Una filtración de petróleo es un lugar por donde los hidrocarburos naturales líquidos o gaseosos escapan a la atmósfera y la superficie de la Tierra, normalmente bajo baja presión o flujo. Las filtraciones generalmente ocurren sobre estructuras de acumulación de petróleo terrestres o marinas. [1] [ verificación fallida ] Los hidrocarburos pueden escapar a lo largo de capas geológicas , o a través de ellas a través de fracturas y fisuras en la roca, o directamente de un afloramiento de roca petrolífera.
Las filtraciones de petróleo son bastante comunes en muchas zonas del mundo y han sido explotadas por la humanidad desde el Paleolítico . Los productos naturales asociados con estas filtraciones incluyen betún , brea , asfalto y alquitrán . En lugares donde las filtraciones de gas natural son suficientemente grandes, a menudo persisten las "llamas eternas" naturales . La presencia de petróleo en la superficie a menudo se incluía en los nombres de los lugares que se desarrollaban; Estos lugares también están asociados con la explotación temprana de petróleo y gas, así como con los desarrollos científicos y tecnológicos, que se han convertido en la industria petrolera .
La explotación de rocas bituminosas y depósitos de filtraciones naturales se remonta al paleolítico. El primer uso conocido del betún (asfalto natural) fue por parte de los neandertales hace unos 70.000 años, con betún adherido a herramientas antiguas encontradas en yacimientos neandertales en Siria . [2]
Tras la llegada del Homo sapiens , el ser humano utilizó el betún para la construcción de edificios y la impermeabilización de embarcaciones de carrizo , entre otros usos. [3] El uso de betún para impermeabilizar y como adhesivo se remonta al menos al quinto milenio a. C. en la comunidad de Mehrgarh , en el Indo temprano , donde se utilizaba para revestir las cestas en las que recogían las cosechas . [4] El material también se utilizó ya en el tercer milenio a. C. en estatuas, mortero de paredes de ladrillo, impermeabilización de baños y desagües, en peldaños de escaleras y para la construcción naval. Según Heródoto , y confirmado por Diodoro Siculus , hace más de cuatro mil años se empleó asfalto natural en la construcción de las murallas y torres de Babilonia ; Había pozos de petróleo cerca de Ardericca (cerca de Babilonia), así como un manantial de brea en Zacinto ( islas Jónicas , Grecia). [5] Se encontraron grandes cantidades en las orillas del río Issus [ cita requerida ] , uno de los afluentes del Éufrates .
En la antigüedad, el betún era principalmente un producto mesopotámico utilizado por los sumerios y babilonios , aunque también se encontraba en Levante y Persia . A lo largo de los ríos Tigris y Éufrates , la zona estaba llena de cientos de filtraciones de betún puro. [ cita necesaria ] Los mesopotámicos usaban el betún para impermeabilizar barcos y edificios. Las antiguas tablillas persas indican los usos medicinales y de iluminación del petróleo en los niveles superiores de su sociedad. En el antiguo Egipto , el uso de betún era importante en la creación de momias egipcias; de hecho, la palabra momia se deriva de la palabra árabe mūmiyyah , que significa betún. [3] El petróleo de las filtraciones se explotaba en la provincia romana de Dacia , ahora en Rumania , donde se llamaba picula .
En el este de Asia, estos lugares eran conocidos en China, donde los primeros pozos petroleros perforados conocidos datan del año 347 d.C. o antes. [6] Se dice que los registros antiguos de China y Japón contienen muchas alusiones al uso de gas natural para iluminación y calefacción. En el Japón del siglo VII, el petróleo era conocido como agua ardiente . [5] En su libro Dream Pool Essays escrito en 1088, el científico polimático y estadista Shen Kuo de la dinastía Song acuñó la palabra 石油 ( Shíyóu , literalmente "aceite de roca") para petróleo, que sigue siendo el término utilizado en el chino contemporáneo.
En el suroeste de Asia, las primeras calles de Bagdad en el siglo VIII estaban pavimentadas con alquitrán procedente de campos de filtración naturales de la región. En el siglo IX, se explotaron campos petroleros en el área alrededor de la actual Bakú , Azerbaiyán . Estos campos fueron descritos por el geógrafo árabe Abu al-Hasan 'Alī al-Mas'ūdī en el siglo X, y por Marco Polo en el siglo XIII, quien describió la producción de esos pozos como cientos de cargamentos de barcos. La destilación del petróleo fue descrita por el alquimista persa Muhammad ibn Zakarīya Rāzi (Rhazes). [7] [ fuente no confiable ] Hubo producción de productos químicos como el queroseno en el alambique ( al-ambiq ), [8] [ cita breve incompleta ] que se usó principalmente para lámparas de queroseno . [9] Los químicos árabes y persas también destilaban petróleo crudo para producir productos inflamables con fines militares. A través de la España islámica , la destilación estuvo disponible en Europa occidental en el siglo XII. [5] También ha estado presente en Rumania desde el siglo XIII, registrándose como păcură. [10]
En Europa, se extrajeron extensas filtraciones de petróleo cerca de la ciudad de Pechelbronn , en Alsacia , donde se utilizaba el proceso de separación de vapor en 1742. [11] En Suiza c. En 1710, el médico y profesor griego suizo nacido en Rusia Eyrini d'Eyrinis descubrió el asfalto en Val-de-Travers ( Neuchâtel ). Estableció allí una mina de betún de la Presta en 1719 que funcionó hasta 1986. [12] [13] [14] [15] Aquí se extrajeron arenas bituminosas desde 1745 bajo la dirección de Louis Pierre Ancillon de la Sablonnière , por nombramiento especial de Luis XV . [16] El campo petrolífero de Pechelbronn estuvo activo hasta 1970 y fue el lugar de nacimiento de empresas como Antar y Schlumberger . En 1745, bajo la emperatriz Isabel de Rusia, Fiodor Priadunov construyó el primer pozo de petróleo y la primera refinería en Ujtá . Mediante el proceso de destilación del "aceite de roca" (petróleo) obtuvo una sustancia parecida al queroseno, que se utilizaba en las lámparas de aceite de las iglesias y monasterios rusos (aunque los hogares todavía dependían de las velas). [17]
La primera mención de filtraciones de petróleo en América aparece en el relato de Sir Walter Raleigh sobre el lago Pitch en Trinidad en 1595. Treinta y siete años después, el relato de la visita de un franciscano, Joseph de la Roche d'Allion, a Los manantiales petrolíferos de Nueva York se publicó en la Histoire du Canada de Sagard . En América del Norte, los primeros comerciantes de pieles europeos descubrieron que las Primeras Naciones canadienses utilizaban betún de las vastas arenas bituminosas de Athabasca para impermeabilizar sus canoas de corteza de abedul . [18] Un científico sueco, Peter Kalm , en su obra de 1753 Viajes a América del Norte , mostró en un mapa los manantiales de petróleo de Pensilvania. [5]
En 1769 la expedición Portolà , un grupo de exploradores españoles liderados por Gaspar de Portolà , realizó el primer registro escrito de los pozos de alquitrán en California. El padre Juan Crespí escribió: "Al cruzar la cuenca los exploradores informaron haber visto unos géiseres de alquitrán que brotaban del suelo como manantiales; hierve derretido, y el agua corre hacia un lado y el alquitrán hacia el otro. Los exploradores informaron que Habíamos cruzado muchos de estos manantiales y habíamos visto grandes pantanos de ellos, suficientes, según decían, para calafatear muchos barcos. Nosotros no tuvimos tanta suerte como para ver estos géiseres, por mucho que lo deseáramos, ya que estaba a cierta distancia del camino que íbamos a tomar, el Gobernador [Portola] no quiso que pasáramos por ellos. Los bautizamos Los Volcanes de Brea [los Volcanes de Tar]”. [19]
Durante el siglo XIX y principios del XX, las filtraciones de petróleo en Europa fueron explotadas en todas partes con la excavación y posterior perforación de pozos cerca de sus orígenes y el descubrimiento de numerosos pequeños yacimientos petrolíferos, como en Italia. [20] [21]
La historia moderna de la explotación petrolera, en relación con la extracción de filtraciones, comenzó en el siglo XIX con la refinación de queroseno a partir de petróleo crudo ya en 1823, y el proceso de refinación de queroseno a partir de carbón por parte del neoescocés Abraham Pineo Gesner en 1846. Sólo después de que Ignacy Łukasiewicz mejorara el método de Gesner para desarrollar un medio de refinar queroseno a partir de las filtraciones de "aceite de roca" ("petr-oleum"), más fácilmente disponibles, en 1852, se construyó la primera mina de petróleo de roca cerca de Krosno, en la Galicia centroeuropea ( Polonia/ Ucrania ) en 1853. En 1854, Benjamin Silliman , profesor de ciencias en la Universidad de Yale , fue el primer estadounidense en fraccionar el petróleo mediante destilación . Estos descubrimientos se difundieron rápidamente por todo el mundo.
El primer pozo petrolero comercial del mundo se perforó en Polonia en 1853, y el segundo en la cercana Rumania en 1857. Aproximadamente al mismo tiempo se abrieron las primeras, aunque pequeñas, refinerías de petróleo del mundo en Jasło , Polonia, y se abrió una más grande en Ploiești en Rumania poco después. Rumania es el primer país del mundo cuya producción de petróleo crudo figura oficialmente en las estadísticas internacionales: 275 toneladas. [22] [23] A finales del siglo XIX, el Imperio ruso, particularmente en Azerbaiyán , había tomado la delantera en la producción. [24]
El primer "pozo" de petróleo en América del Norte fue en Oil Springs, Ontario , Canadá en 1858, excavado por James Miller Williams . La industria petrolera estadounidense comenzó con la perforación de Edwin Drake de un pozo petrolero de 69 pies (21 m) en 1859 [25] en Oil Creek cerca de Titusville, Pensilvania , ambos llamados así por sus filtraciones de petróleo.
Otras fuentes de petróleo inicialmente asociadas con filtraciones de petróleo fueron descubiertas en el distrito de Zorritos de Perú en 1863, en las Indias Orientales Holandesas en Sumatra en 1885, en Persia en Masjed Soleiman en 1908, así como en Venezuela, México y la provincia de Alberta . Canadá.
En 1910, estos también se estaban desarrollando a nivel industrial. Inicialmente, estas fuentes y productos de petróleo se utilizaban para alimentar lámparas, pero con el desarrollo del motor de combustión interna , su oferta no pudo satisfacer la creciente demanda; Muchas de estas primeras fuentes tradicionales y "hallazgos locales" pronto fueron superados por la tecnología y la demanda.
Una filtración de petróleo se produce como resultado de la ruptura del sello sobre el yacimiento , lo que provoca una migración terciaria de hidrocarburos hacia la superficie bajo la influencia de la fuerza de flotación asociada . El sello se rompe debido a los efectos de la sobrepresión que se suma a la fuerza de flotabilidad, superando la resistencia capilar que inicialmente mantenía sellados los hidrocarburos.
La causa más común de sobrepresión es la rápida carga de sedimentos de grano fino que impiden que el agua escape lo suficientemente rápido como para igualar la presión de la sobrecarga . [26] Si el entierro se detiene o disminuye, entonces el exceso de presión puede igualarse a un ritmo que depende de la permeabilidad de las rocas suprayacentes y adyacentes. Una causa secundaria de sobrepresión es la expansión del fluido, debido a cambios en el volumen de las fases sólidas y/o fluidas. Algunos ejemplos incluyen: presión acuatérmica ( expansión térmica ), reacciones de deshidratación de arcillas (como anhidrita ) y transformación de minerales (como kerógeno a petróleo/gas y exceso de kerógeno).
Hay dos tipos de filtraciones que pueden ocurrir, dependiendo del grado de sobrepresión. [27] La falla capilar puede ocurrir en condiciones de sobrepresión moderada, lo que resulta en una filtración generalizada pero de baja intensidad hasta que la sobrepresión se iguala y se vuelve a sellar. En algunos casos, la sobrepresión moderada no se puede igualar porque los poros de la roca son pequeños, por lo que la presión de desplazamiento, la presión necesaria para romper el sello, es muy alta. Si la sobrepresión continúa aumentando hasta el punto de superar el esfuerzo mínimo de la roca y su resistencia a la tracción antes de superar la presión de desplazamiento, entonces la roca se fracturará , provocando filtraciones locales y de alta intensidad hasta que la presión se iguale y las fracturas se cierren. [28]
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California tiene varios cientos de filtraciones naturales, que se encuentran en 28 condados de todo el estado. [29] Gran parte del petróleo descubierto en California durante el siglo XIX provino de observaciones de filtraciones. [30] La filtración de petróleo natural más grande del mundo es Coal Oil Point en el canal de Santa Bárbara , California. [31] Tres de los lugares de filtración de alquitrán más conocidos en California son McKittrick Tar Pits , [32] Carpinteria Tar Pits y La Brea Tar Pits . [33]
En el campo petrolífero de Kern River , actualmente no hay filtraciones activas. Sin embargo, quedan formaciones manchadas de petróleo en los afloramientos de filtraciones previamente activas. [31]
Las filtraciones conocidas como McKittrick Tar Pits ocurren en el campo petrolero McKittrick en el oeste del condado de Kern . Algunas de las filtraciones ocurren en cuencas que drenan hacia el fondo del Valle de San Joaquín . Estas filtraciones fueron originalmente extraídas para obtener asfalto por los nativos americanos , y en la década de 1870 se llevó a cabo una minería a mayor escala mediante pozos y tajos abiertos. En 1893, Southern Pacific Railroad construyó una línea hasta Asphalto , a dos millas de la actual McKittrick . El fueloil para el ferrocarril era muy deseado, sobre todo porque en California hay muy pocas formaciones carboníferas. [34] El campo se produce ahora mediante pozos de petróleo convencionales, así como mediante fracturación con vapor.
Las filtraciones de petróleo en McKittrick están ubicadas en una formación de diatomita que ha sido empujada por fallas sobre las formaciones de arenisca más jóvenes. De manera similar, en el valle superior de Ojai en el condado de Ventura , las filtraciones de alquitrán están alineadas con fallas de este a oeste. En la misma zona, Sulphur Mountain lleva el nombre de los manantiales cargados de sulfuro de hidrógeno. Los campos petrolíferos de la zona de Sulphur Mountain datan de la década de 1870. La producción se realizó a partir de túneles excavados en la pared de un acantilado y se produjo mediante drenaje por gravedad. [35]
La mosca del petróleo ( Helaeomyia petrolei ) es una especie de mosca que se describió por primera vez en La Brea Tar Pits y también se encuentra en otras filtraciones de California. [36] Es muy inusual entre los insectos por su tolerancia al petróleo crudo; Las larvas de esta mosca viven dentro de filtraciones de petróleo donde se alimentan de insectos y otros artrópodos que mueren después de quedar atrapados en el petróleo. [37]
En el Golfo de México hay más de 600 filtraciones naturales de petróleo que derraman entre uno y cinco millones de barriles de petróleo por año, lo que equivale aproximadamente a entre 80.000 y 200.000 toneladas . [38] Cuando se forma una filtración de petróleo bajo el agua, puede formar un tipo peculiar de volcán conocido como volcán de asfalto .
La División de Petróleo, Gas y Recursos Geotérmicos de California publicó un mapa de filtraciones de petróleo en alta mar desde Point Aguello (al norte de Santa Bárbara) hasta México. [39] Además, publicaron un folleto que describe las filtraciones. El folleto también analiza la explosión subterránea en la Plataforma A que causó el derrame de petróleo de Santa Bárbara en 1969 . También describe relatos de buzos, que describen cambios en las filtraciones después del terremoto de San Fernando de 1971 . [40]
En Utah , hay filtraciones naturales de petróleo en Rozel Point, en el Gran Lago Salado . [41] Las filtraciones de petróleo en Rozel Point se pueden ver cuando el nivel del lago desciende por debajo de una elevación de aproximadamente 4,198 pies (1,280 m); si el nivel del lago es más alto, las filtraciones están bajo el agua. Las filtraciones se pueden encontrar yendo al sitio histórico Golden Spike y, desde allí, siguiendo las indicaciones hacia Spiral Jetty. En el lugar se pueden ver tanto filtraciones de alquitrán fresco como alquitrán reelaborado (alquitrán atrapado por las olas y arrojado a las rocas).
El petróleo que se filtra en Rozel Point tiene un alto contenido de azufre , pero no tiene sulfuro de hidrógeno . [42] Esto puede estar relacionado con la deposición en un ambiente lacustre hipersalino . [43]
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Medios relacionados con la filtración de petróleo en Wikimedia Commons