Los hidrocarburos (petróleo y gas natural) se formaron hace millones de años y se encuentran alojados a gran profundidad en el subsuelo terrestre. Llamados así por su composición molecular de hidrógeno y carbono, son las fuentes de energía no renovables más importantes utilizadas hoy en día. Su uso está documentado en la China del siglo IV a.C., aunque su explotación comercial tal y como hoy la conocemos comenzó su andadura en el siglo XIX.
Origen
Sedimentación
Su formación se produjo a lo largo de millones de años por la descomposición de enormes cantidades de detritos orgánicos (vegetal y animal) que se fueron acumulando en el fondo de lagunas y lechos marinos. Sucesivas capas de sedimentos fueron cubriendo dichas acumulaciones de materia orgánica hasta que estas quedaron a gran profundidad.
Migración
La materia orgánica acumulada, sometida a altas temperaturas, profundidades y por efecto de las bacterias formó un tipo de roca capaz de generar hidrocarburos llamada "roca madre".
Los hidrocarburos generados por la roca madre migraron hasta impregnar rocas porosas como por ejemplo areniscas, de la misma forma que el agua impregna una esponja. Así, si estas formaciones se encuentran selladas por estratos de rocas impermeables forman una trampa geológica que impide el escape del petróleo o del gas natural creando así los yacimientos de hidrocarburos.
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Acumulación de hidrocarburos
En un mismo yacimiento es posible encontrar gas, petróleo o agua, o también una combinación de ellos.
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Roca sello
Como por ejemplo las arcillas, que al ser impremeables impiden el escape de los hidrocarburos.
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Almacén
Roca porosa capaz de contener hidrocarburos. Éstos no se almacenan en el subsuelo terrestre en forma de lagos ni bolsas, sino que están contenidos en ciertas rosas porosas.
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Roca madre
Roca con materia orgánica capaz de generar hidrocarburos.
Trampas
Se distinguen dos tipos generales de trampas de hidrocarburos:
Trampas Estructurales
En ellas la acumulación de hidrocarburos es debida a la geometría de los estratos: plegamientos y/o fallas.
Las presiones impulsan los hidrocarburos hacia una formación anticlinal, donde quedan atrapados.
Los hidrocarburos quedan acumulados en un alto estructural producto del fallamiento de la roca.
Trampas Estratigráficas
Trampas generadas por cambios en la porosidad de la roca.
Generalmente se originan por cambios laterales y verticales en la porosidad de la roca. Es decir, cuando desaparece la continuidad de una roca porosa.
Exploración
En la búsqueda de hidrocarburos, se utilizan dos tipos de exploración básica:
De superficie:
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Método Geológico
Los geólogos realizan entre otros, fotos aéreas, mapas y cortes geológicos para analizar los tipos de roca y aplicar ese conocimiento a la geología del subsuelo.
De subsuelo:
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Método Sísmico
Consiste en la emisión, recepción y registro desde la superficie de ondas de sonido con características de frecuencia, amplitud y forma que proporcionan información sobre la estructura, las propiedades físicas y profundidad de las rocas del subsuelo.
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Método Gravimétrico
Analiza las diferencias de gravedad debidas a la densidad de las rocas.
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Sondeo
Es una perforación vertical realizada en la superficie que permite acceder y obtener muestras de los materiales del subsuelo, así como registrar las propiedades físicas de las rocas perforadas. También permite comprobar directamente la existencia de hidrocarburos
Perforación
Tipo
Los yacimientos pueden encontrarse tanto en mar (off-shore) como en tierra (on-shore). En ambos casos el sistema de perforación utilizado es el mismo, aunque los costes se ven enormememte encarecidos en explotaciones marinas. La profundidad de perforación oscila entre los 900 y 5000 metros de profundidad aproximadamente.
Una vez alcanzado el yacimiento, los hidrocarburos ascienden a la superficie por la presión interna a la que están sometidos. Cuando esta presión disminuye se utilizan sistemas de bombeo para aumentar la recuperación.
En sondeos off-shore la torre se instala sobre plataformas (fijas o flotantes). Si el fondo no es muy profundo la plataforma se ancla al mismo.
Equipo
El sistema de rotación perfora las capas hasta alcanzar la roca almacén que contiene los hidrocarburos.
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Cabeza de inyección
Tubo flexible por donde se inyecta y circula el lodo de perforación.
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Bombas
Herramientas de bombeo que hacen circular el lodo.
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Vibradores
Herramientas que separan el lodo de los fragmentos de roca extraidos durante la perforación.
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Balsa de lodos
Al área donde se acondiciona el lodo que será introducido en el pozo.
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Válvula de seguridad
Mecanismo que impide las erupciones de gas.
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Lodos de perforación
A medida que se perfora la roca se introduce un fluido semejante al fango que realiza la retirada de los residuos de la perforación, lubrica la cabeza de perforación y sostiene las paredes del pozo.
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Herramientas de perforación
Consiste en una tuberia de perforación unida a una cabeza giratoria. Todo ello lubricado con los lodos.
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Barrena
Elemento rotatorio cortante que está enroscado en el extremo inferior de la tubería de perforación. Está fabricado con materiales de enorme resistencia, habitualmente aleaciones como el acero.
Extracción
Una vez alcanzado el almacén, la torre de perforación se sustituye por una serie de tuberías y válvulas que regularán el flujo de extracción.
Los hidrocarburos obtenidos serán trasladados a las unidades de acondicionamiento donde recibirán los tratamientos que requieran para su consumo final.
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