Hiztegia

Petrolioa

Petrolioak eta petroliotik ateratzen diren produktuek berebiziko garrantzia dute gaur egungo gizartean. Jende guztiak badaki erabiltzen diren erregai gehienak petroliotik ateratzen direla: lehorreko zein itsasoko garraiorako gasolina eta gasolioak, hegazkinen kerosenoa, industriarako fuel-olioak, etxerako butano zein propano likidotuak, etab. Hain jakina ez den arren, egunero erabiltzen ditugun gauza askoren iturburua ere petrolioa da: zuntz sintetikoak (arropa, ehunak), plastikoak (poltsak, botilak, ontziak, etxeko tresna elektrikoen kaxak, ibilgailuen osagaiak...), kautxua (zapatak, gurpilak, motelgailuak...), asfaltoa (errepideak, iragazgaizteko materialak...) edo nekazaritza zein medikuntzako hainbat produktu kimiko.

Horrexegatik esaten da, askotan, petrolioaren industria “XX. mendeko industria nagusia” dela. Izan ere, petrolioaren prezioaren gorabeherak edo petrolio-ekoizle diren estatuek prezioa ezartzeko egiten dituzten bilerak lehen mailako albiste izaten dira komunikabideetan, petrolioak herritarren bizimoduan eragin itzela duen seinale.

Petrolioaren historia ez da berria; antzinaroan ere ezaguna baitzen. Zenbait lekutan, lurrazaleko arrakala eta failetatik azaleratzen zen. Momiak baltsamatzeko erabiltzen zen Egipton, eta tenpluetan sua egiteko Pertsian.

Biblian ere hainbat aldiz aipatua da, eta Marco Polok bere bidaien kronikan Bakun petrolio-merkatu handia zegoela kontatu zuen. Petrolioa aurkitzeko lehen zulatze-lanak txinatarrek egin zituzten, XI edo XII. mendeen inguruan. Dena den, lehen petrolio-putzu modernoa, gaur egungo industriaren abiaburutzat hartzen dena, E. Drakek zulatu zuen 1859an, Estatu Batuetako Pennsylvanian.

Jatorria

Petrolioaren edo, bestela esanda, petrolio gordinaren jatorria zein den ez dago guztiz argi. Nola eratu zen azaltzeko hiru teoria daude: sumendi-jatorriaren teoria, landare- eta animalia-jatorria duela dioen teoria organikoa eta, horien tartean, teoria kimikoa. Litekeena da horiek guztiek petrolioaren sorkuntzan zerikusia izatea. Nolanahi ere, gaur egun zientzialari gehienek onartutako teoria jatorri organikoarena da. Itsasoko landare txiki, alga zelulabakar eta animalia primarioak, hildakoan, hondoratu egin ziren. Ondoren, hondar edota buztinek estali zituzten, dela berez dela tolestura geologikoen ondorioz.

Denboraren poderioz (milioika urtetan), hartzidura anaerobioek, presioak, tenperaturak eta zenbait metal eta mineralen katalizatze-lanak eraginda, hondakin organikoak petrolioa osatzen duten osagai bihurtu ziren. Arroken poro eta zirrituak bete zituzten, eta, pixkanaka, mugitu ere egin ziren, gune iragazgaitzetara iritsi arte. Han, gaur egun petrolio-hobi deritzen egituretan metatu zen, maiz gas erregaiekin eta ur gaziarekin batera.

petrolio-hobia

Petrolio gordin motak eta osaera

Jatorria era askotakoa izan daitekeenez, pentsatzekoa da petrolio gordin mota ugari dagoela. Esan liteke ia hobi bakoitzak petrolio-mota berezia duela eta, izan ere, gertu dauden hobietakoak ere oso desberdinak izan daitezke.

Petrolio gordina oso hidrokarburo-nahaste konplexua da. Hidrokarburoak karbonoz eta hidrogenoz osatutako molekulak dira (Ik. hidrokarburo).

Hidrokarburoekin batera, petrolioan beste elementu batzuk dituzten konposatu organikoak ere egon daitezke. Elementua horiek sufrea (sulfuro lineal edo ziklikoak, merkaptanoak, etab.), oxigenoa (gantz-azidoak, azido naftenikoak, fenolak, zetonak, eterrak, etab.), sufrea eta oxigenoa (azido sulfonikoak, sulfatoak, sulfonak, sulfoxidoak, etab.), nitrogenoa (aminak, amidak, zianuroak, anilinak, etab.) edo metalak (konposatu organometalikoetako sodioa, nikela, burdina edo banadioa) izan daitezke. Oro har, osagai horiek kutsatzailetzat hartzen dira petrolioa fintzeko industrian.

Konposizioaren arabera, petrolio-gordinen hainbat sailkapen egin daiteke. Hona hemen batzuk:

• Parafinikoak, olefinikoak, naftenikoak edo aromatikoak, konposizioan nagusi den hidrokarburo-motaren arabera.

• Arinak, ertainak edo astunak, destilazio zatikatuan produktu arinak (PGL edo gasolinak) edo astunak (fuel-olioak, asfaltoak) nagusi diren. Ezaugarri horrek hidrokarburoen molekulek duten atomo-kopuruarekin du zerikusia. Kopurua zenbat eta handiagoa, hainbat eta astunagoa da hidrokarburoa.

• Azidoak edo gozoak diren, azido eta sufre-konposatu asko edo gutxi dituzten.

Petrolio gordinen karakterizazioa

Petrolioaren prezioa haren konposizioaren eta ezaugarrien araberakoa izaten da. Izan ere, petrolioari hainbat tratamendu eta prozesu egin behar zaizkio, merkatuak zehaztutako baldintzak beteko dituzten produktu amaituak lortuko badira, eta petrolioaren ezaugarriek baldintzatuko dute tratamendu eta prozesu horiek zein diren eta nolako zorroztasunez ezarriko zaizkion.

Horregatik, funtsezkoa da petrolio gordinen karakterizazioa, eta hori ezaugarri fisiko eta kimikoak zehazteko analisiak eginda lortzen da.

Lehenbizi, honakoak analizatzen dira:

• Urarekiko dentsitate erlatiboa, 15 °C-tan neurtua. Dentsitate erlatiboa zenbat eta txikiagoa izan, petrolio gordinak hainbat eta frakzio arin gehiago ditu.

• Likatasun zinematikoa. Jakinarazten digu zenbat energia behar den, gutxi gorabehera, petrolio gordina ponpatzeko. Zenbait tenperaturatan neurtzen da.

• Izozte-puntua eta jariakortasun-puntua. Adierazten dute zein tenperaturatan izozten den petrolioa eta zein tenperaturatan bihurtzen den berriz ere jariakor. Horrez gain, esaten digute, baita, zein tenperaturatatik gora ponpa daitekeen.

• Ur- eta jalkin‑edukia. Petrolioa ez diren gaien kantitatea adierazten du.

• Sufre-edukia. Adierazten du petrolioaren frakzioei zein mailatako eta zorroztasuneko tratamenduak egin behar zaizkien; izan ere, sufrea, petrolioa fintzeko prozesuetan erabiltzen diren katalizatzaileentzat pozoia izateaz gain, atmosferaren kutsatzaile ere bada, produktu amaituak erretakoan SO2 bihurtzen delako.

• Conradson karbonoa. Asfalteno-edukiaren indizea da. Fintze-prozesuetan eta fuel-olioaren errekuntzan petrolio gordinak kokea eratzeko duen joera neurtzen du.

Bestetik, petrolio gordina destilatutakoan lortuko den frakzio bakoitzean zenbateko errendimendua izango den jakin beharra dago, zeren frakzio guztiek ez baitute balio ekonomiko bera. Errendimenduak jakiteko, laborategiko destilazio eteneko zutabean irakite-tenperatura igota lortzen diren produktuen kantitateak neurtzen dira, eta, datu horiekin, destilazio-kurba lortzen da.

Horrez gain, beste parametro batzuk ere analizatzen dira, hala nola azidoen guztizkoa, nikela, banadioa, lurrun-presioa, nitrogenoa, gatzen guztizkoa eta abar, baita zein familia organiko den nagusi ere. Horrenbestez, petrolioaren ezaugarriak zehatz-mehatz definituta daude.

Petrolio-hobien esplorazioa

Lehen genioenez, petrolioa arroka aman eratzen da, eta lurrazalean toki batetik bestera joaten da, gune iragazgaitzak topatu arte. Hor, pasatu ezinik geratu eta metatu egiten da (arroka biltegian). Biltzeko egitura geologikoak antiklinalak dira ia beti (% 80), baina inoiz failak, diskordantziak, gatz-kupulak eta abar ere izaten dira.

Petrolio- edo/eta gas-hobi gehienak arroka sedimentarioetan sortzen dira, kareharri edo hareharrietan. Hala ere, batzuetan jatorri bolkaniko edo metamorfikoa duten arroketan ere egoten dira. Hori guztia kontuan hartuta, bistan da geologia oso garrantzitsua dela petrolio-hobiak bilatzeko.

XX. mendearen hasieran, petrolioa bilatzeko sistema bakarra lurraren azaleko mapa geologikoetan oinarritu eta eremu geologikoen arteko harremana eta bilakaera aztertzea zen. Aurrerago, aztertu beharreko eskualdeei hegazkinetatik argazkiak ateratzen hasi zen, eta, geroago, argazkiak bereizmen handiko kamerekin ateratzen, sateliteetatik. Horrela, fidagarritasun handiko mapa topografiko estereoskopikoak lortu dira.

Nolanahi ere, toki gehienetan lurraren gainazaleko egitura eta sakoneko egitura oso bestelakoak dira. Beraz, teknika berriak erabili behar izan dira petrolioa eduki dezaketen guneak aurkitu ahal izateko.

Lurpeko informazio zehatzena prozedura sismikoak ematen du, eta itsasoan zein lehorrean erabil daiteke. Soinu-iturri batek uhinak igortzen ditu lurrazalean barrena, uhinok arroken fasearteetan lurraren gainazalerantz islatzen dira, eta hor neurtu egiten dira. Arrokek ezaugarri akustiko desberdinak dituztenez, gainazalera heltzen diren uhinen anplitudea eta abiadura eta uhinek gainazalera heltzeko behar duten denbora ere desberdinak dira, eta, horren arabera, jakin daiteke nola dagoen osatuta lurraren barnea.

Teknika horretaz baliatzeko, beraz, soinu-iturria behar da lehenik. Garai batean, lehergaiak erabiltzen ziren, baina kostua, arriskua eta ingurumenaren gaineko eragina kontuan hartuta, alde batera utzi dira. Orain, energia txikiko bibrazio-iturri eraginkorragoak erabiltzen dira, baita jendea bizi den lekuetan ere. Bigarren, gainazaleko detektagailuak behar dira. Horiek soinu-uhinak jaso eta erregistratu egiten dituzte, eta, seinale elektriko bihurtuta, datuak potentzia handiko ordenagailuetara bidaltzen dituzte, prozesatu eta kalitatea hobetu ondoren lurpeko egituren mapak egin ahal izateko. Mapak hiru dimentsiokoak ere izan daitezke.

Prozedura garestia denez gero, toki batean petrolioa izateko dagoen aukera zehazteko, ikerketa geologikoak egin eta argazkiak ateratzearekin batera, beste metodo merkeago batzuk ere erabiltzen dira, nahiz eta hain zehatzak ez diren. Hona hemen horietako batzuk:

• Prozedura grabimetrikoa. Sentikortasun handiko tresnen bidez grabitazio-indarra neurtzen du. Grabitate-indarraren neurria eta norabidea arroka-dentsitateen araberakoa da.

• Prozedura magnetikoa. Lurraren eremu magnetikoaren aldaketen neurketan oinarritzen da. Eremu hori arroken suszeptibilitate magnetikoaren araberakoa da. Arroka bolkanikoetan, adibidez, sedimentarioetan baino handiagoa da.

• Prozedura elektrikoa. Korronte elektrikoari kontrajartzen zaion erresistentzia aldatu egiten da arroka-mota batetik bestera, eta horren neurketa da metodo honen funtsa. Batez ere putzuak zulatzen ari direnean erabiltzen da. Zulatutako arrokaren formazio-mota eta dituen fluidoak identifikatzen dira.

Ikerketa horiek guztiek ez digute seguru esaten petrolio-hobiak dauden ala ez. Adierazten duten bakarra da lurrazalaren ezaugarrien arabera petrolio-hobiak aurkitzeko probabilitatea handia edo txikia dela.

Azkenik, esplorazio-putzu bat edo batzuk zulatzen dira, eta zulatutako arroken laginak hartzen dira, analizatzeko. Praktikan, hamar esplorazio-putzu zulatuta batean bakarrik aurkitzen da petrolio-hobia, batez beste, eta petrolioa edo/eta gasa dutenetan % 20 baino ez dira izaten ekonomikoki errentagarri.

Hasieran, zulaketa puntzoi modura lan egiten zuen pieza astunaz egiten zen. Pieza gora igo eta erortzen uzten zen behin eta berriz, gero eta zulo sakonagoa egin zezan. Batzuetan, pieza iltzatuta zegoenean, kolpe batzuk jotzen ziren arroka hausteko. Metodo erraz eta merkea zen, baina zulatze-prozesua motelegia zen; gainera, zulagailua hobi presurizatura heltzen zenean, petrolio gordina kontrolik gabe irteten zen kanpora.

zulatze-dorrea

Gaur egun, biratze-metodoa erabiltzen da. Zulagailua altzairuzko hodiez osatutako ardatzari lotuta dago, eta biratze-mahaiaren bidez birarazten da. Zulatzean, lohia erabiltzen da barautsa hoztu eta labainarazteko. Lohia beti beherantz joaten da ardatzeko hodiaren barnetik, gorantz etortzen da ardatzaren eta zulatutako hormaren artetik eta erauzitako zatikiak arrastatzen ditu.

Lehorreko zulatze-dorrea eraikitzea nahiko erraza da, baina itsasoan, sakonera handi samarrean zulatu behar denean, arazo handiagoak izaten dira.

Sakonera txikiko uretan, plataforma urperagarriak erabil daitezke. Behar den lekuraino uraren gainetik eramaten dira, eta han lasta erantsi eta hondoratu egiten dira. Hondoa 30-90 metrora baldin badago, hankadun plataformak erabiltzen dira. Hankak igo egin daitezke nabigatu ahal izateko, edo jaitsi, hondoan finkatzeko eta uraren azaletik aldentzeko.

350-1.200 metroko sakonerak direnean, dorreak muntatzen dira hondora ainguratutako ontzi edo gabarretan, baina egitura horiek ez dira egokiak ekaitz-lekuetarako. Horien ordez, plataforma erdiurperagarriak erabiltzen dira. Horiek distantzia handiz bereizitako zutabez osatutako gainegitura dute, baita andel-moduko egitura handi batzuk ere urpean. Uhinek ez diete eragiten, eta, horri esker, plataforma orekan egon daiteke ur gainean. Multzoa hondora ainguratuta egoten da.

petrolio-plataforma

Produkzioa

Petrolio-hobia errentagarria dela ikusi ondoren, garatu egin behar da, eta produkziorako dozenaka putzu zulatu behar izaten dira. Izan ere, petrolioa gehienetan 900 eta 5.000 metro bitarteko sakoneran egoten da, nahiz eta sakonago ere zulatu izan den.

Putzu horiek esplorazio-putzuak egiteko erabiltzen direnen antzeko ekipamenduez egiten dira, baina egoki prestatuta egon behar dute. Produkzio-putzuok eusten dieten materialen araberakoak izaten dira, hidrokarburoak hormak kolapsatu gabe atera daitezen egindako zulotik. Horretarako hodiak ipintzen dira, eta zementu edo epoxi erretxinaz indartzen da zuloa. Hori egin ondoren, zulatze-dorrea kendu egiten da, eta produkzio-burua produkzioa egingo den eraren arabera ipintzen da.

Petrolioa hobiko presioak bultzatuta berez kanporatzen denean, eskuratze primarioa dela esaten da. Horrela, hobian dagoen petrolio gordinaren % 25 eskuratzen da batez beste.

zulatze-lanak

Denbora igaro ahala, presioa jaitsi egiten da, eta  baita hobiko produkzioa ere. Produkzioa areagotu eta beste % 15 eskuratu nahi baldin bada, petrolioari lagundu egin behar zaio irteten, nolabait; hori eskuratze sekundario deritzon fasean egiten da. Presioari eutsi eta petrolio gordina ateratzeko, ura edo gasa injekta daiteke. Horretarako, hobiaren geologia zehatz aztertu, leku aproposak aurkitu eta injekzio-putzuak zulatu behar dira.

Petrolioa gainazalera heltzeko behar adinako presiorik ez dagoenean, beste teknika batzuk erabiltzen dira eskuratze sekundarioan. Hona hemen batzuk:

• Gas bidez jasotzea. Gasa produkzio-putzuan bertan injektatzen da, kanpoko hodiaren eta hidrokarburoak irteteko hodiaren artetik. Injektaturiko gasaren eta likidoaren arteko nahasteari esker, likatasuna eta zutabearen pisua txikiagoak izaten dira, eta produzitzen segitzeko modua izaten da.

• Ponpatzea, aurreko teknika erabili ezin denean. Ponpak ponpatu beharreko likidoan murgilduta egon behar du. Pistoiduna izan daiteke, edo sistema hidraulikoaz zein kanpoko motorrari konektaturiko hagatxoaz eragin dakioke (horixe da gehien erabilitako metodoa). Motor elektrikoaz eragindako ponpa zentrifugoa ere erabil daiteke.

ponpadun putzua

Eskuratze primario eta sekundarioetako teknikak dira erabilienak. Badira, ordea, petrolio-hobietako produkzioa areagotu eta sustatzeko beste teknika batzuk ere. Eskuratze tertziariokoak dira, eta petrolioaren ezaugarri fisikoak aldatzea da helburua, arroketako arraildura eta poroetatik errazago ibil dadin. Teknika horiek hiru taldetan sailkatzen dira:

• Metodo termikoak. Beroaz baliatzen gara petrolioaren likatasuna gutxitzeko, ur beroa edo ur-lurruna injektatuz, adibidez. Beroa hobian bertan sortzea ere badago, barnera airea injektatu eta petrolioaren parte bat errez. Batez ere, petrolio astunekin erabiltzen da.

• Petrolioarekin nahasten diren eta kapilaritate-indarrak ahultzen dituzten produktuak ere erabil daitezke. Hidrokarburo disolbagarriak edo gasak (propanoa, butanoa, karbono(IV) oxidoa edo nitrogenoa) nahasten dira. Presio txikian, gasak ez dira petrolioarekin nahasten, baina bai hobietako presio handian.

• Prozesu kimikoak. Zenbait produktuk (polimeroek, xaboiek, disoluzio kaustikoek eta abarrek) elkarreragina dute hidrokarburoaren fasearteko molekulekin, eta horien gainazal-tentsioa txikiagotzen dute.

Azkenik, eskuratutako produktua lurraren azalera atera ondoren, bereizi egin behar dira petrolio likidoa, gasa eta ura (lehen ere esana dugunez, horiek ia beti egoten dira petrolioarekin batera). Gero, petrolioa biltegiratu egiten da kontsumo-merkatuetara bidali aurretik; izan ere, gehienetan kontsumoa produkzio-puntuetatik urrun egoten da.

Banaketa

Hidrokarburoak banatu eta garraiatzeko, funtsean bi metodo erabiltzen dira: oliobideak eta itsasontzi bidezko garraioa.

Inoiz bide bakarra erabiltzen bada ere, gehienetan bien konbinaziora jotzen da. Ohiko konbinazioa honakoa izaten da: petrolio gordina oliobidez eramaten da produkzio-eremutik banaketarako itsas terminalera. Hor petrolio-ontziak kargatu, eta, itsasoz, portuko terminaleraino eramaten dute. Azkenik, deskargatu eta oliobidetik findegiraino heltzen da. Findegian, petrolio gordina prozesatu eta transformatu egiten da.

Milaka kilometro luzeko oliobideak daude, eta garraio-ahalmena hodiaren diametroaren araberakoa eta hasierako edo tarteko ponpatze-estazioen araberakoa izaten da.

Garraio-ahalmenari begiratuz, tamaina askotako petrolio-ontziak daude, hasi 30.000 tonatik eta 500.000 tonarainokoak. Dena dela, arrazoi ekonomiko eta ekologikoak direla medio, gaur egun ohikoenak 250.000 tona ingurukoak izaten dira.

petrolio-erreserbak, 2009. urtearen amaieran

petrolio-eskaria, 2009. urtearen amaieran

petrolioaren ekoizpena, 2009. urtearen amaieran

Eneko Iriarte Avilés (Burgoseko Unibertsitatea); Álvaro Matauco Viana (Petronor)