia Saudita, Irn, Venezuela, Emiratos rabes Unidos, Nigeria, Kuwait, Libia, Indonesia, Algeria, Irak, Qatar, Gabn y Ecuador.

ORIGEN DEL PETRLEO El nombre de petrleo deriva de dos palabras latinas: Petra que significa roca o piedra, y Oleum, que quiere decir aceite; por lo tanto, petrleo significa literalmente Aceite de Roca. Este nombre indica, por lo tanto, donde podemos encontrar petrleo, en las rocas que constituyen la corteza terrestre. En su estado natural, el petrleo es de color claro blanquecino que se va transformando en un color castao o verdoso, hasta llegar a un material asfltico pesado, casi slido o duro de color negro, de acuerdo a su densidad, por sus compuestos de hidrgeno y carbono, se le denomina hidrocarburo.

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Ese hidrocarburo puede estar en estado lquido o en estado gaseoso. En el primer caso es un aceite al que tambin se le dice crudo. En el segundo se le conoce como gas natural. Existen dos teoras aceptadas sobre el origen del petrleo, que son la orgnica y la inorgnica. La teora inorgnica acerca del origen del petrleo sostiene que los hidrgenos y carbonos se unieron a altas temperaturas y presiones en las profundidades de la tierra y as formaron petrleo y gas. Posteriormente se filtraron a travs de las rocas porosas para alojarse en varias trampas naturales. La teora INORGNICA, tuvo gran aceptacin durante muchos aos. Posteriormente las tcnicas geolgicas y geoqumicas, ayudaron a dar mayor importancia a la teora orgnica. La teora ORGNICA sostiene que el petrleo (hidrgeno y carbono), proceden de la descomposicin de vegetales y animales de origen marino y terrestre, probablemente de minsculos organismos y no de formas de vida grandes como las que conocemos hoy y que fueron sometidos a enormes presiones y altas temperaturas en ciertos periodos geolgicos. El origen orgnico del petrleo, indica procedencia de micro-organismos Esta materia orgnica se cubri paulatinamente con capas cada vez ms gruesas de sedimentos, al abrigo de las cuales, en determinadas condiciones de presin, temperatura y tiempo, se transform lentamente en hidrocarburos (compuestos formados de carbn e hidrgeno), con pequeas cantidades de azufre, oxgeno, nitrgeno, y trazas de metales como hierro, cromo, nquel y vanadio, cuya mezcla constituye el petrleo crudo. Se cree entonces que los yacimientos petroleros se formaron hace millones de aos debido a la transformacin por accin de las bacterias sobre gran cantidad de materia animal y vegetal que fue quedando sepultada bajo la tierra a travs del tiempo, lo cual se concibe debido a su composicin qumica pues sus dos elementos principales son el hidrogeno y el carbono de all que se le ha halla dado a este compuesto el nombre de hidrocarburo.

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Evolucin del Kerogeno en funcin de la profundidad para generar aceite o gas La roca donde fue formado se denomina Roca Madre, de all se desplaza (migra) a una capa de rocas porosas y permeables llamada Roca Almacenadora, donde queda atrapado gracias a una capa impermeable llamada Roca Sello. No se encuentra en forma de un gran lago o laguna, por el contrario, lo hace dentro de los poros de las rocas del yacimiento.

Proceso de generacin, migracin y acumulacin del hidrocarburo Este proceso de sedimentacin y transformacin es algo que ocurri a lo largo de millones de aos. Entre los gelogos hay quienes ubican el inicio de todo ese proceso por la poca de los dinosaurios y los cataclismos. Otros opinan que hoy se est formando de una manera similar el petrleo del maana.

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En un comienzo los mantos sedimentarios se depositaron en sentido horizontal. Pero los movimientos y cambios violentos que han sacudido a la corteza terrestre variaron su conformacin y, por consiguiente, los sitios donde se encuentra el petrleo. Depositacin de capas de clsticos y carbonatos Es por esto que la Geologa identifica varios tipos de estructuras subterrneas llamadas Trampas, donde se pueden encontrar los yacimientos de petrleo y gas: anticlinales, fallas, domos salinos, etc. En todo caso, el petrleo se encuentra ocupando los espacios de las rocas porosas, principalmente de rocas como areniscas y calizas. Es algo as como el agua que empapa una esponja. En ningn caso hay lagos o lagunas de petrleo. Por consiguiente, no es verdad que cuando se extrae el petrleo quedan enormes espacios vacos en el interior de la tierra. Si tomamos el ejemplo de la esponja, cuando sta se exprime vuelve a su contextura inicial. En el caso del petrleo, los poros que se van desocupando son llenados de inmediato por el mismo petrleo que no alcanza a extraerse y fundamentalmente por agua subterrnea. Los orgenes del gas natural son los mismos del petrleo, pues, como se dijo antes, el gas es petrleo en estado gaseoso. Cuando se encuentra un yacimiento que produce petrleo y gas, a ese gas se le llama gas asociado. Pero tambin hay yacimientos que slo tienen gas, caso en el cual se le llama gas libre. El petrleo, trtese de petrleo lquido propiamente dicho o de gas natural, es un compuesto orgnico constituido por tomos de carbono e hidrgeno, de lo cual se deriva el nombre usualmente utilizado de hidrocarburo. Esos tomos se combinan de muchas maneras diferentes para formar sustancias que varan entre el simple gas Metano y de sustancias tan complejas que sus nombres llenaran una lnea completa de imprenta. El petrleo en su estado natural es casi siempre una mezcla de hidrocarburos de diferentes tipos. Despus de extrados, esos diferentes hidrocarburos son sometidos a un proceso de separacin. Cada producto as obtenido exhibe propiedades especiales y tiene usos tambin especiales.

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El petrleo es un aceite mineral que se caracteriza por ser inflamable; por ser este un compuesto combustible puede suministrar energa obtenida a partir de su combustin, es oleaginoso y su viscosidad depende de la clase de crudo, la que varia de acuerdo a su composicin la que lo caracteriza dependiendo de la situacin geogrfica y geolgica del yacimiento. Petrleo, es un aceite mineral

COMO SE ENCUENTRA EL PETRLEO Para entender qu procesos se llevan a cabo para descubrir yacimientos de petrleo, primero hay que tener una idea de cmo se form y dnde se suele ubicar. Su formacin se debi a la descomposicin anaerbica de grandes volmenes de material orgnico bajo tierra. Los mismos fueron sepultados debido a grandes cataclismos y erupciones volcnicas. En casi todas las rocas sedimentarias hay pequeas reas vacas llamadas poros o espacios porosos en los que puede existir petrleo. En algunos tipos especiales de rocas, tales como las areniscas y calizas, los poros son numerosos (la roca es porosa) e intercomunicados (la roca es permeable). Esas rocas se denominan yacimientos o reservorios. Si bien puede encontrarse petrleo en casi todas las rocas sedimentarias, es preciso que se acumulen cantidades sustanciales en los reservorios encerrados en trampas subterrneas para que se los pueda producir en cantidades comerciales. En resumen el petrleo se encuentra en espacios vacos subterrneos y a diferentes profundidades, lo que hace que su bsqueda sea algo difcil, ms no imposible, pues se ha contado siempre con recursos tcnicos y cientficos que siempre han estado de la mano con el descubrimiento de los yacimientos petroleros como son: la ssmica y la geologa; gracias a ello se conocen hoy en da gran cantidad de yacimientos petroleros en diferentes pases del mundo.

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El petrleo se localiza en los espacios vacos de las rocas (poros): Arenas y Calizas 1.2. COMPONENTES BSICOS DEL PETRLEO El petrleo natural se compone de hidrocarburos junto con pequeas cantidades de compuestos de azufre (S), oxgeno (O), nitrgeno (N) y proporciones todava menores de compuestos que contienen constituyentes metlicos, particularmente vanadio (Va), nquel (Ni), hierro (Fe) y cobre (Cu). A continuacin una tabla de los principales componentes del petrleo:

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1.3. VARIEDADES DE PETRLEO Las propiedades fsicas como qumicas de los petrleos estn en funcin de las proporciones relativas de los diferentes hidrocarburos que lo constituyen, lo que hace que haya variaciones notables entre los petrleos, como variados son los porcentajes de los derivados que se obtienen en las refineras. En forma general, el petrleo se clasifica de la siguiente manera:

Por su Densidad (Grado API).- Para determinar la calidad del crudo, se usan los estndares del American Petroleum Institute, cuyas siglas en ingles son (API); este Instituto determina calidad y especificacin de crudo, el mismo que se mida en grados de viscosidad.

El Crudo Extra-Pesado: Tiene una gravedad menor 10 API. El Crudo Pesado: Tiene una gravedad entre 10 y 22.3 API. El Crudo Mediano: Tiene una gravedad entre 22.3 y 31.1 API. El Crudo Ligero: Tiene una gravedad entre 31.1 y 39.0 API. El Crudo Super Ligero: Tiene una gravedad mayor a 39.0 API. Por el contenido de Azufre.-

Dulce Es aquel que carece o contienen muy poco azufre, 0.5 % Agrio o Amargo Es aquel petrleo que tienen alto contenido de azufre, mas del 1%

El porcentaje de azufre en el petrleo tiene mucha importancia en su valorizacin.

Por el contenido de Hidrocarburos.-

Base Parafnica.- Es un crudo con alto porcentaje de cera parafnica y producen lubricantes de alta calidad.

Base Asfltica.- Este petrleo contiene poco o nada de cera parafnica, pero la materia asfltica se halla en grandes proporciones.

Base Mixta.- Este petrleo contiene, tanto cera parafnica como materia asfltica.

El petrleo presente diferente coloracin dependiendo de su calidad.

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El valor en el mercado internacional lo determina al grado API y el contenido de azufre; es decir, a mayor nmero de grados y menor contenido azufre su precio es ms alto y viceversa.

Aceite Crudo Densidad (gr/cm3)

Densidad

(APIo) Observaciones

Extra-pesado > 1.0 39.0

Clasificacin del Crudo segn su densidad y API 1.4. IMPORTANCIA Del petrleo se dice que es el energtico ms importante en la historia de la humanidad; un recurso natural no renovable que aporta el mayor porcentaje del total de la energa que se consume en el mundo (70%). El petrleo es uno de los ms importantes productos que se negocian en el mercado mundial de materias primas. Las bolsas de Nueva York (NIMEX) y de Londres (IPC) son los principales centros donde se transa, pero tambin tiene un mercado spot o al momento. Los precios se regulan por unos marcadores o precios de referencia, entre los que sobresalen el WTI (West Texas Intermediate), Brent, Dubai, Maya, etctera. El petrleo contiene tal diversidad de componentes que difcilmente se encuentran dos tipos idnticos. El hombre moderno acepta como natural la continua disponibilidad de petrleo y gas, y los beneficios que de ellos resultan, sin estar al tanto de la complejidad poltica, econmica e histrica de esta industria tan particular y diferente de las dems. Ella se caracteriza por ser la mayor industria extractiva, lo que implica la remocin de estos elementos no renovables en amplia escala; por ser de capital intensiva, por las fuertes y continuas inversiones que exige (el estimado de inversiones en el mundo slo en el rea de exploracin y desarrollo Upstream es de mas de 100.000 millones de dlares, segn revista especializadas; y finalmente por ser de alto riesgo, dado que las acumulaciones comerciales de hidrocarburos a menudo slo se encuentran luego de varios y costosos intentos fallidos. En este momento, usted probablemente se encuentre cmodamente instalado en una silla o butaca, rodeado por una multitud de objetos: muebles, alfombras, cortinas, cuadros, enseres, artefactos, y cubierto por su propia vestimenta. Si la escena en cuestin hubiese

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tenido lugar en cualquier momento comprendido entre los albores de la humanidad y las primeras dcadas del siglo XX, estos objetos y prendas hubiesen sido de piedra, madera, hueso, fibras animales o vegetales (algodn, lino, lana), vidrio o algn metal. De todos ellos slo los metales y el vidrio han sido y son productos de la industria del hombre: los dems lo son de la naturaleza. Hoy la situacin es muy distinta. Con toda seguridad buena parte de los objetos que rodean al lector o al hombre en general son artificiales, y, adems, tienen un origen comn: se derivan del gas y del petrleo como materias primas, es decir, son productos petroqumicos. La petroqumica trajo productos inexistentes tales como el polietileno, el polipropileno, fibras sintticas como el nylon, polister; los acrlicos, colorantes, adhesivos, pinturas, frmacos, cosmticos, etc. La agricultura se beneficia con otros productos derivados del petrleo y del gas, principalmente fertilizantes nitrogenados (como la urea) y componentes de herbicidas e insecticidas. Pero el mayor aprovechamiento de los hidrocarburos es el de ser quemados como combustibles para generar energa. El uso como materia prima anteriormente descrito posiblemente slo requiera el 5% de la produccin, mientras el restante 95% se destina a combustibles: motonaftas, gasoil, fuel oil, etc. Deben mencionarse otros dos importantes derivados del petrleo: los lubricantes lquidos y slidos (grasas), y el asfalto, componente de la pavimentacin de caminos.

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2. ETAPAS DE LA INDUSTRIA DEL PETRLEO

2.1. EXPLORACIN DEL PETRLEO El petrleo puede estar en el mismo lugar donde se form (en la "roca madre") o haberse filtrado (migrado) hacia otros lugares (yacimientos) por entre los poros y/o fracturas y microfracturas de las capas subterrneas. Por eso, para que se den las condiciones de un depsito o yacimiento de petrleo, es necesario que los mantos de roca sedimentaria estn sellados por rocas impermeables (generalmente arcillosas) que impidan su paso. La trampa es una configuracin geolgica y geomtrica en donde se quedan entrampados los hidrocarburos. Rocas Permeables (Yacimiento): areniscas, carbonatos, brechas, entre otras

Roca almacenadora Rocas Sello: son rocas impermeables, normalmente lutitas, que impiden el paso de los fluidos fuera de la trampa.

Rocas Sello, Lutitas

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Tipos de Trampas: La trampa es un a barrera que detiene el movimiento del aceite y del gas, permitiendo que se acumulen. Una trampa se produce si el yacimiento encuentra una barrera impermeable, a la que se le da el nombre de roca sello. Cuando el petrleo que migra a travs de las capas permeables y encuentra la roca sello, queda impedido de seguir adelante en su migracin y empieza a acumularse. Hay muchas clases de trampas de petrleo, pero se las clasifica en trampas: Estructurales y Estratigrficas.

Las trampas Estructurales: son el resultado de alguna deformacin local, como plegamientos (pliegues), o fallas, o ambos simultneamente, de la roca permeable y de la roca sello. Entre los ejemplos tpicos merecen citarse o las trampas Anticlinales, o las trampas de Falla y o las trampas asociadas con Domos Salinos.

Las trampas Estratigrficas: se forman por procesos geolgicos distintos de la

formacin estructural. o Los restos de un antiguo arrecife de coral, sepultados por sedimentos impermeables,

pueden formar una trampa. o Las capas sedimentarias pueden cambiar lateralmente de composicin litolgica o

pueden desaparecer para volver a reaparecer en otra parte como un diferente tipo de roca. Tales cambios causan a menudo una disminucin en la porosidad, creando posiblemente una trampa.

o Una clase diferente de trampa puede originarse en Discordancias cuando una sucesin de capas, incluyendo un posible yacimiento petrolfero, han sido elevadas, inclinadas, erosionadas y, finalmente cubiertas por sedimentos impermeables que ejercen el efecto de una roca de cubierta.

Las trampas Combinadas: se refieren a las trampas en las que se mezclan aspectos

tanto estratigrficos como estructurales.

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TRAMPAS ESTRUCTURALES (ANTICLINAL)

TRAMPAS ESTRATIGRFICAS

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TRAMPA ESTRUCTURAL (POR FALLA NORMAL)

TRAMPA ESTRUCTURAL (POR FALLA INVERSA)

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TRAMPA ESTRATIGRFICAS (DOMO SALINO)

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TRAMPAS MIXTAS

MTODOS DE EXPLORACIN En trminos geolgicos, las capas subterrneas se llaman "formaciones" y estn debidamente identificadas por edad, nombre y tipo del material rocoso del cual se formaron. Los encargados de buscar lugares probables en los cuales pueda haber petrleo son los gelogos. El hallazgo de yacimientos de petrleo no es obra librada al azar y obedece a una tarea cientficamente organizada, que se planifica con mucha antelacin. Instrumental de alta precisin y tcnicos especializados deben ser trasladados a regiones a menudo deshabitadas, en el desierto o en la selva, obligando a construir caminos y sistemas de comunicacin, disponer de helicpteros, instalar campamentos y laboratorios, etctera. Para descubrir los lugares donde existen yacimientos de petrleo no existe un mtodo cientfico exacto, sino que es preciso realizar multitud de tareas previas de estudio del terreno. Los mtodos empleados, dependiendo del tipo de terreno, sern geolgicos o geofsico. Uno de los primeros pasos en la bsqueda del petrleo es la obtencin de fotografas o imgenes por satlite, avin o radar de una superficie determinada. Esto permite elaborar mapas geolgicos en los que se identifican caractersticas de un rea determinada, tales como vegetacin, topografa, corrientes de agua, tipo de roca, fallas geolgicas, anomalas trmicas... Esta informacin da una idea de aquellas zonas que tienen condiciones propicias para la presencia de mantos sedimentarios en el subsuelo. Tambin se utilizan sistemas Magnticos y Gravimtricos desde aviones provistos de magnetmetros y gravmetros, con lo cual se recoge informacin que permite diferenciar los tipos de roca del subsuelo.

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MTODO GEOLGICO

La prospeccin petrolera se desarrollo a partir del arte y accidente hacia las ciencias de la geologa y la geofsica. La geologa es el estudio de la composicin de la corteza de la tierra, la cual consiste de varias capas de sedimentos depositados durante millones de aos. Estas capas han sido entonces forzadas a adoptar varias formas o estructuras por el movimiento de las placas continentales, terremotos, erupciones volcnicas y flujos de sal. Mediante el estudio de estas capas sedimentarias en los afloramientos y otras formas en la superficie, los gelogos pueden inferir donde se encuentran los reservorios porosos en el subsuelo y las trampas.

Ciclo de formacin de las rocas: gneas, sedimentarias y metamrficas

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Procesos de formacin de las rocas Sedimentarias

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TIPOS DE DEPSITOS SEDIMENTARIOS

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Los gelogos inspeccionan personalmente el rea seleccionada y toman muestras de las rocas de la superficie para su anlisis. En este trabajo de campo tambin utilizan aparatos gravimtricos de superficie que permiten medir la densidad de las rocas que hay en el subsuelo. Con estos estudios se tiene una primera aproximacin de la capacidad de generacin de hidrocarburos y de la calidad de rocas almacenadoras que pueda haber en un lugar.

MTODO GEOFSICO Cuando el terreno no presenta una estructura igual en superficie que en el subsuelo (por ejemplo, en desiertos, en selvas o en zonas pantanosas), los mtodos geolgicos de estudio de la superficie no resultan tiles, por lo cual hay que emplear la Geofsica, ciencia que estudia las caractersticas del subsuelo sin tener en cuenta las de la superficie. Aparatos como el gravmetro permiten estudiar las rocas que hay en el subsuelo. Este aparato mide las diferencias de la fuerza de la gravedad en las diferentes zonas de suelo, lo que permite determinar qu tipo de roca existe en el subsuelo. Con los datos obtenidos se elabora un mapa del subsuelo que permitir determinar en qu zonas es ms probable que pueda existir petrleo.

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Tambin se emplea el magnetmetro, aparato que detecta la disposicin interna de los estratos y de los tipos de roca gracias al estudio de los campos magnticos que se crean. El paso ms importante en la exploracin es la ssmica. Es lo que permite conocer con mayor exactitud la presencia de trampas en el subsuelo. La ssmica consiste en crear temblores artificiales mediante pequeas explosiones subterrneas, para lo cual se colocan explosivos especiales en excavaciones de poca profundidad, normalmente entre 10 y 30 pies. En la superficie se cubre un rea determinada con aparatos de alta sensibilidad llamados "gefonos" en tierra e hidrfonos en el mar, los cuales van unidos entre s por cables y conectados a una estacin receptora. La explosin genera ondas ssmicas que atraviesan las distintas capas subterrneas y regresan a la superficie. Los gefonos las captan y las envan a la estacin receptora, donde, mediante equipos especiales de cmputo, se va dibujando el interior de la tierra.

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Fuentes y diferentes tipos de generadores de ondas ssmicas Es algo as como sacar un electrocardiograma del subsuelo. Toda la informacin obtenida a lo largo del proceso exploratorio es objeto de procesamiento e interpretacin en los centros geolgicos y geofsicos de las empresas petroleras.

Seccin ssmica que muestra los diferentes horizontes del subsuelo

All es donde se establece qu reas pueden contener mantos con depsitos de hidrocarburos, cul es su potencial contenido de hidrocarburos y dnde se deben perforar los pozos exploratorios para confirmarlo. De aqu sale lo que se llama "prospectos" o Plays petroleros.

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Desde el momento en que se inicia la investigacin geolgica hasta la perforacin del pozo exploratorio, pueden transcurrir de uno a cinco aos. En la exploracin petrolera los resultados no siempre son positivos. En la mayora de las veces los pozos resultan secos o productores de agua. En este negocio, los costos son elevados, lo que hace de esta actividad una inversin de alto riesgo. Sin duda alguna, la etapa de exploracin tiene una relevada importancia. De ella se desencadenarn todas las dems, extraccin, refinacin, etc. Es por esto, que debe ser llevada a cabo tcnicamente de la mejor manera posible.

REGISTROS GEOFSICOS DE POZOS

Una vez que se ha perforado un pozo en una locacin sugerida por la interpretacin ssmica, una herramienta de registros es bajada hacia el fondo del agujero sobre un cable elctrico. Las herramientas de perfilaje son sensores especiales que miden las propiedades de las rocas alrededor del agujero, con los resultados registrados simultneamente en papel y en formato digital. Estos datos son estudiados extensivamente para determinar que tipo de roca son y a que profundidad estn, cuan porosas son las rocas y donde hay petrleo, gas o agua en los espacios porosos. Muchas y diferentes clases de registros han sido desarrolladas. Las curvas de Potencial Espontneo (SP) y Rayos Gamma (GR), muestran los lmites de las capas de rocas y el contenido de arcilla. El registro de Neutron fue una medida inicial de porosidad. A partir de que el agua encontrada en el fondo de la tierra conduce la electricidad y el petrleo o gas no, los registros elctricos de resistividad pueden ser utilizados para detectar la presencia de petrleo y gas en los espacios porosos.

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Registro Geofsico de un pozo con curvas de GR, resistividades y porosidades Mediante el estudio de las rocas (ya sea de afloramientos o muestras de ncleos de los pozos) y con

la interpretacin de los datos ssmicos, los geocientistas e ingenieros pueden predecir

razonablemente, que tan grande es el reservorio y cuanto de volumen de petrleo contiene y cuan

fcil o difcil ser la produccin e petrleo. Estudios econmicos son luego realizados para definir

los mtodos de produccin y el equipo que se necesita para desarrollar en campo petrolero.

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CLASIFICACIN DE LOS REGISTROS GEOFSICOS

REGISTROS EN AGUJERO ABIERTO

1. Registros Litolgicos:

SP (Potencial Espontneo)

GR, NGS (Rayos Gama y Espectrales)

2. Registros de Resistividad:

Induccin (DIL, AIT)

Laterales (DLL)

3. Registros Microresistivos:

MEL, MLL

PL, MSFL, MCFL

4. Registros de Porosidad:

Snico: BHC, LSS, DSI

Densidad (LDT)

Neutrn (CNL)

5. Resonancia Magntica

6. Otros. VSP, de Hechados, de Imgenes. De toma de presiones y fluidos.

REGISTROS EN AGUJERO ENTUBADO

1. Registro de Resistividad: CHFR

2. Registros de porosidad: Snico, Densidad, Neutrnico

3. Registro snico de Cementacin: CBL-VDL

4. Registros Ultra-snicos para Cementacin y Corrosin

5. Registros C/O para monitoreo de fluidos de los yacimientos: RST, PGST

REGISTROS DEL TIPO LWD (Registros Durante la Perforacin) :

CDR, ARC5, RAB, o sus equivalentes con otras Cias. de servicios

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CONTROL DE CALIDAD DE LOS REGISTROS GEOFSICOS DE POZOS

La calidad y confiabilidad del dato geofsico, esta directamente relacionado con un proceso continuo de Control de Calidad que va desde la etapa de planeacin, adquisicin hasta la certificacin final. Los principales puntos de control son los siguientes:

1. Calibracin de las Herramientas

Calibracin Maestra

Calibracin Antes del Registro

Calibracin Despus del Registro

2. Velocidad del Registro

3. Seccin Repetida

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DEFINICIN Y CLASIFICACIN DE LAS RESERVAS En la industria del petrleo, el trmino reservas es utilizado con mucha significacin e implica toda posibilidad de existencias de hidrocarburos en el subsuelo a un tiempo determinado. Las reservas se definen como aquellas cantidades de hidrocarburos que se prev sern recuperadas comercialmente de acumulaciones conocidas a una fecha dada. Todas las reservas estimadas involucran algn grado de incertidumbre. La incertidumbre depende principalmente de la cantidad y calidad de los datos de geologa, geofsica, petrofsica e ingeniera, disponibles al tiempo de la estimacin e interpretacin de esos datos. El nivel de incertidumbre puede ser usado para colocar reservas en una de dos clasificaciones principales, probadas o no probadas. La figura abajo, ilustra la clasificacin de las reservas. (PEMEX Exploracin y Produccin. Las reservas de hidrocarburos de Mxico: Evaluacin al 1 de enero de 2002.Mxico. 2002).

Las cantidades recuperables estimadas de acumulaciones conocidas que no satisfagan los requerimientos de comercializacin deben clasificarse como recursos contingentes. El concepto de comercializacin para una acumulacin vara de acuerdo a las condiciones y circunstancias especficas de cada lugar. As, las reservas probadas son acumulaciones de hidrocarburos cuya rentabilidad ha sido establecida bajo las actuales condiciones econmicas; las reservas probables y posibles podrn estar basadas en futuras condiciones econmicas. En general, las cantidades no deben ser clasificadas como reservas a menos que haya una expectativa de que la acumulacin ser desarrollada y puesta en produccin en un tiempo razonable.

Reservas Probadas Son volmenes de hidrocarburos evaluados a condiciones atmosfricas y bajo condiciones econmicas actuales, que se estima sern comercialmente recuperables en una fecha especfica, con una certidumbre razonable, cuya extraccin cumple con las normas gubernamentales establecidas, y que han sido identificados por medio del anlisis de informacin geolgica y de ingeniera. Las reservas probadas se pueden clasificar como desarrolladas y no desarrolladas.

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El establecimiento de las condiciones econmicas actuales incluye la consideracin de los precios, de los costos de extraccin, y de los costos histricos en un periodo consistente con el proyecto. Adems, si en la evaluacin se utiliza un mtodo determinista, es decir, sin una connotacin probabilista, el trmino de certidumbre razonable se refiere a que existe una confiabilidad alta de que los volmenes de hidrocarburos sern recuperados. Por el contrario, si se emplea un mtodo probabilista, entonces la probabilidad de recuperacin de la cantidad estimada ser de 90 por ciento o ms.

En general, las reservas son consideradas probadas si la productividad comercial del yacimiento est apoyada por datos reales de presin y de produccin. En este contexto, el trmino probado se refiere a las cantidades de hidrocarburos recuperables y no a la productividad del pozo o yacimiento. En ciertos casos, las reservas probadas pueden asignarse de acuerdo a registros de pozos y/o anlisis de ncleos, o pruebas de formacin que indican que el yacimiento en estudio est impregnado de hidrocarburos, y es anlogo a yacimientos productores en la misma rea o a yacimientos que han demostrado la capacidad para producir en pruebas de formacin. Sin embargo, un requerimiento importante para clasificar a las reservas como probadas es asegurar que las instalaciones para su comercializacin existan, o que se tengan la certeza de que sern instaladas.

El volumen considerado como probado incluye el volumen delimitado por la perforacin y definido por los contactos de fluidos, si existen. Adems, incluye las porciones no perforadas del yacimiento que puedan ser razonablemente juzgadas como comercialmente productoras, de acuerdo a la informacin de geologa e ingeniera disponible. Sin embargo, si los contactos de fluidos se desconocen, la ocurrencia de hidrocarburos conocida ms profunda controla el lmite de reserva probada, a menos que datos de comportamiento o de ingeniera, indiquen lo contrario.

Es importante sealar tambin, que las reservas que sern producidas a travs de la aplicacin de mtodos de recuperacin secundaria y/o mejorada se incluyen en la categora de probadas cuando se tiene un resultado exitoso por una prueba piloto representativa, o cuando exista respuesta favorable de un proceso de recuperacin funcionando en el mismo yacimiento, o en uno anlogo, con propiedades de roca y fluidos similares que proporcionen evidencia documental al estudio de la viabilidad tcnica en el cual el proyecto est basado.

Reservas Probadas Desarrolladas Son aquellas reservas que se espera sean recuperadas de pozos existentes, incluyendo las reservas atrs de la tubera, que pueden ser extradas con la infraestructura actual mediante actividades adicionales con costos moderados de inversin. En el caso de las reservas asociadas a procesos de recuperacin secundaria y/o mejorada, sern consideradas desarrolladas nicamente cuando la infraestructura requerida para el proceso est instalada o cuando los costos requeridos para ello, sean considerablemente menores.

Reservas Probadas No Desarrolladas Son reservas que se espera sern recuperadas a travs de pozos nuevos en reas no perforadas, o donde se requiere un gasto relativamente grande para terminar los pozos existentes y/o construir las instalaciones de produccin y transporte. Lo anterior aplica tanto en procesos de recuperacin primaria como recuperacin secundaria y mejorada.

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Reservas NO Probadas

Son volmenes de hidrocarburos evaluados a condiciones atmosfricas, al extrapolar las caractersticas y parmetros del yacimiento ms all de los lmites de razonable certidumbre, o de suponer pronsticos de aceite y gas con escenarios tanto tcnicos como econmicos que no son los que prevalecen al momento de la evaluacin.

Reservas Probables Son aquellas reservas en donde el anlisis de la informacin geolgica y de ingeniera de estos

yacimientos sugiere que son ms factibles de ser comercialmente recuperables, que de no serlo. Si

se emplean mtodos probabilistas para su evaluacin, existir una probabilidad de al menos 50 por

ciento de que las cantidades a recuperar sean iguales o mayores que la suma de las reservas

probadas ms probables. Las reservas probables incluyen ms all del volumen probado, y donde el

conocimiento del horizonte productor es insuficiente para clasificar estas reservas como probadas.

Tambin, se incluyen aquellas reservas en formaciones que parecen ser productoras inferidas a

travs de registros geofsicos pero que carecen de datos de ncleos, o pruebas definitivas, y no son

anlogas a formaciones probadas en otros yacimientos. En cuanto a los procesos de recuperacin

secundaria y/o mejorada, las reservas atribuibles a estos procesos son probables cuando un proyecto

o prueba piloto ha sido planeado pero an no se encuentra en operacin, y cuando las caractersticas

del yacimiento parecen favorables para una aplicacin comercial.

Otros casos de reservas probables surgen en diferentes situaciones. Las siguientes condiciones conducen a clasificar las reservas mencionadas como probables:

a) Reservas asociadas a reas donde la formacin productora aparece separada por fallas geolgicas, y la interpretacin correspondiente indica que este volumen se encuentra en una posicin estructural ms alta que la del rea probada.

b) Reservas atribuibles a futuras intervenciones, estimulaciones, cambio de equipo u otros procedimientos mecnicos, donde tales procedimientos no han tenido xito en pozos que exhiben comportamiento similar en pozos anlogos.

c) Reservas incrementales en formaciones productoras donde una reinterpretacin del comportamiento, o de los datos volumtricos, indican reservas adicionales a las que fueron clasificadas como probadas.

d) Reservas adicionales atribuibles a pozos intermedios, y que pudieran haber sido clasificadas como probadas si se hubiera autorizado un desarrollo con esparcimiento menor al tiempo de la evaluacin.

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Reservas Posibles

Son aquellos volmenes de hidrocarburos cuya informacin geolgica y de ingeniera sugiere que es menos segura su recuperacin comercial que las reservas probables. De acuerdo con esta definicin, cuando son utilizados mtodos probabilistas, la suma de las reservas probadas, probables ms posibles tendr al menos una probabilidad de 10 por ciento de que las cantidades realmente recuperadas sean iguales o mayores. En general, las reservas posibles pueden incluir los siguientes casos:

a) Reservas que estn basadas en interpretaciones geolgicas y que pueden existir en reas adyacentes a las reas clasificadas como probables y en el mismo yacimiento.

b) Reservas en formaciones que parecen estar impregnadas de hidrocarburos, basados en anlisis de ncleos y registro de pozos, pero pueden no ser comercialmente productivas.

c) Reservas adicionales por perforacin intermedia que est sujeta a incertidumbre tcnica. d) Reservas incremntales atribuidas a mecanismos de recuperacin mejorada cuando un

proyecto o prueba piloto est planeado pero no en operacin, y las caractersticas de roca y fluido de yacimiento son tales que una duda razonable existe de que el proyecto ser comercial.

e) Reservas en un rea de la formacin productora que parece estar separada del rea probada por fallas geolgicas, y que la interpretacin indica que el rea de estudio est estructuralmente ms baja que el rea probada.

Reservas Remanentes

Son los volmenes de hidrocarburos recuperables a cualquier fecha posterior al inicio de la produccin comercial, que todava permanecen en el yacimiento. Las reservas, regularmente son objeto de actualizacin en la que se considera los volmenes producidos, los estudios tcnicos realizados con tal propsito y la incorporacin de nuevos yacimientos descubiertos.

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CUADRO RESERVAS DE PETROLEO DEL MUNDO, AL 31 DE DICIEMBRE DEL 2007

Fuente: BP

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2.2. EXTRACCIN DEL PETRLEO. PERFORACIN

Introduccin La nica manera de saber realmente si hay petrleo en el sitio donde la investigacin geolgica propone que se podra localizar un depsito de hidrocarburos, es mediante la perforacin de un agujero o pozo. La perforacin de los suelos, en una u otra forma, es conocida desde hace siglos. Ya en el ao 1100 D.C, se haban realizado en China pozos profundos (3 500 pies) para extraer salmuera, utilizando un mtodo muy similar al mtodo de cable, que consista en una barrena con una geometra similar a la de un cincel sujeto en el extremo de un cable, al que un balancn transmite movimientos ascendentes y descendentes dando lugar a la accin de corte del suelo por percusin. Este mtodo se us en perforaciones petroleras durante el siglo XIX y predomin en las dos primeras dcadas del siglo XX. La perforacin se adelanta generalmente en medio de las ms diversas condiciones climticas y de topografa: zonas selvticas, zonas polares, desiertos, pantanos, lagos o en el mar.

Clasificacin de los pozos: Los pozos se clasifican en:

Exploratorios Delimitadores o de Avanzaday De Desarrollo

El primer pozo que se perfora en un rea geolgicamente inexplorada se denomina "Pozo Exploratorio". Cuando se descubre petrleo, alrededor del pozo exploratorio se perforan otros pozos, llamados de "Pozos Delimitadores o de Avanzada", con el fin de delimitar la extensin del yacimiento y calcular el volumen de hidrocarburo que pueda contener, as como la calidad del mismo; posteriormente se perforan los pozos llamados Pozos de Desarrollo, que sirven para explotar el campo petrolero, extrayendo todo el petrleo que este permite. De acuerdo con la profundidad proyectada del pozo, las formaciones que se van a atravesar y las condiciones propias del subsuelo, se selecciona el equipo de perforacin ms indicado. Actualmente todos los pozos petrolferos son perforados por el mtodo rotatorio, que fue introducido alrededor de 1900. El implemento lgico para iniciar la descripcin del mtodo rotatorio es la barrena, trpano o broca, cuya funcin es crear un agujero mediante la rotura de la roca subterrnea, tecnologa que gener nuevas practicas como el uso de la circulacin de fluidos para la lubricacin del la barrena, limpieza del agujero, as como el desarrollo de barrenas de conos, insertos y otros lo que permiti grandes avances reduciendo tiempos de perforacin, costos y alcanzar mayores profundidades.

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EQUIPOS DE PERFORACIN TERRESTRE

EQUIPO, HERRAMIENTAS Y SISTEMAS AUXILIARES DE PERFORACIN Los principales elementos que conforman un equipo de perforacin y sus funciones, son los siguientes:

Torre de perforacin, Mstil o Taladro.- Es una estructura metlica en la que se concentra prcticamente todo el trabajo de perforacin. Soporta un aparejo diferencial que juntos permiten el movimiento de las tuberas con sus respectivas herramientas que es accionada por una transmisin generada por motores a explosin o elctricos. Tambin este conjunto impulsa simultneamente una Mesa de Rotacin que contiene un vstago, flecha (Kelly), tope de la columna perforadora y transmisor del movimiento giratorio a la tubera.

Columna, Aparejo o "Sarta" de perforacin.- Son los tubos de acero que se van

uniendo a medida que avanza la perforacin. Estn unidos entre si por uniones roscadas. Este conjunto adems de transmitir el sentido de rotacin a la barrena, que se localiza en el extremo inferior de la columna, permite la circulacin de los fluidos de perforacin. El primer tramo de la sarta que se encuentra luego de la barrena se llaman collares (drill collars), son tubos de acero de dimetro exterior similar al de la barrena y una longitud aproximada de 9.45m, con espacios de fluido que permite la circulacin y fundamentalmente sirven para dar peso a la barrena. Sobre estos tubos, se baja la tubera de perforacin (drill pipe), que son tubos huecos de acero o aluminio, que sirven de enlace entre la barrena, los collares y el vstago que da el

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giro de rotacin a la sarta de perforacin. El dimetro exterior de esta tubera varia entre 3 y 5 y una longitud de 9.45m.

Barrenas, Brocas o Trpanos.- Son las que perforan el subsuelo y permiten la

apertura del pozo. Ha sido modificada permanentemente con el fin de obtener la geometra y el material adecuados para atravesar las diferentes formaciones y tipos de rocas que se interponen entre la superficie y los hidrocarburos (areniscas, arcillas, calizas, basaltos, brechas, etc.). Las barrenas tienen de 1, 2 y hasta 3 conos montados sobre rodillos. Se fabrican de acero de alta dureza con dientes tallados en su superficie o con insertos de carburo de tungsteno u otras aleaciones duras. Existen barrenas sin conos pero que cuentan con diamantes de tipo industrial, o con insertos de carburo tungsteno u otras aleaciones tambin de gran dureza, implantados en su superficie de corte. La barrena cuenta con uno o varios pasajes de fluido, que orientados y a travs de orificios (jets) permiten la circulacin del fluido de perforacin. El rango de dimetros de las barrenas son muy amplias, desde 36, 121/4, 81/2 etc.

Diferente tipo de barrenas

Malacate.- Es la unidad de potencia ms importante del equipo, que enrolla y desenrolla el

cable de acero con el cual se baja y se levanta la "sarta" de perforacin y soporta el peso de la misma. Esta instalado sobre una estructura de acero rgida que permite ser transportado con facilidad de una locacin a otra.

Mesa Rotaria.- Es la unidad que da la energa para mover el sistema de cables y el movimiento rotativo a la barrena.

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Malacate, sistema de cables, polea viajera, gancho Mesa Rotaria, Kelly, Bushing

Malacate. Mesa Rotaria

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Polea Viajera Unin giratoria (Swivel) Sistema de Fluidos de Perforacin (lodos).- Es el que prepara, almacena, bombea, inyecta y

circula permanentemente un lodo de perforacin que cumple varios objetivos: lubrica y enfra la barrena y la sarta de perforacin, sostiene las paredes del pozo (enjarre) y saca a la superficie el material slido que se va perforando. Este lodo se inyecta por entre la tubera y la barrena y asciende por el espacio anular que hay entre la tubera y las paredes del hueco. El material que saca sirve para tomar muestras y saber qu capa rocosa se est atravesando y si hay indicios de hidrocarburos. Consta de tanques intercomunicados entre si que contiene mecanismos como: Zarandas (Temblorinas), desgasificadores, desarenadores, desarcilladores, centrifugas, removedores de fluido hidrulicos/mecnicos, embudos para la adicin de productos; bombas centrifugas y finalmente bombas a pistn (2 o 3), que son las encargadas de recibir la inyeccin preparada o reacondicionada desde los tanques para impulsarla por dentro de la columna de perforacin a travs de los espacios de la barrena y finalmente volver a superficie por el espacio anular entre la columna de perforacin y la pared del pozo, acarreando consigo los pedazos de roca cortados por la barrena y los fluidos contaminantes de las formaciones atravesadas.

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Como fluidos base de perforacin se utilizan distintos elementos lquidos, slidos y gaseosos, pasando por agua dulce o salada; hidrocarburos (petrleo, gasoil, diesel) en distintas proporciones con agua o 100% hidrocarburo; aire, gas o aireada. La seleccin del fluido a utilizar y sus aditivos est condicionada a las caractersticas del terreno a perforar, profundidad final, disponibilidad, costos, cuidado del medio, etc.

Componentes de un sistema de circulacin del fluido de perforacin

Sistema de Cementacin.- Para proteger el pozo de derrumbes, filtraciones o cualquier otro problema propio de la perforacin, se pegan a las paredes del hueco, por etapas, tubos de revestimiento con un cemento especial que se inyecta a travs de la misma tubera y se desplaza en ascenso por el espacio anular, donde se solidifica.

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

proceso de perforacin.

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Sistema TOP DRIVE: El Top Drive se compone de:

Unin giratoria Motor elctrico DC Frenos de disco para cualquier orientacin direccional y un freno de inercia Sistema para controlar el torque Sistemas de control remoto para controlar el gancho Sistema de contrabalanceo para duplicar las funciones del amortiguamiento del

gancho Vlvulas de control Elevador bi-direccional para enganchar lingadas y Elevadores de potencia.

El Top Drive sirve para perforar pozos direccionales, horizontales, multilaterales y de bajo balance. Dentro de los beneficios tenemos que elimina dos tercios de las conexiones al perforar con lingadas triples. Mantiene la orientacin direccional en intervalos de 90 pies. Toma ncleos en intervalos de 90 pies. Se perfora horizontalmente en tramos de 90 pies. Se puede circular y rotar durante los viajes. Se utiliza en perforaciones en tierra o costafuera. El tiempo de perforacin de un pozo depender de la profundidad programada y las condiciones geolgicas del subsuelo. En promedio se estima entre das a uno a seis meses, inclusive aos. La perforacin se realiza por etapas, de tal manera que el tamao del pozo en la parte superior es ancho y en las partes inferiores cada vez ms angosto. Esto le da consistencia y evita derrumbes, para lo cual se van utilizando barrenas y tubera de menor tamao en cada seccin. Durante la perforacin se emplean varios mtodos para facilitar la evaluacin de las condiciones geolgicas y para determinar el potencial de que exista una acumulacin ms o menos grande de hidrocarburos. Uno de esos mtodos es registro de lodos. El registro de lodos consiste en examinar los recortes (pedazos de rocas) y el lodo para la determinacin de la presencia de hidrocarburos. Se dibuja un perfil continuo en el que se anotan esas indicaciones, junto con una descripcin litolgica de los recortes.

Tubera de Revestimiento (TR). Son tuberas que constituyen el medio con el cual se reviste el agujero que es va perforando, de esta manera se asegura las paredes del pozo, se mantiene su estabilidad y se previene de contaminaciones aislando los fluidos de las formaciones permeables, adems se controla las presiones durante la perforacin y durante la vida del pozo. Tambin sirven como soporte para instalar las conexiones superficiales de control del pozo (cabezales, BOPs), empacadores y la tubera de produccin.

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Diferentes esquemas de la tubera de revestimiento, TR Las tuberas de revestimiento se clasifican en:

1. Conductora: es la primera tubera de revestimiento que va al inicio del pozo y sirve para anclar el primer cabezal en el cual se instalan las conexiones superficiales de control de circulacin del lodo de perforacin. Tiene el mayor dimetro y a travs de ella pasan las otras tuberas.

2. Superficial: es la tubera que sirve para aislar los acuferos superficiales o someros as como

manifestaciones de gas someros. Debe estar cementada hasta superficie o hasta el lecho marino (mudline) y sostiene las conexiones superficiales de control definitivo, BOP.

3. Intermedia: asla zonas inestables del pozo, zonas con prdidas de circulacin, de baja

presin y zonas de produccin.

4. De Explotacin: asla zonas de produccin y debe soportar la mxima presin de la formacin productora, tener resistencia a la corrosin, resistir presiones altas por fracturamiento, bombeo, inyeccin, debe estar cementado.

5. Tubera Corta, Colgadores (Liner): esta tubera NO se extiende hasta la superficie, se

sostiene de otra sarta. Se utiliza para reducir costos y mejorar la hidrulica en perforaciones profundas. Se cementa en toda su longitud.

6. Tuberia de Produccion (TP): Son tuberas a travs de la cuales se conducen hasta superficie los fluidos producidos por el pozo o los fluidos inyectados desde la superficie hasta el yacimiento. Va dentro de la tubera de revestimiento y su dimetro es menor.

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REGISTROS GEOFSICOS DEL POZO:

Los registros geofsicos del pozo, nos ayudan a determinar las caractersticas fsicas de las rocas, tales como densidad, porosidad, contenidos de agua, de petrleo y de gas natural. Con este mtodo se obtiene una medida de las propiedades elctricas, acsticas o radioactivas de las formaciones, para lo cual se hace descender una serie de herramientas especiales en el pozo. Un cable elctrico conecta la herramienta a una unidad especial, ubicada en la superficie, donde se amplifican las seales recibidas de la herramienta, seales amplificadas que se registran en tiras continuas de papel. Los perfiles producidos pueden emplearse para localizar e identificar diferentes formaciones. Los mismos pueden asimismo utilizarse para decir que tipo de fluido existe en esas formaciones y si la roca es o no un reservorio. Otro mtodo de evaluacin es el denominado anlisis del ncleo o testigo. Se obtienen porciones relativamente grandes de la formacin, mediante el reemplazo de la barrena habitual por una especial, llamado corona. Los ncleos as obtenidos se envan a un laboratorio para ser examinados. La obtencin de ncleos es un proceso lento y costoso, y se emplea solamente cuando es necesario. La perforacin debe llegar y atravesar las formaciones donde se supone se encuentra el petrleo. Al finalizar la perforacin el pozo queda literalmente entubado (revestido) desde la superficie hasta el fondo, lo que garantiza su estabilidad y facilitar posteriormente la extraccin del petrleo en la etapa de produccin.

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Antes del inicio de la perforacin de un pozo para petrleo y/o gas, se debe proceder a programarlo. Las caractersticas, alternativas y opciones ms comunes a analizar son:

Ubicacin: en tierra o en agua, en selva o en desierto, en reas pobladas o despobladas.

Profundidad: un pozo puede alcanzar hasta ms de 10 Km. de profundidad. Como consecuencia varan la temperatura, presiones de formacin y compacidad del terreno. Tambin la potencia y capacidad requeridas para el equipo de perforacin, potencia y capacidad de sus bombas, capacidad y calidad del sistema de inyeccin, etc.

Caractersticas del terreno a atravesar, informacin sobre pozos vecinos, para definir en consecuencia el programa de barrenas e inyeccin.

Geometra del pozo, dimetro de los trpanos y tuberas de proteccin a emplear, programas de cementacin de las mismas. Si se trata de un pozo vertical, desviado, con qu tipo de curva, o vertical y luego horizontal.

Logstica: distancia a fuentes de agua, a provisin de combustibles y a poblaciones. Seguridad: independientemente de los elementos de seguridad de norma que debe

poseer todo equipo de perforacin, hay que tomar los recaudos correspondientes para el caso en que sean necesarios efectuar trabajos en caliente (por ejemplo trabajos de soldadura en presencia de gases combustibles); posible exposicin al gas sulfhdrico (H2S, venenoso), etc.

Medio ambiente: se deben reducir las alteraciones al mnimo. Una vez completados los trabajos es necesario reacondicionar el emplazamiento del equipo, dejando el lugar limpio de despojos y/o contaminantes.

PERFORACIN EN EL MAR La perforacin en el subsuelo marino sigue en trminos generales los mismos lineamientos, pero se efecta desde enormes plataformas ancladas al lecho marino o que flotan y se sostienen en un mismo lugar. Son verdaderos complejos que disponen de todos los elementos y equipo necesarios para el trabajo petrolero. El avance en las tcnicas de perforacin ha permitido que se puedan desarrollar pozos desde plataformas situadas en el mar (off-shore), en aguas de una profundidad de varios cientos y miles de metros. En ellos, para facilitar la extraccin de la roca perforada se hace circular constantemente lodo a travs del tubo de perforacin y un sistema de toberas en la propia barrena Con ello, se han conseguido perforar pozos de 6.400 metros de profundidad desde el nivel del mar, lo que ha permitido acceder a una parte importante de las reservas mundiales de petrleo.

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La perforacin costa afuera es una especialidad: si bien el sistema de perforacin es similar al de tierra, su ubicacin en el lugar y sus instalaciones son ms costosas; se requieren herramientas especiales y su logstica es mucho ms compleja, todo lo que ocasiona mayores costos que la perforacin propiamente dicha. El alquiler de un equipo para perforacin profunda en tierra, de 5.500 a 6.500 m, puede llegara 15.000 $/da, y un equipo costa afuera para perforar a similar profundidad pero en aguas de 350 m de profundidad (que no es el mximo actual, ya que se opera en aguas de hasta 3.000 m de profundidad) llega hasta 70.000 $/da, sin incluir el costo del apoyo logstico que consiste en helicpteros, buzos, barcos/remolcadores/almacenaje; sistemas de posicionamiento dinmico; alojamiento, alimentacin y cuidado del personal (mdicos y, enfermeros) que se embarca por perodos de 15 a 30 das. Es importante destacar que en las plataformas que operan a mayor profundidad el alquiler puede llegar a los 150.000 $/da y en los buques de perforacin (drill ships) a 250.000 $/da.

Opciones de equipos de perforacin: Existe una gran variedad de equipos de perforacin cuya seleccin est sujeta a las necesidades que surgen del programa de perforacin: una determinada potencia instalada, capacidad de izaje, tipo y capacidad de sus bombas, etc. El anlisis de estas caractersticas permitir identificar al equipo ideal. Independientemente del rango de profundidad, hay que tener en cuenta si se debe perforar en yacimientos ubicados sobre el continente o si se estar obligado a montar el equipo sobre el agua. Al respecto, existe una nueva clasificacin: la de equipos para trabajos en tierra (onshore) y los de costa afuera (offshore). Dentro de los equipos para operar en tierra, existen los convencionales, cuyo traslado se realiza por completo mediante camiones; autoportantes, en los que el equipo con su mstil se autotransportan; y los Heli-transportables, que estn en su totalidad diseados en unidades o secciones de peso y tamao tales que permiten su transporte en helicptero. En cuanto a los equipos marinos, o sea aquellos que estn diseados para operar sobre distintas profundidades de agua y/o zonas pantanosas, la variedad de construccin es mucho ms amplia y casi a medida para cada situacin. Por ejemplo: barcazas, plataformas flotantes para operar en pantanos, lagunas o lagos; equipos que se apoyan sobre el lecho del mar (jack up); plataformas que

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se autoelevan por medio de gatos; semisumergibles que trabajan en flotacin y que controlan su sumergencia por medio del llenado y vaciado de cmaras; plataformas fijas; plataformas prefabricadas cuya instalacin puede permanecer en sitio una vez perforado el pozo; y finalmente barcos de perforacin.

Barco perforador. Plataforma fija de perforacin

Plataforma Semi-Sumergible. Plataforma Autoelevable.

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PERFORACIN DIRECCIONAL Esta tcnica permite hoy perforar bajo control pozos verticales y en ngulos de hasta 89 y terminarlos a 90, o sea con una traza horizontal. Con una curva de ngulo progresivo o en "S", se comienza verticalmente, se contina en ngulo y se regresa o no a la vertical volviendo a caer.

Pozo con un desplazamiento horizontal de 10,585m en el sur de Argentina

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2.3. PRODUCCIN Una vez finalizadas las tareas de perforacin, cementacin y desmontado el equipo, se procede a la terminacin y re-equipamiento del pozo que consiste en una serie de tareas que se llevan a cabo mediante el empleo de una unidad especial que permite el ensayo y posterior puesta en produccin del mismo. Dicha unidad consiste en un equipo de componentes similares al de perforacin pero normalmente de menor potencia y capacidad ya que trabaja, en principio, dentro del pozo ya entubado, y por consiguiente, con menores dimetros y volmenes que los utilizados durante la perforacin, y por consiguiente, menor riesgo. El agregado de un mecanismo de pistones le permite realizar maniobras que consisten en la extraccin artificial del fluido que contiene o produce el pozo por medio de un pistn con copas que sube y baja por el interior de la tubera de produccin (tubing), conectado al extremo de un cable que se desenrolla y enrolla en longitudes previstas, segn la profundidad, sobre un carretel movido mecnicamente. Mediante esta operacin se pueden determinar el caudal y el tipo de fluido que la capa pueda llegar a producir. Puede observarse que la operacin de terminacin implica una sucesin de tareas ms o menos complejas segn sean las caractersticas del yacimiento (profundidad, presin, temperatura, complejidad geolgica, etc.) y requerimientos propios de la ingeniera de produccin. De la calidad de los procedimientos para satisfacer estos requerimientos depender el comportamiento futuro del pozo para producir el mximo potencial establecido por la ingeniera de reservorios. Habindose determinado los intervalos de inters, correlacionado los perfiles a pozo abierto, y entubado y comprobado la calidad de la cementacin, es necesario poner en contacto cada estrato seleccionado con el interior del pozo mediante el "punzamiento" o perforacin del revestimiento y del cemento. Esto se realiza mediante pistolas (caones) con "cargas moldeadas" unidas por un cordn detonante activado desde la superficie mediante un cable especial, el petrleo fluye por esos orificios hacia el pozo. Cada uno de los estratos perforados son ensayados para determinar los volmenes de fluido que aporta, as como la composicin y calidad de los mismos (petrleo, gas, porcentaje de agua). Esto se realiza mediante "pistoneo" por el interior del tubing o "tubera de produccin". Se determina as si la presin de la capa o estrato es suficiente para lograr el flujo hacia la superficie en forma natural o si deben instalarse sistemas artificiales de extraccin.

Proceso de Disparos para abrir las zonas productivas

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El comn de la gente tiene la idea de que el petrleo brota a chorros cuando se descubre, como ocurra en los inicios de la industria petrolera. Si el yacimiento tiene energa propia, generada por la presin de sobrecarga y por los elementos que acompaan al petrleo, por ejemplo gas o agua, ste saldr por s solo. En este caso se instala en la cabeza del pozo un equipo llamado "rbol de Navidad" (Cristhmas Tree) o rbol de Vlvulas, que consta de un conjunto de vlvulas para regular el paso del petrleo y permiten abrir y cerrar el pozo a voluntad. La surgencia se regula mediante un pequeo orificio cuyo dimetro depender del rgimen de produccin que se quiera dar al pozo. Los fluidos de un yacimiento (petrleo, gas y agua) entran a los pozos impulsados por la presin a los que estn confinados en el mismo. Si la presin es suficiente, el pozo resultar "surgente": produce sin necesidad de ayuda. Si la presin slo alcanza para que los fluidos llenen el pozo parcialmente, se debe bajar algn sistema para terminar de subirlos a la superficie con bombas o algo equivalente.

Tipos de Empujes Naturales (Drive) Los yacimientos tienen tres tipos principales de "empujes" naturales que definen su comportamiento al descomprimirse. Pueden actuar solos o combinados y son:

1) Empuje por gas disuelto (dissolved-gas drive), gas asociado. En este caso la fuerza propulsora es el gas disuelto en el petrleo que tiende a escapar y expandirse por la disminucin de presin. El empuje por gas disuelto es el que resulta en menores recuperaciones, las presiones de fondo disminuyen rpidamente y la recuperacin final suele ser menor al 20%.

2) Empuje de una capa de gas (gas-cap drive), cuando el gas acumulado sobre el petrleo e

inmediatamente debajo del techo de la trampa genera un empuje sobre el petrleo hacia los

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pozos. En esta situacin es posible mantener la relacin gas/petrleo (GOR) constante hasta casi agotar la bolsa de gas. La recuperacin de un campo con capa de gas es del 40/50%.

3) Empuje hidrulico o hidrosttico (water drive), la fuerza impulsora ms eficiente para

provocar la expulsin del petrleo del yacimiento es el empuje del agua acumulada debajo del petrleo. La recuperacin en un yacimiento con empuje hidrosttico explotado racionalmente puede llegar al 60%.

Diferentes tipos de empujes para la produccin de petrleo

Sistemas de Levantamiento Artificial: Si no existe esa presin natural suficiente, se emplean otros mtodos de extraccin, se recurre a mtodos ARTIFICIALES para continuar extrayendo el petrleo. Con la extraccin artificial comienza la fase ms onerosa o costosa de la explotacin del yacimiento. Los principales mtodos de extraccin artificial son los siguientes:

a) Bombeo con levantamiento mecnico (Beam Pump), (Balancn o Machin). La bomba se baja dentro de la tubera de produccin y se asienta en el fondo con un elemento especial. La bomba es accionada por medio de varillas de aproximadamente 7,62 m de longitud cada una, que le transmiten el movimiento desde el "aparejo de bombeo" que consta de un balancn al cual se le transmite el movimiento de vaivn por medio de la biela y la manivela, las que se accionan a travs de una caja reductora movida por un motor. La bomba consiste en un tubo de 2 a 7,32 m de largo con un dimetro interno de 11/2 a 33/4 pulgadas, dentro del cual se mueve un pistn cuyo extremo superior est unido a las varillas de bombeo. Este mecanismo se aloja dentro o se enrosca en el extremo de la tubera. Su limitacin radica en la profundidad que pueden tener los pozos, y su desviacin en el caso de pozos dirigidos. Este bombeo se realiza hasta el momento en que el coste del sistema de extraccin es mayor que la rentabilidad que se obtiene del petrleo, por lo que el pozo es abandonado.

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Sistema de levantamiento Mecnico, Balancn

b) Bombeo con accionar hidrulico. Una variante tambin muy utilizada consiste en bombas

accionadas en forma hidrulica por un lquido, generalmente el mismo petrleo, que se conoce como fluido motriz. Las bombas se bajan dentro de la tubera y se accionan desde una estacin satlite. Este medio no tiene las limitaciones que tiene el medio mecnico para su utilizacin en pozos profundos o dirigidos.

c) Extraccin con Gas o Gas Lift - Surgencia artificial. Consiste en inyectar gas a presin en la

tubera para alivianar la columna de petrleo y hacerlo llegar a la superficie. La inyeccin del gas se hace en varios sitios de la tubera a travs de vlvulas reguladas que abren y cierran el gas automticamente.

Sistema de levantamiento de Gas Lift

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d) Pistn accionado a gas (plunger lift). Es un pistn viajero que es empujado por gas propio

del pozo y trae a la superficie el petrleo que se acumula entre viaje y viaje del pistn.

e) Bomba centrfuga y motor elctrico sumergible. Es una bomba de varias paletas montadas axialmente en un eje vertical unido a un motor elctrico. El conjunto se baja en el pozo con una tubera especial que lleva un cable adosado, para transmitir la energa elctrica al motor. Permite bombear grandes volmenes de fluidos.

f) Bomba de cavidad progresiva. El fluido del pozo es elevado por la accin de un elemento

rotativo de geometra helicoidal (rotor) dentro de un alojamiento semilastico de igual geometra (estator) que permanece esttico. El efecto resultante de la rotacin del rotor es el desplazamiento hacia arriba de los fluidos que llenan las cavidades formadas entre rotor y estator.

El petrleo extrado generalmente viene acompaado de sedimentos, agua y gas natural, por lo que deben construirse previamente las facilidades de produccin, separacin y almacenamiento. A pesar de los avances alcanzados en las tcnicas de produccin, nunca se logra sacar todo el petrleo que se encuentra (in situ) en un yacimiento. En el mejor de los casos se extrae el 50 60 por ciento. Por tal razn, existen mtodos de "recuperacion mejorada" para lograr la mayor extraccin posible de petrleo en pozos sin presin natural o en declinacin, tales como la inyeccin de gas, de agua o de vapor a travs del mismo pozo productor o por intermedio de pozos inyectores paralelos a ste.

RECUPERACIN MEJORADA

Hasta aqu se ha tratado la extraccin del petrleo en funcin de la energa existente en el yacimiento, acudiendo en casos necesarios a medios artificiales. Esta explotacin, denominada PRIMARIA, permite obtener entre un 15% y un 35% del petrleo in situ. Si se trata de petrleos viscosos, la extraccin puede ser inferior al 10%. En casos excepcionales, se cuenta con energa suficiente provista por el empuje natural del agua proveniente de una fuente a gran distancia y con capacidad de reposicin: en estos casos se mantiene naturalmente una buena presin de fondo que permite mejores porcentajes de recuperacin, hasta 50% del petrleo in situ. Es comn aplicar algunos medios para mejorar los valores de recuperacin, por ejemplo la inyeccin de agua o gas en determinados pozos denominados "inyectores", con el objeto de desplazar volmenes adicionales de petrleo hacia el resto de los pozos del yacimiento que conservan el carcter de "pozos productores". Esto se llama recuperacin SECUNDARIA. Este proceso es aplicable desde comienzos de la explotacin para mantener la presin, o bien ya iniciada la explotacin. El agua a inyectar puede obtenerse de fuentes cercanas (ros, lagos, etc.), o bien ser reinyectada la producida junto con el petrleo o agua de mar. En todos los casos debe ser "compatible" con el agua de la formacin productiva, y debe ser convenientemente tratada a los efectos de evitar daos a la formacin as como tambin al sistema de caeras de inyeccin y a los pozos inyectores. Entre los principales sistemas de recuperacin Secundaria tenemos a los siguientes:

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a) 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.

b) INYECCIN DE VAPOR Y/ O GAS (Nitrgeno) En yacimientos con petrleo muy viscoso (con textura de cera) se utiliza la inyeccin de vapor, en lugar de agua, lo que permite conseguir dos efectos: 1. Por un lado, se aumenta, igual que con el agua, la presin del yacimiento de crudo para que

siga ascendiendo libremente. 2. Por otro, el vapor reduce la viscosidad del crudo, con lo se hace ms sencilla su extraccin, ya

que fluye ms deprisa.

Sistema de Recuperacin Secundaria con inyeccin de gas

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RECUPERACIN TERCIARIA

Adems de la recuperacin secundaria va inyeccin de agua o de gas se suelen aplicar otros mtodos llamados de recuperacin TERCIARIA o mejorada, tales como inyeccin de anhdrido carbnico (CO2), solventes, de polmeros, o mtodos trmicos tales como de inyeccin de vapor (cclica o continua), o de combustin in situ, cuya aplicacin se realiza, en razn de su costo, en la medida en que resulte econmicamente factible. Altos precios del crudo estimulan la aplicacin de mtodos de recuperacin mejorada o terciaria, dado que los mismos requieren grandes inversiones. El petrleo, junto con el gas y el agua asociados, son conducidos desde cada uno de los pozos hasta bateras o estaciones colectoras a travs de una red de caeras enterradas de entre 2 y 4" de dimetro. El material ms comn para estas lneas de conduccin es el acero, aunque se utilizan cada vez con mayor frecuencia caeras de PVC reforzado con fibra de vidrio, resistentes a la corrosin. La batera recibe la produccin de un determinado nmero de pozos del yacimiento, generalmente entre 10 y 30. All se cumplen funciones de separacin de los diferentes fluidos, la medicin diaria del volumen producido total y en los casos necesarios, de cada pozo en particular. Tambin se puede, en el caso de petrleos viscosos, efectuar su calentamiento para facilitar su bombeo a las plantas de tratamiento. Para el caso de captacin de GAS de pozos exclusivamente gasferos, gas libre pero no necesariamente seco, es necesario contar con instalaciones que permitan la separacin primaria de lquidos y el manejo y control de la produccin de gas, normalmente a mayor presin que el petrleo. A continuacin seguir el mismo proceso que el gas asociado ya separado. El movimiento del gas a plantas y/o refineras se realiza a travs de gasoductos, bombendolo mediante compresores.

Esquema de produccin de petrleo y/o Gas

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2.4. TRANSPORTE El transporte y el almacenamiento son dos etapas claves en el proceso de la industria petrolera, tanto para el crudo como para los derivados, pues sin stas la industria no funciona. Normalmente, los pozos petrolferos se encuentran en zonas muy alejadas de los lugares de consumo, por lo que el transporte del crudo se convierte en un aspecto fundamental de la industria petrolera, que exige una gran inversin, tanto si el transporte se realiza mediante oleoductos, como si se realiza mediante buques especiales denominados petroleros. Al principio de la industria petrolfera, el petrleo generalmente se refinaba cerca del lugar de produccin. A medida que la demanda fue en aumento, se consider ms conveniente transportar el crudo a las refineras situadas en los pases consumidores.

o MEDIOS DE TRANSPORTE Aunque todos los medios de transporte son buenos para conducir este producto (el mar, la carretera, el ferrocarril o la tubera), el petrleo crudo utiliza sobre todo los medios de transporte masivo: los oleoductos de caudal continuo y los petroleros de gran capacidad. Los otros medios de transporte (barcos de cabotaje, gabarras, vagones cisterna o camiones cisterna, entre otros) se utilizan, salvo casos excepcionales, como vehculos de distribucin de productos terminados derivados del petrleo. La ventaja del petrleo es que su fluidez permite el transporte a granel, lo que reduce los gastos al mnimo y permite una automatizacin casi completa del proceso. Gracias a los adelantos tcnicos de hoy en da, basta en muchos casos con hacer la conexin de tuberas y proceder a la apertura o cierre de vlvulas, muchas veces de forma automtica y a distancia con telecontrol. En el mundo del petrleo los oleoductos y los buques-tanqueros son los medios por excelencia para el transporte del crudo.

OLEODUCTOS El paso inmediato al descubrimiento y explotacin de un yacimiento es su traslado hacia los centros de refinacin o a los puertos de embarque con destino a la exportacin. Para ello se construye un oleoducto, trabajo que consiste en unir tubos de acero a lo largo de un trayecto determinado, desde el campo productor hasta el punto de refinacin y/o de embarque. La capacidad de transporte de los oleoductos vara y depende del tamao de la tubera. Es decir, entre ms grande sea el dimetro, mayor la capacidad. El dimetro de la tubera de un oleoducto oscila entre 10 centmetros y un metro. Estas lneas de acero pueden ir sobre la superficie, bajo tierra, sobre el lecho marino y atraviesan la ms variada topografa. En la parte inicial del oleoducto una estacin de bombeo impulsa el petrleo y, dependiendo de la topografa por donde ste pase, se colocan estratgicamente otras estaciones para que le permitan

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superar sitios de gran altura. En condiciones normales, las estaciones de bombeo se encuentran situadas a 50 kilmetros unas de otras. Los oleoductos disponen tambin de vlvulas que permiten controlar el paso del petrleo y atender oportunamente situaciones de emergencia como por efecto de las voladuras. El trmino oleoducto comprende no slo la tubera en s misma, sino tambin las instalaciones necesarias para su explotacin: depsitos de almacenamiento, estaciones de bombeo, red de transmisiones, conexiones y distribuidores, equipos de limpieza, control medioambiental, etctera. El gas natural se transporta en idnticas circunstancias, pero en este caso la tubera se denomina gasoducto. Hay ductos similares que cumplen funciones especficas: poliductos para gasolinas, diesel y otros derivados.

Sistemas de transporte por Oleoductos

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2.5 REFINACIN El petrleo finalmente llega a las refineras en su estado natural para su procesamiento. Aqu prcticamente lo que se hace es cocinarlo. Por tal razn es que al petrleo tambin se le denomina crudo. El petrleo crudo no es directamente utilizable, salvo a veces como combustible. Para obtener sus diversos subproductos es necesario refinarlo, de donde resultan, por centenares, los productos acabados y las materias qumicas ms diversas. El petrleo crudo es una mezcla de diversas sustancias, las cuales tienen diferentes puntos de ebullicin. Su separacin se logra mediante el proceso llamado "destilacin fraccionada". Esta funcin est destinada a las "refineras", factoras de transformacin y sector clave por definicin de la industria petrolfera, bisagra que articula la actividad primaria y extractiva con la actividad terciaria. El trmino de refino, nos fue heredado en el siglo XIX, cuando se contentaban con refinar el petrleo para lmparas, se reviste hoy de tres operaciones: 1.- La destilacin del crudo (topping), 2.- La desulfuracin, y 3.- La sntesis de hidrocarburos nobles mediante combinaciones nuevas de tomos de

carbono y de hidrgeno, su des-hidrogenacin, su isomerizacin o su ciclado, obtenidos bajo el efecto conjugado de la temperatura, la presin y catalizadores apropiados.

Una refinera es un enorme complejo donde ese petrleo crudo se somete en primer lugar a un proceso de destilacin o separacin fsica y luego a procesos qumicos que permiten extraerle buena parte de la gran variedad de componentes que contiene. Es una fbrica compleja que funciona 24 horas diarias con equipos de tcnicos que controlan por turno todos los datos. Antiguamente las refineras ocupaban a centenares y a veces a millares de obreros en tareas manuales, sucias e insalubres, actualmente las ms modernas estn dotadas de automatismos generalizados para el control y la conduccin de los procesos y no exigen ms que de un reducido nmero de personas. El petrleo tiene una gran variedad de compuestos, al punto que de l se pueden obtener por encima de los 4000 productos. Los productos que se sacan del proceso de refinacin se llaman derivados y los hay de dos tipos:

1.- Los combustibles: como la gasolina, diesel etc.; y 2.- Los petroqumicos: tales como polietileno, benceno, etc.

Las refineras son muy distintas unas de otras, segn las tecnologas y los esquemas de proceso que se utilicen, as como su capacidad. Las hay para procesar petrleos suaves, petrleos pesados o mezclas de ambos. Por consiguiente, los productos que se obtienen varan de una a otra. La refinacin se cumple en varias etapas. Es por esto que una refinera tiene numerosas torres, unidades, equipos y tuberas. Es algo as como una ciudad de plantas de proceso.

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En resumen, el principal producto que sale de la refinacin del petrleo es la gasolina. El volumen de gasolina que cada refinera obtiene es el resultado del esquema que utilice. En promedio, por cada barril de petrleo que entra a una refinera se obtiene 40% y 50% de gasolina.

o DESTILACIN FRACCIONADA El petrleo crudo es una mezcla de hidrocarburos cuyas molculas estn compuestas de tomos de carbono e hidrgeno. Centenares de diferentes clases de hidrocarburos se encuentran en el petrleo crudo; por otra parte, segn sea el origen de estos crudos, tambin varan las proporciones de los hidrocarburos que lo forman. El hidrocarburo ms simple es el gas metano, formado por un tomo de carbono unido a cuatro tomos de hidrgeno. Al alargarse la cadena de tomos de carbono que constituye la "columna vertebral" de sus molculas, los hidrocarburos varan de gases a lquidos a temperatura ambiente (superiores a 5 tomos de carbono por molcula) y de lquidos a semislidos (ms all de 18 tomos de carbono por molcula). La primera parte en el proceso de refinacin consiste en separar la mezcla de hidrocarburos en grupos o fracciones similares, es decir de rango de destilacin similar. Esta separacin se logra mediante un proceso llamado "destilacin fraccionada". La destilacin de petrleo crudo se basa en que cuando el petrleo crudo es calentado, los hidrocarburos ms livianos y voltiles se vaporizan primero, hacindolo al final las fracciones ms pesadas y menos voltiles. Estos vapores son luego enfriados y transformados en lquidos a

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temperatura ambiente. Esta propiedad permite separar los distintos hidrocarburos componentes de la mezcla. En la refinera la destilacin se lleva a cabo en las llamadas "torres de fraccionamiento", constituidas por altos cilindros de acero que en algunos casos pueden alcanzar 40 m de altura y que en su interior poseen platos separadores. La temperatura en la base de la columna es elevada y desciende gradualmente hacia la parte superior, en forma uniforme. Los vapores provenientes del petrleo crudo calentado se elevan por el interior de la columna a travs de los mencionados platos. Cuando estos vapores toman contacto con el plato cuya temperatura es inmediatamente inferior a su punto de ebullicin, se condensan. Los hidrocarburos ms voltiles se elevan hasta la parte menos caliente de la columna, en la parte superior, antes de condensarse, mientras que los menos voltiles vuelven al e