El petróleo es un combustible fósil que se puede extraer del subsuelo de la superficie de la Tierra. Los yacimientos de petróleo se forman mediante la mezcla de plantas, algas y sedimentos en mares poco profundos y bajo alta presión. El petróleo se recupera principalmente de la extracción de petróleo . Se utilizan estudios sísmicos y otros métodos para localizar yacimientos de petróleo. Las plataformas petrolíferas y las plataformas petrolíferas se utilizan para perforar largos agujeros en la tierra para crear un pozo petrolero y extraer petróleo. Después de la extracción, el petróleo se refina para fabricar gasolina y otros productos como neumáticos y refrigeradores. La extracción de petróleo puede ser peligrosa y haber provocado derrames de petróleo . [1]
Los geólogos y geofísicos utilizan estudios sísmicos para buscar estructuras geológicas que puedan formar depósitos de petróleo. El método "clásico" incluye realizar una explosión subterránea en las cercanías y observar la respuesta sísmica, lo que proporciona información sobre las estructuras geológicas subterráneas. Sin embargo, también se utilizan métodos "pasivos" que extraen información de ondas sísmicas naturales. [2]
En la búsqueda de petróleo también se utilizan otros instrumentos como gravímetros y magnetómetros . La extracción de petróleo crudo normalmente comienza con la perforación de pozos en un yacimiento subterráneo. Cuando se ha explotado un pozo de petróleo, un geólogo (conocido en la plataforma como "mudlogger") notará su presencia.
Históricamente en los Estados Unidos, en algunos yacimientos petrolíferos el petróleo subía naturalmente a la superficie, pero la mayoría de estos yacimientos hace tiempo que se agotaron, excepto en algunas partes de Alaska . A menudo se perforan muchos pozos (llamados pozos multilaterales ) en el mismo yacimiento, hasta alcanzar una tasa de extracción económicamente viable. Algunos pozos ( pozos secundarios ) pueden bombear agua , vapor , ácidos o diversas mezclas de gases al yacimiento para aumentar o mantener la presión del yacimiento y una extracción económica.
El pozo de petróleo se crea perforando un largo agujero en la tierra con una plataforma petrolera . Se coloca una tubería de acero (revestimiento) en el pozo para proporcionar integridad estructural al pozo recién perforado. Luego se hacen agujeros en la base del pozo para permitir que el petróleo pase al interior del pozo. Finalmente, en la parte superior se coloca un conjunto de válvulas llamado " árbol de Navidad "; las válvulas regulan las presiones y controlan el flujo. El proceso de perforación se incluye en el "upstream", uno de los tres principales servicios de la industria petrolera, junto con el midstream y el downstream.
Durante la etapa de recuperación primaria , el impulso del yacimiento proviene de una serie de mecanismos naturales. Estos incluyen: agua natural que desplaza el petróleo hacia abajo dentro del pozo, expansión del gas de petróleo asociado en la parte superior del yacimiento, expansión del gas asociado inicialmente disuelto en el petróleo crudo y drenaje por gravedad resultante del movimiento del petróleo dentro del yacimiento desde desde la parte superior hasta la parte inferior donde se ubican los pozos. El factor de recuperación durante la etapa de recuperación primaria suele ser del 5 al 15 %. [3]
Si bien la presión subterránea en el yacimiento de petróleo es suficiente para forzar el petróleo (junto con algo de gas asociado) a la superficie, todo lo que se necesita es colocar un complejo conjunto de válvulas (el árbol de Navidad ) en la cabeza del pozo para conectar el pozo. a una red de tuberías para su almacenamiento y procesamiento. A veces se utilizan bombas, como bombas de viga y bombas eléctricas sumergibles (ESP), para llevar el petróleo a la superficie; estos se conocen como mecanismos de elevación artificial.
Durante la vida útil de un pozo, la presión cae. En algún momento la presión subterránea es insuficiente para forzar el petróleo a salir a la superficie. Una vez que el impulso natural del yacimiento disminuye, se aplican métodos de recuperación secundaria . Estos dependen del suministro de energía externa al yacimiento mediante la inyección de fluidos para aumentar la presión del yacimiento, aumentando o reemplazando el impulso natural del yacimiento por un impulso artificial. Las técnicas de recuperación secundaria aumentan la presión del yacimiento mediante inyección de agua , reinyección de gas y levantamiento de gas . La reinyección de gas y cada elevación utilizan gas asociado, dióxido de carbono o algún otro gas inerte para reducir la densidad de la mezcla petróleo-gas y mejorar así su movilidad. El factor de recuperación típico de las operaciones de inyección de agua es aproximadamente del 30%, dependiendo de las propiedades del petróleo y las características de la roca yacimiento. En promedio, el factor de recuperación después de las operaciones de recuperación primaria y secundaria de petróleo está entre 35 y 45%. [3]
Los métodos de recuperación mejorada o terciaria de petróleo aumentan la movilidad del petróleo para aumentar la extracción.
Los métodos de recuperación de petróleo mejorada térmicamente (TEOR) son técnicas de recuperación terciaria que calientan el petróleo, reduciendo su viscosidad y facilitando su extracción. La inyección de vapor es la forma más común de TEOR y, a menudo, se realiza con una planta de cogeneración . Este tipo de planta de cogeneración utiliza una turbina de gas para generar electricidad y el calor residual se utiliza para producir vapor, que luego se inyecta en el depósito. Esta forma de recuperación se utiliza ampliamente para aumentar la extracción de petróleo en el Valle de San Joaquín , que produce un petróleo muy pesado, pero representa el diez por ciento de la extracción de petróleo de los Estados Unidos. [ cita necesaria ] La inundación por fuego (quema in situ) es otra forma de TEOR, pero en lugar de vapor, parte del petróleo se quema para calentar el petróleo circundante.
Ocasionalmente, se inyectan tensioactivos ( detergentes ) para alterar la tensión superficial entre el agua y el petróleo en el yacimiento, movilizando el petróleo que de otro modo permanecería en el yacimiento como petróleo residual. [4]
Otro método para reducir la viscosidad es la inundación con dióxido de carbono .
La recuperación terciaria permite recuperar entre el 5% y el 15% del petróleo del yacimiento. [3] En algunos campos de petróleo pesado de California , la inyección de vapor ha duplicado o incluso triplicado las reservas de petróleo y la recuperación final de petróleo. [5] Por ejemplo, véase Campo petrolífero Midway-Sunset , el campo petrolífero más grande de California.
La recuperación terciaria comienza cuando la recuperación secundaria de petróleo no es suficiente para continuar con una extracción adecuada, sino sólo cuando el petróleo todavía se puede extraer de manera rentable . Esto depende del costo del método de extracción y del precio actual del petróleo crudo. Cuando los precios son altos, se vuelven a utilizar pozos que antes no eran rentables, y cuando son bajos, se restringe la extracción.
El uso de tratamientos microbianos es otro método de recuperación terciaria. Se utilizan mezclas especiales de microbios para tratar y descomponer la cadena de hidrocarburos en el petróleo, lo que hace que el petróleo sea fácil de recuperar. También es más económico frente a otros métodos convencionales. En algunos estados como Texas, existen incentivos fiscales para utilizar estos microbios en lo que se llama una recuperación terciaria secundaria. Muy pocas empresas los suministran. [ cuantificar ]
La cantidad de petróleo recuperable está determinada por una serie de factores, incluida la permeabilidad de la roca, la fuerza de los impulsos naturales (el gas asociado presente, la presión del agua adyacente o la gravedad), la porosidad de la roca yacimiento, es decir, la roca. capacidad de almacenamiento y la viscosidad del aceite. Cuando las rocas yacimientos están "apretadas", como en el esquisto , el petróleo generalmente no puede fluir, pero cuando son permeables, como en la arenisca , el petróleo fluye libremente.
Aunque la recuperación de un pozo no se puede conocer con certeza hasta que el pozo cesa la producción, los ingenieros petroleros a menudo determinan una recuperación final estimada (EUR) basándose en proyecciones de tasa de declive en años futuros. Se utilizan diversos modelos, técnicas matemáticas y aproximaciones.
El EUR del gas de esquisto es difícil de predecir y es posible elegir métodos de recuperación que tienden a subestimar la caída del valor más allá de lo razonable.
La fuerza laboral de extracción de petróleo y gas enfrenta desafíos únicos de salud y seguridad y está reconocida por el Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) como un sector industrial prioritario en la Agenda Nacional de Investigación Ocupacional (NORA) para identificar y proporcionar estrategias de intervención con respecto a la salud ocupacional. y cuestiones de seguridad. [6] [7] Durante 2003-2013, la tasa anual de muertes ocupacionales disminuyó significativamente un 36,3%; sin embargo, el número de muertes relacionadas con el trabajo en la industria de extracción de petróleo y gas de Estados Unidos aumentó un 27,6%, con un total de 1.189 muertes debido a que el tamaño de la fuerza laboral creció durante este período. Dos tercios de todas las muertes de trabajadores se atribuyeron a incidentes de transporte y contacto con objetos o equipos. Más del 50% de las personas con lesiones mortales estaban empleadas en empresas que prestan servicios a pozos. Los controles de peligros incluyen políticas de seguridad del transporte terrestre y controles de ingeniería , como tecnologías automatizadas. [8]
En 2023, los CDC publicaron que 470 trabajadores habían muerto entre 2014 y 2019. [9]
Cuando se queman petróleo y gas, liberan carbono al aire. Los combustibles fósiles, como el petróleo, son responsables del 89% de las emisiones de CO2. [10] Las emisiones de carbono causan un cambio climático que impacta negativamente en la seguridad de las personas al elevar el nivel del mar y empeorar el clima. El petróleo también puede provocar derrames de petróleo, lo que contamina el océano. [11]
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