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 a 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 desde un afloramiento de roca que contiene petróleo.
Las filtraciones de petróleo son bastante comunes en muchas áreas del mundo y han sido explotadas por la humanidad desde el paleolítico . En 2022 se publicó un compendio completo de filtraciones en todo el mundo. [2] Los productos naturales asociados con las filtraciones incluyen betún , brea , asfalto y alquitrán . En lugares donde las filtraciones de gas natural son lo suficientemente grandes, a menudo persisten "llamas eternas" naturales . La presencia de petróleo en la superficie a menudo se incluyó en los nombres de los lugares que se desarrollaron; estos lugares también están asociados con la explotación temprana de petróleo y gas, así como con los desarrollos científicos y tecnológicos, que han dado lugar a la industria petrolera .
La explotación de rocas bituminosas y depósitos de filtraciones naturales se remonta al Paleolítico. El primer uso conocido de betún (asfalto natural) lo hicieron los neandertales hace unos 70.000 años, cuando el betún se adhirió a herramientas antiguas encontradas en yacimientos neandertales de Siria . [3]
Después de la llegada del Homo sapiens , los humanos utilizaron betún para la construcción de edificios e impermeabilización de barcos de juncos , entre otros usos. [4] El uso de betún para impermeabilizar y como adhesivo data al menos del quinto milenio a. C. en la temprana comunidad del Indo de Mehrgarh , donde se usaba para revestir las cestas en las que recogían las cosechas . [5] El material también se utilizó ya en el tercer milenio a. C. en estatuas, morteros para paredes de ladrillo, impermeabilización de baños y desagües, en escalones de escaleras y para la construcción naval. Según Heródoto , y confirmado por Diodoro Sículo , hace más de cuatro mil años se empleó asfalto natural en la construcción de los muros 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). [6] Se encontraron grandes cantidades de ella en las orillas del río Issos [ 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 encontró en el Levante y Persia . A lo largo de los ríos Tigris y Éufrates , la zona estaba llena de cientos de filtraciones de betún puro. [ cita requerida ] 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 del betún era importante en la creación de momias egipcias; de hecho, la palabra momia se deriva de la palabra árabe mūmiyyah , que significa betún. [4] El aceite de las filtraciones se explotaba en la provincia romana de Dacia , ahora en Rumania , donde se llamaba picula .
En Asia oriental, estas ubicaciones eran conocidas en China, donde los pozos de petróleo perforados más antiguos conocidos datan del año 347 d. C. o antes. [7] Se dice que los registros antiguos de China y Japón contienen muchas alusiones al uso de gas natural para iluminación y calefacción. El petróleo era conocido como agua ardiente en Japón en el siglo VII. [6] En su libro Dream Pool Essays escrito en 1088, el científico y estadista polifacético Shen Kuo de la dinastía Song acuñó la palabra 石油 ( Shíyóu , literalmente "petróleo de roca") para el petróleo, que sigue siendo el término utilizado en el chino contemporáneo.
En el suroeste de Asia, las primeras calles de Bagdad del siglo VIII estaban pavimentadas con alquitrán , derivado de los campos de filtración naturales de la región. En el siglo IX, se explotaron yacimientos petrolíferos en el área alrededor de la moderna 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 barcos cargados. La destilación del petróleo fue descrita por el alquimista persa , Muhammad ibn Zakarīya Rāzi (Rhazes). [8] [ fuente poco fiable ] Había producción de productos químicos como el queroseno en el alambique ( al-ambiq ), [9] [ cita corta incompleta ] que se usaba principalmente para lámparas de queroseno . [10] Los químicos árabes y persas también destilaban petróleo crudo para producir productos inflamables para fines militares. A través de la España islámica , la destilación se hizo disponible en Europa occidental en el siglo XII. [6] También ha estado presente en Rumania desde el siglo XIII, registrándose como păcură. [11]
En Europa, las filtraciones de petróleo se extrajeron extensivamente cerca de la ciudad alsaciana de Pechelbronn , donde el proceso de separación de vapor se utilizó en 1742. [12] En Suiza, alrededor de 1710, el médico suizo nacido en Rusia y profesor griego Eyrini d'Eyrinis descubrió asfalto en Val-de-Travers , ( Neuchâtel ). Estableció una mina de betún de la Presta allí en 1719 que funcionó hasta 1986. [13] [14] [15] [16] Las arenas petrolíferas aquí se extrajeron desde 1745 bajo la dirección de Louis Pierre Ancillon de la Sablonnière , por nombramiento especial de Luis XV . [17] El campo petrolífero de Pechelbronn estuvo activo hasta 1970 y fue la cuna de empresas como Antar y Schlumberger . En 1745, bajo el reinado de la emperatriz Isabel de Rusia , Fiodor Priadunov construyó en Ujtá el primer pozo de petróleo y la primera refinería de petróleo. 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 en los hogares todavía se utilizaban velas). [18]
La primera mención de filtraciones de petróleo en las Américas aparece en el relato de Sir Walter Raleigh sobre el lago Pitch en Trinidad en 1595. Treinta y siete años después, el relato de una visita de un franciscano, Joseph de la Roche d'Allion, a los manantiales de petróleo de Nueva York se publicó en Histoire du Canada de Sagard . En América del Norte, los primeros comerciantes de pieles europeos encontraron a las Primeras Naciones canadienses utilizando betún de las vastas arenas petrolíferas de Athabasca para impermeabilizar sus canoas de corteza de abedul . [19] Un científico sueco, Peter Kalm , en su obra de 1753 Travels into North America , mostró en un mapa los manantiales de petróleo de Pensilvania. [6]
En 1769, la expedición de Portolà , un grupo de exploradores españoles liderados por Gaspar de Portolà , hizo el primer registro escrito de los pozos de alquitrán en California. El padre Juan Crespí escribió: "Mientras cruzaban la cuenca, los exploradores informaron haber visto algunos géiseres de alquitrán que brotaban del suelo como manantiales; hierve fundido, y el agua corre hacia un lado y el alquitrán hacia el otro. Los exploradores informaron que se habían topado con muchos de estos manantiales y habían visto grandes pantanos de ellos, suficientes, dijeron, para calafatear muchos barcos. Nosotros no tuvimos la suerte de ver estos géiseres de alquitrán, por mucho que lo deseáramos; como estaba a cierta distancia del camino que íbamos a tomar, el gobernador [Portola] no quería que pasáramos por allí. Los bautizamos Los Volcanes de Brea [los Volcanes de Alquitrán]". [20]
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 yacimientos y el descubrimiento de numerosos yacimientos petrolíferos pequeños, como en Italia. [21] [22]
La historia moderna de la explotación petrolera, en relación con la extracción de los yacimientos petrolíferos, comenzó en el siglo XIX con la refinación de queroseno a partir de petróleo crudo en 1823, y el proceso de refinación de queroseno a partir de carbón por parte del neoescocés Abraham Pineo Gesner en 1846. Fue solo después de que Ignacy Łukasiewicz hubiera mejorado el método de Gesner para desarrollar un medio de refinar queroseno a partir de los yacimientos de "petróleo de roca" ("petróleo") más fácilmente disponibles en 1852 que se construyó la primera mina de petróleo de roca cerca de Krosno en Galicia (Polonia/ Ucrania ) en Europa central en 1853. En 1854, Benjamin Silliman , profesor de ciencias de la Universidad de Yale , fue el primer estadounidense en fraccionar el petróleo por destilación . Estos descubrimientos se extendieron rápidamente por todo el mundo.
El primer pozo petrolífero comercial del mundo se perforó en Polonia en 1853, y el segundo en la vecina Rumania en 1857. Casi al mismo tiempo se abrieron las primeras, aunque pequeñas, refinerías de petróleo del mundo en Jasło , Polonia, y poco después se abrió una más grande en Ploiești , Rumania. Rumania es el primer país del mundo en tener su producción de petróleo crudo registrada oficialmente en las estadísticas internacionales, concretamente 275 toneladas. [23] [24] A finales del siglo XIX, el Imperio ruso, particularmente en Azerbaiyán , había tomado la delantera en la producción. [25]
El primer pozo de petróleo de América del Norte fue el de Oil Springs, Ontario , Canadá, en 1858, excavado por James Miller Williams . La industria petrolera estadounidense comenzó con la perforación por parte de Edwin Drake de un pozo de petróleo de 21 m en 1859 [26] en Oil Creek, cerca de Titusville, Pensilvania ; ambos reciben ese nombre por sus filtraciones de petróleo.
Otras fuentes de petróleo inicialmente asociadas con filtraciones de petróleo fueron descubiertas en el distrito de Zorritos, 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, también se estaban desarrollando a nivel industrial. Inicialmente, estas fuentes y productos derivados del petróleo se utilizaban para alimentar lámparas, pero con el desarrollo del motor de combustión interna , su oferta no podía 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 que se encuentra sobre el yacimiento , lo que provoca una migración terciaria de hidrocarburos hacia la superficie bajo la influencia de la fuerza de flotabilidad 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 carga rápida de sedimentos de grano fino que impiden que el agua escape lo suficientemente rápido como para igualar la presión de la sobrecarga . [27] Si el enterramiento se detiene o se ralentiza, entonces el exceso de presión puede igualarse a una velocidad que depende de la permeabilidad de las rocas suprayacentes y adyacentes. Una causa secundaria de sobrepresión es la expansión de fluidos, debido a cambios en el volumen de las fases sólidas y/o fluidas. Algunos ejemplos incluyen: presurización acuatermal ( expansión térmica ), reacciones de deshidratación de arcilla (como la anhidrita ) y transformación de minerales (como el kerógeno a petróleo/gas y exceso de kerógeno).
Existen dos tipos de filtraciones que pueden ocurrir, dependiendo del grado de sobrepresión. [28] La falla capilar puede ocurrir en condiciones de sobrepresión moderada, resultando en una filtración generalizada pero de baja intensidad hasta que la sobrepresión se iguala y ocurre el resellado. En algunos casos, la sobrepresión moderada no puede ser igualada porque los poros en la roca son pequeños, por lo que la presión de desplazamiento, la presión requerida para romper el sello, es muy alta. Si la sobrepresión continúa aumentando hasta el punto de superar la tensión mínima de la roca y su resistencia a la tracción antes de superar la presión de desplazamiento, entonces la roca se fracturará , causando una filtración local y de alta intensidad hasta que la presión se iguale y las fracturas se cierren. [29]
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California tiene varios cientos de filtraciones naturales, que se encuentran en 28 condados de todo el estado. [30] Gran parte del petróleo descubierto en California durante el siglo XIX fue a partir de observaciones de filtraciones. [31] La filtración de petróleo natural más grande del mundo es Coal Oil Point en el canal de Santa Bárbara , California. [32] Tres de los lugares de filtración de alquitrán más conocidos en California son McKittrick Tar Pits , [33] Carpinteria Tar Pits y La Brea Tar Pits . [34]
En el campo petrolífero de Kern River , actualmente no hay filtraciones activas. Sin embargo, en los afloramientos quedan formaciones manchadas de petróleo de filtraciones activas anteriormente. [32]
En el campo petrolífero McKittrick, en el oeste del condado de Kern , se encuentran filtraciones conocidas como pozos de alquitrán de McKittrick . Algunas de estas filtraciones se encuentran en cuencas hidrográficas que drenan hacia el fondo del valle de San Joaquín . Originalmente, los nativos americanos extraían asfalto de estas filtraciones y, en la década de 1870, se llevó a cabo una minería a mayor escala mediante pozos abiertos y pozos. En 1893, el ferrocarril Southern Pacific construyó una línea hasta Asphalto , a dos millas del actual McKittrick . El combustible para el ferrocarril era muy deseado, especialmente porque hay muy pocas formaciones carboníferas en California. [35] El campo se produce ahora mediante pozos petrolíferos convencionales, así como mediante fracturación a 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 área, Sulphur Mountain recibe su nombre por los manantiales cargados de sulfuro de hidrógeno. Los campos petrolíferos en el área de Sulphur Mountain datan de la década de 1870. La producción se realizó a partir de túneles excavados en la cara de un acantilado y se produjo por drenaje gravitacional. [36]
La mosca del petróleo ( Helaeomyia petrolei ) es una especie de mosca que se describió por primera vez en los pozos de alquitrán de La Brea y también se encuentra en otras filtraciones de California. [37] Es muy inusual entre los insectos por su tolerancia al petróleo crudo; las larvas de esta mosca viven dentro de las filtraciones de petróleo donde se alimentan de insectos y otros artrópodos que mueren después de quedar atrapados en el petróleo. [38]
En el Golfo de México , hay más de 600 filtraciones naturales de petróleo que filtran entre uno y cinco millones de barriles de petróleo por año, lo que equivale aproximadamente a entre 80.000 y 200.000 toneladas . [39] Cuando una filtración de petróleo se forma 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 las filtraciones de petróleo en alta mar desde Point Aguello (al norte de Santa Bárbara) hasta México. [40] 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. [ 41]
En Utah , hay filtraciones de petróleo naturales en Rozel Point en el Gran Lago Salado . [42] Las filtraciones de petróleo en Rozel Point se pueden ver cuando el nivel del lago cae por debajo de una elevación de aproximadamente 4198 pies (1280 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 señales hacia Spiral Jetty. Tanto las filtraciones de alquitrán fresco como el alquitrán reelaborado (alquitrán atrapado por las olas y arrojado a las rocas) son visibles en el sitio.
El petróleo que se filtra en Rozel Point tiene un alto contenido de azufre , pero no contiene sulfuro de hidrógeno . [43] Esto puede estar relacionado con la deposición en un entorno lacustre hipersalino . [44]
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Medios relacionados con la filtración de petróleo en Wikimedia Commons