Capacitacion 1 introduccion a la ingenieria de petroleos para no petroleros term

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CURSO DE INGENIERÍA DE PETRÓLEOS PARA NO PETROLEROS MODULO I GENERALIDADES

Tutor: Ing. Leonardo I. Mena, Investigación y Desarrollo Sertecpet

Primeros conocimientos del Petróleo

Modulo I – Tema 1 Tutor Ing. Leonardo I. Mena, Investigación y Desarrollo

Sabias que existen indicios del uso del petróleo mucho antes de la era moderna?

• De acuerdo con la Biblia, Dios dijo a Noé: “Haz un arca de madera resinosa y recúbrela con brea por dentro y por fuera”, el Arca de Noé fue asfaltada por completo.

Sabias que existen indicios del uso del petróleo mucho antes de la era moderna?

• En el año 1200 a. de C. se usaban en Babilonia lámparas de aceite mineral, descubriéndose más tarde la mecha diseñada en lino, médulas de junco o ciertas hojas.

Cuando prendían las lámparas no tenia buen olor y provocaba humo negro, por eso se lo dejo de usar, hasta que se lo empezó a refinar y usarse como Kerosene

Sabias que el petr贸leo emerge a la superficie de manera natural?

En algunos lugares alrededor del mundo, el petr贸leo sobresale a la superficie, por supuesto que las sustancias vol谩tiles de este fluido se ha evaporado, y solo quedan los elementos mas pesados, llamados Bit煤menes y Breas

Emanaciones naturales de petróleo Se forman por la lenta fuga de petróleo de las acumulaciones bastante grandes que han llegado hasta cerca de la superficie y hasta la zona de fractura por acción de la erosión o que han sido perforadas por fallas o fracturas. Water filled hole with four tar blobs

El petróleo flota en la superficie del agua y las burbujas de gas escapan hacia la atmósfera. En agua estancada el petróleo puede acumularse en forma de masa entre viscosa y sólida. Películas flotantes tienen un brillo iridiscente

Guide holding tar high

Soft tar surface with gas bubbles

Guide pulling back lake skin

Tar comming up between diferent layers of asphalt

Sabias que En Ecuador sobresale de manera natural el petróleo?

Una de las formaciones mas famosas de Ecuador llamada Hollín, sobresale hasta la superficie, y su contenido de brea sale de entre la roca, esto lo conocían desde siglos atrás nuestros antepasados

Usos del Petróleo El petróleo es ciertamente una de las sustancias más valiosas de que podemos disponer, con la tecnología y petroquímica actual se han dado miles de usos a esta sustancia de color obscura Ejemplos: INDUSTRIA Plásticos, fabricación de aceros y electrodos, aislamientos ELECTRICIDAD Y COMUNICACIONES Material eléctrico, cables de comunicación antenas satelitales y fibra óptica, teléfonos, celulares, computadores INDUSTRIA PETROQUÍMICA Aceites, lubricantes, aditivos, fertilizantes, grasas, combustibles

Origen del petróleo y Gas

Modulo I – Tema 2 Tutor: Ing. Leonardo I. Mena, Investigación y Desarrollo Sertecpet

Origen del petr贸leo y gas La palabra petr贸leo, significa aceite de piedra. De origen bituminoso, se trata de un compuesto de hidrocarburos, b谩sicamente de carbono e hidrogeno, que en su forma natural se encuentra en estado solido, liquido o gaseoso.

ORIGEN DEL PETRÓLEO Las teorías que han tratado de explicar este problema de han dividido en dos grandes grupos: 1. Teorías Inorgánicas o minerales 2. Teoría Orgánica

TEORÍA INORGÁNICA Las teorías inorgánicas fueron esencialmente las hipótesis de fines de siglo XVIII, durante el siglo XIX y a principios del siglo XX, elaboradas principalmente por químicos. “Postulan que el petróleo y el gas asociado se forman mediante procesos inorgánicos reproducibles en el laboratorio”

Sin embargo, cuando las técnicas del análisis geológico se perfecciono y se contó con información suficiente, se comenzó a dar importancia a las teorías de formación orgánica.

TEORÍA ORGÁNICA

Basada en dos principios fundamentales: a) La producción de hidrocarburos a partir de organismos vivos. b) La acción del calor sobre la materia orgánica formada biogénicamente. Postula que el petróleo es producto de la descomposición de organismos vegetales y animales que fueron sometidos a enormes presiones y altas temperaturas en ciertos periodos de tiempo geológico.

Organismos de vida marina y continental fueron sepultados en un medio ambiente anaeróbico y por cambios en la temperatura y presión (50 a 250 C y 300 a 1500 bars), estos organismos que contienen Carbono e Hidrógeno en sus moléculas orgánicas, fueron convertidos en hidrocarburos en un lapso relativamente grande.

Evidencias de la TEORÍA ORGÁNICA

1.- La Gran Abundancia de materia orgánica, que existe en los sedimentos recientes y en los hidrocarburos asociados con dicha materia orgánica. 2.- En los restos orgánicos predomina el H y el C, que son los componentes principales de los hidrocarburos y mediante los procesos bioquímicos (metabolismo de los animales y las plantas), se ha observado que producen continuamente pequeñas cantidades de hidrocarburos (aunque no del tipo del petróleo). 3.- La presencia de Nitrógeno y de porfirinas en el pigmento de algún tipo de petróleo, sobre todo en la fracción pesada, ya que el nitrógeno es un componente esencial en los aminoácidos y estos componen las proteínas. Las porfirinas se relacionan con la clorofila de los vegetales.

4.- La actividad óptica que presenta el petróleo es una propiedad típica de las sustancias orgánicas.

5.- La presencia en el petróleo de “fósiles geoquímicos”. Estas son moléculas orgánicas sintetizadas por los organismos vivos, los cuales son incorporados a los sedimentos conservando su estructura original, sin alterar o casi sin alterar. 6.- En forma experimental se pueden generar hidrocarburos a partir de materia orgánica mediante el calentamiento a altas temperaturas (rompimiento termal). 7.- En las cuencas sedimentarias se tienen la mayoría de los yacimientos petroleros (principalmente marinas aunque también hay continentales).

Para cumplir el objetivo, de este importante tema, es necesario leer el libro del material de estudio

Leamos este ensayo para complementar la lectura Origen del Petr贸leo, paginas 3 a 10 Autor: Ensayo del petr贸leo, Empresa Pemex 2007

Una vez cumplido este objetivo debe ir a control de lectura No 1 del modulo I

Clasificaci贸n y propiedades del petr贸leo

Modulo I - Tema 3 Tutor: Ing. Leonardo I. Mena, Investigaci贸n y Desarrollo Sertecpet

Clasificación del petróleo

• Por el tipo de Hidrocarburos • Por el contenido de Azufre • Según el grado API • Por el factor Kuop

Por el tipo de hidrocarburos PETRÓLEO DE BASE PARAFINICA • Predominan los hidrocarburos saturados o parafinicos (75%) • De color claro, fluidos y de baja densidad (0.75-0.85 g/ml). Rinden más nafta que los asfálticos. • Elevados rendimientos de naftas, bajo contenido de azufre, y tienen altos puntos de congelación • De estos petróleos se pueden extraer los mayores porcentajes de naftas, querosene y aceites lubricantes. Produce poco asfalto. • Son útiles para obtener gasolina, solventes, entre otros.

Por el tipo de hidrocarburos PETRÓLEO DE BASE ASFÁLTICA O NAFTENICA • Estos son negros, viscosos y de elevada densidad (0.95 g/ml). • En la destilación primaria producen poca nafta y abundante fuel-oil, quedando asfalto como residuo. • Predominan los hidrocarburos etilénicos y diétilinicos, cíclicos ciclánicos (llamados nafténicos), y bencenicos o aromáticos como el benceno y sus derivados. • Alto contenido de azufre y metales • Por destilación producen asfalto • Se usa para obtener Diesel- (ACPM) lubricantes y otros.

Por el tipo de hidrocarburos PETRÓLEO DE BASE MIXTA • Tienen características y rendimientos comprendidos entre las dos variedades principales. • Después de destilar sus porciones más volátiles abandonan naftas y asfalto. • La mayor parte de los petróleos contenidos en los yacimientos mundiales pertenecen a este tipo • El crudo Napo de la Cuenca Oriente, pertenece a este grupo.

Por el tipo de Azufre PETRÓLEO DULCE • Contiene < 0.5% de Azufre • Es un petróleo de alta calidad • Útil para refinar y transformar en gasolinas PETRÓLEO MEDIO • Contiene azufre entre un rango de 0.5% a 1% PETRÓLEO AGRIO • Contiene > 1% de Azufre • Su costo de refinamiento es mayor • Útil para refinar y transformar en gasolinas • Según un estudio de la consultora Quantum, en promedio, el contenido de azufre del crudo ecuatoriano se elevó de 1,51% en el 2004 y a 1,76% en 2007.

Por el tipo de Azufre CONTENIDO DE AZUFRE DULCE S(Azufre)<0.5% D E N S I D A D

NAFTENICOS Crudo Liviano 40°API

Brend Bonny Light

Crudo Medio 33°API

Forcados

Crudo Pesado 22°API

MEDIO 0.5<S(Azufre)<1.5%

AGRIO S> 1.5%

PARAFINICOS

Minas Cabinda

Cañón Limón Oriente

Arabia Ligero Dubai Arabia Pesado Maya Bachaquero Boscan

Por su densidad La densidad del petróleo en grados °API, se clasifica en:

> 40°API

•

•

Condensado

30 – 39.9

Liviano

22 – 29.9

Mediano

10 – 21.9

Pesado

< 9.9

Extrapesado

La calidad del crudo se mide, entre otros factores, a través de los índices de densidad API y del contenido de azufre del petróleo. El crudo ecuatoriano tiene un alto contenido de azufre comparado con el crudo West Texas Intermediate (WTI). Mientras más alto sea el contenido de azufre el precio es menor, debido a que requiere de complejos procesos de refinación, entre otros inconvenientes.

Por su factor Kuop o Factor de Watson • Este Factor KUOP fue introducido por Investigadores de la Sociedad “Universal Oil Products Coâ€? • Define la clasificaciĂłn quĂ­mica de los hidrocarburos puros. • Dependen Ăşnicamente de su punto de ebulliciĂłn y de su densidad. (đ?‘‡đ??¸đ?‘?đ?‘˘đ?‘™đ?‘™đ?‘–đ?‘?đ?‘–đ?‘œđ?‘›/1.8) 1/3 đ??žđ?‘ˆđ?‘‚đ?‘ƒ = đ??şđ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘Łđ?‘’đ?‘‘đ?‘Žđ?‘‘ đ?‘’đ?‘ đ?‘?đ?‘’đ?‘?đ?‘–đ?‘“đ?‘–đ?‘?đ?‘Ž

• • • •

KUPO=13 PARAFINAS KUPO=12 BASE MIXTA KUPO=11 NAFTENOS PUROS KUPO=10 AROMĂ TICOS PUROS

Propiedades del petróleo

Propiedades Físicas

Características de Riesgo

• Rango de destilación • Viscosidad • Densidad

• Punto de inflamación • Punto de autoignición

Rango de destilación

El rango de destilación es, el intervalo de temperaturas a la que destila la primer compuesto, sin que empiece a destilar el segundo. Este rango se puede decidir en función de los puntos de ebullición de los compuestos, pero hay que tener en cuenta que dichos puntos de ebullición pueden aumentar o disminuir en función de la presión ejercida en la destilación, Por ejemplo en la destilación primaria o Topping. el Querosene tiene un rango de destilación que va desde los 175 °C hasta los 230 °C y el Gas-Oil liviano desde los 180 °C a los 230 °C

Viscosidad

Es la resistencia de un líquido o gas a fluir. Los hidrocarburos de alta Viscosidad, fluyen con mucha dificultad, mientras que aquellos con baja viscosidad son altamente móviles. Las viscosidades son influenciadas por las temperaturas, y su valor no tiene utilidad si no se reporta la temperatura a la que fue leída. Por ejemplo a temperaturas mayores, menor viscosidad. Las medidas de las viscosidad absoluta es el Poise o centiPoise y la viscosidad dinámica es en Stokes o centiestokes

Densidad

La densidad media es la relaci贸n entre la masa de un cuerpo y el volumen que este ocupa Los crudos livianos son en general menos densos que el agua y los crudos pesados incluso son mas pesados que el agua. Los gases son relacionados en funci贸n de la densidad del aire para identificar sin son mas pesados o livianos que este.

Características de Riesgo Punto de inflamación.- Es la temperatura mínima a la que el producto liquido produce vapores en concentraciones tales que pueden inflamarse en contacto con una fuente de ignición (llamas, chispa etc.). Algunas normas internacionales clasifican a los líquidos inflamables a temperaturas menores a los 38°C (pueden inflamarse a temperatura ambiente) y combustibles a temperaturas mayores a 38°C (requieren calentamiento previo para poder inflamarse).

Punto de Autoignicion.- o punto de autoinflamación es una característica de los materiales inflamables (combustible) que define las condiciones en que se inicia una reacción de combustión en cadena, sin intervención de una fuente externa de calor, y el proceso de combustión continua a partir de ese momento. El punto define no solo la temperatura, sino las condiciones del entorno, y cuando se habla de temperatura, se supone que estas son las normales.

Por ejemplo, la gasolina de 56 a 76 octanos tiene una temperatura de Autoignicion de unos 280°C en las condiciones dichas.

Inicio de la Industria Petrolera

Modulo I - Tema 4 Tutor: Ing. Leonardo I. Mena, Investigaci贸n y Desarrollo Sertecpet

La historia del Petróleo en Ecuador A sus 100 años el primer pozo de petróleo declarado patrimonio de Ecuador

31 Oct 2011.- EFE QUITO.- Ecuador conmemora esta semana un siglo desde que encontró oro negro en sus entrañas, lo que ahora recuerda declarando patrimonio cultural del Estado a la localidad de San José de Ancón, génesis de la era petrolera del país.

Aunque la mayor cantidad de petróleo ahora sale de la verde Amazonía, fue en Ancón, en la península de Santa Elena, donde se centró la mirada inglesa y ecuatoriana para explorar por primera vez el crudo el 5 de noviembre de 1911 y luego extraerlo.

Vamos a leer este articulo de la prensa Ecuatoriana. http://www.eluniverso.com/2011/10/31/1/14 30/sus-100-anos-primer-pozo-petroleodeclarado-patrimonio-ecuador.html

Conozcamos los principales Bloques Petroleros del Ecuador y su localización. Identifiquemos los lugares donde tu empresa presta servicios y vende productos y tecnología

Para ver el mapa haz clic aquí: http://www.geoyasuni.org/wpcontent/uploads/2013/07/MAPA_CATA STRAL_ECUADOR_2012.jpg

Para cumplir el objetivo, de este importante tema, es necesario leer el libro del material de estudio La Cuenca Oriente, Geolog铆a y Petr贸leo, Patrice Baby, Marco Rivadenerira, Roberto Barragan, IFEA-IRD-PETROECUADOR, Octubre 2004. Paginas 205 hasta la 227

Una vez cumplido este objetivo debe ir a control de lectura No 2 del modulo I

La historia del Petróleo en el mundo El petróleo, Símbolo me la industria moderna? EL PETRÓLEO se conoce desde la prehistoria. La Biblia lo menciona como betún, o como asfalto. Por ejemplo vemos que en el Génesis, capítulo 11 versículo 3, se dice que el asfalto se usó para pegar los ladrillos de la torre de Babel; asimismo el Génesis, capítulo 4 versículo 10, nos describe cómo los reyes de Sodoma y Gomorra fueron derrotados al caer en pozos de asfalto en el valle de Siddim. También los indígenas de la época precolombiana en América conocían y usaban el petróleo, que les servía de impermeabilizante para embarcaciones. Durante varios siglos los chinos utilizaron el gas del petróleo para la cocción de alimentos. Sin embargo, antes de la segunda mitad del siglo XVIII las aplicaciones que se le daban al petróleo eran muy pocas. Pero una vez que se expandió su uso, las económicas y políticas se movieron alrededor del petróleo, por este motivo es necesario conocer mas acerca de la historia y la política ligada al Oro negro.

Veamos con detenimiento este documental de History Channel: http://www.youtube.com/watch? v=MPNZfPwrxxs

Etapas de la Industria Petrolera

Modulo I - Tema 5 Tutor: Ing. Leonardo I. Mena, Investigaci贸n y Desarrollo Sertecpet

Principales etapas de la industria petrolera

ETAPA DE EXPLORACIÓN ETAPA DE PRODUCCIÓN

ETAPA DE REFINACIÓN

ETAPA DE TRANSPORTE

COMERCIALIZACIÓN

ETAPA DE EXPLORACIÓN La exploración es una de las actividades más importantes de la industria petrolera, ya que de ella depende el hallazgo de hidrocarburos, en cantidades suficientes para garantizar el retorno de las cuantiosas inversiones que se requieren.

Etapas principales de la exploración petrolera 1. Identificación de las áreas de Interés - Con esta etapa se inicia la exploración en una región virgen o desconocida. - Se trata de una fase preliminar en la que se utilizan métodos indirectos como la geología de superficie (se toman muestras de rocas) o geología de campo, Reconocimiento desde el aire (radares y métodos aeromagnéticos y aerogravimétricos) y espacio, geoquímica y geofísica

ETAPA DE EXPLORACIÓN Etapas principales de la exploración petrolera 2. Detección de trampas - Cuando ya se detectó el área de interés, se procede a identificar las trampas o estructuras que pudieran contener petróleo. - Para esta fase se utilizan métodos geofísicos de alta tecnología como la sísmica tridimensional (3D) y métodos avanzados de visualización e interpretación de datos. - En esta etapa se definen en forma detalla las trampas de hidrocarburos (denominadas prospectos) y se jerarquizan según las reservas estimadas y su potencial valor económico.

ETAPA DE EXPLORACIÓN Etapas principales de la exploración petrolera 3. Verificación de la acumulación - Cuando se han identificado los prospectos, se decide dónde perforar los pozos exploratorios, único medio seguro de comprobar si realmente hay petróleo. - Durante esta etapa, el geólogo extrae la información de los fragmentos de roca cortados por la mecha (ripios) detectando estratos (capas) potencialmente productores. - La perforación exploratoria es una operación muy costosa y de alto riesgo, tanto por la interpretación geológica, la pericia y el tiempo requeridos, como por los riesgos operacionales que implica.

Estadísticamente, de cada diez pozos exploratorios que se perforan en el mundo, sólo tres resultan descubridores de yacimientos.

Ciclo de vida de los pozos

Ubicación y estudio Taponamiento

Acondicionamiento de la localización

Acondicionamiento

Perforación Completación y Pruebas Iniciales

Mantenimiento preventivo y correctivo

Toma de información

Producción

ETAPA DE PRODUCCION La producci贸n petrolera es la actividad de la industria que se encarga de todas las etapas necesarias para manejar los hidrocarburos (petr贸leo y gas) desde el yacimiento hasta el pozo, y desde 茅ste a la superficie; donde se separan, tratan, almacenan, miden y transportan para su posterior utilizaci贸n.

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