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Origen y formación del petróleo |
El petróleo producto es un compuesto
químico complejo en el que coexisten partes sólidas, líquidas y
gaseosas. Lo forman, por una parte, unos compuestos denominados
hidrocarburos, formados por átomos de carbono e hidrógeno y, por
otra, pequeñas proporciones de
nitrógeno, azufre, oxígeno y algunos metales. Se presenta
de forma natural en depósitos de roca sedimentaria y sólo en lugares
en los que hubo mar.
Su color es variable, entre el ámbar y el negro y el significado
etimológico de la palabra petróleo es
aceite de piedra, por
tener la textura de un aceite y encontrarse en yacimientos de roca
sedimentaria.
El origen del petróleo está
relacionado con las grandes cantidades de compuestos orgánicos que
son depositados actualmente y de manera continua en las cuencas
sedimentarias en el mundo. Los restos de organismos microscópicos
contienen carbono e hidrógeno en cantidades abundantes, los cuales
constituyen los elementos fundamentales del petróleo. Los
hidrocarburos son productos del material orgánico alterado derivado
de organismos microscópicos. Estos son transportados por arroyos y
ríos hasta lagos y/o el mar, donde son depositados bajo condiciones
lacustres, deltaicas o marinas, junto a sedimentos clásticos
finamente divididos. Los ambientes lacustres, deltaicos y marinos,
producen la mayor parte de los organismos microscópicos,
esencialmente fitoplancton, que son depositados masivamente junto a
los materiales orgánicos transportados previamente y simultáneamente
por los arroyos y ríos. Mientras tiene lugar la deposición de los
materiales orgánicos en los distintos ambientes, aquellos son
enterrados por limos y arcillas. Esto previene la descomposición
total del material orgánico y permite su acumulación
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El petróleo y el gas se forman en
sedimentos marinos en cuencas oceánicas generalmente aisladas y
protegidas.
a) materiales iniciales ricos en carbono,
formados en las aguas superficiales, se acumulan en aguas
profundas donde no pueden ser consumidas por otros organismos.
b) Acumulaciones posteriores de
sedimentos sellan los materiales ricos en carbono; las altas
temperaturas y presiones transforman este material en petróleo y
gas.
c) Acumulaciones de sedimentos
adicionales comprimen los depósitos originales, empujando el
petróleo y gas, los cuales emigran hacia rocas más permeables,
generalmente arenas y areniscas. |
La cantidad de enterramiento es una
función de la cantidad de sedimento descargado por los arroyos y
ríos en lagos y mares, junto al tiempo involucrado en el proceso de
deposición. Acumulaciones muy espesas de limos, arcillas y
materiales orgánicos pueden producir grandes volúmenes de petróleo,
si transcurre el tiempo suficiente como para que ocurra el proceso
de alteración. La conversión del material orgánico al petróleo se
llama catagénesis, y está asistida por la presión causada por el
enterramiento, la temperatura, la alteración termal y la
degradación. Estos factores resultan de la profundidad, la acción
bacteriana en un ambiente químico no oxidante (reductor) y cerrado,
la radioactividad y la catálisis (procesos de transformación de los
componentes de la matriz mineral de la roca origen). La temperatura
parece ser el factor más importante junto con la asistencia de
otros. La acumulación de materiales orgánicos y clásticos en el
fondo del mar o lago, está acompañada por la actividad bacteriana;
si hay abundante oxígeno, las bacterias aeróbicas actúan sobre la
materia orgánica hasta destruirla. Sin embargo, la destrucción
aeróbica de la materia orgánica se reduce considerablemente cuando
cantidades suficientes de sedimentos de baja permeabilidad son
depositadas de manera relativamente rápida por encima de estos
materiales orgánicos, frenando así la circulación de aguas que
contienen oxígeno. Como consecuencia, la actividad bacteriana
aeróbica se para a causa del descenso en el contenido de oxígeno
disuelto disponible, dando lugar a la actividad bacteriana
anaeróbica. Esta utiliza el oxígeno de los sulfatos disueltos en el
medio (convirtiéndolos en sulfuros), dando como resultado un
ambiente de reducción (libre de oxígeno). La actividad anaeróbica
ocurre en los primeros 20 metros de los sedimentos aproximadamente,
cesando por debajo de esta profundidad. Es en este ambiente de
enterramiento rápido y condiciones de reducción, o libres de
oxígeno, la formación del petróleo tiene lugar. Una vez que la
materia orgánica parcialmente descompuesta y libre de los procesos
de oxidación se encuentra en este estado, sufre el llamado proceso
de maduración. Este proceso de maduración involucra la temperatura,
la presión y el tiempo como factores fundamentales. La materia
orgánica debe madurar al igual que lo hace la comida en una olla a
presión. La manera en que los hidrocarburos son madurados depende
del ambiente de deposición en el que han sido depositados. En
términos generales, el petróleo se produce a lo largo de millones de
años en profundidades de alrededor de 5 Km., a una temperatura de
150 ºC. Profundidades mayores a los 5 Km. o demasiado tiempo de
¨cocción¨ a temperaturas de 200 ºC darán lugar a la conversión del
petróleo en gas. El gas se tornará incluso en gas ácido sulfuroso si
la temperatura es aún mayor. Si por el contrario, el material
orgánico no es lo suficientemente calentado, en profundidades por
encima de los 4-5 Km., la formación de petróleo no tendrá lugar, ya
que estos quedaran en un estado inmaduro y consecuentemente,
inútiles para el hombre. La figura 2 muestra un diagrama que resume
este proceso. Se podría generalizar que las capas sedimentarias
profundas son más viejas y están más calientes que las menos
profundas y más jóvenes, por lo que las primeras, tendrían una mayor
proporción de gas que de petróleo. De todos modos, aunque la mayoría
de las zonas poseen un régimen de flujo de calor por encima y por
debajo de la media, las profundidades de generación del petróleo son
sustancialmente variables de lugar a lugar.
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La relación tiempo-temperatura para la
maduración de los hidrocarburos se representa en este diagrama.
Si sedimentos orgánicos se mantienen entre 150ºC a 200ºC durante
1 millón de años, entonces se formará el petróleo. Si la
temperatura excede los 200ºC, se formará gas. Sin embargo si la
temperatura sube aún más, se formará gas ácido. Si por el
contrario las capas fuentes de material orgánico se encuentran a
solamente 100ºC, entonces harán falta 100 millones de años para
que maduren hasta convertirse en hidrocarburos. |
Al ser un compuesto en estados
líquido o gaseoso, su presencia no se localiza habitualmente en el
lugar en el que se generó, sino que ha sufrido previamente un
movimiento vertical o lateral, filtrándose a través de rocas
porosas, a veces una distancia considerable, hasta encontrar una
salida al exterior –en cuyo caso parte se evapora y parte se oxida
al contactar con el aire, con lo cual el petróleo en sí desaparece–
o hasta encontrar una roca no porosa que le impide la salida.
Entonces se habla de un yacimiento:
Estratigráficos:
En forma de cuña alargada que se inserta entre dos estratos.
Anticlinal: En un repliegue del subsuelo, que
almacena el petróleo en el arqueamiento del terreno.
Falla: Cuando el terreno se fractura, los estratos
que antes coincidían se separan. Si el estrato que contenía petróleo
encuentra entonces una roca no porosa, se forma la bolsa o
yacimiento.
En las últimas décadas se ha desarrollado enormemente la búsqueda de
yacimientos bajo el mar, los cuales, si bien tienen similares
características que los terrestres en cuanto a estructura de las
bolsas, presentan muchas mayores dificultades a la hora de su
localización y, por añadidura, de su explotación.
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| Tema 1 : El petróleo y la economía
Tema 2 : El petróleo , del pozo a su hogar
Tema 3 : Guerra por el petróleo en el siglo XX
Tema 4 : El petróleo un gran contaminante
Tema 5: La historia de la
contaminación del petroleo
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