El proceso de formación del petróleoLa primera etapa del proceso de degradación de la materia orgánica es la formación de metano por la acción de las bacterias. Posteriormente, durante el enterramiento de la misma, se produce la transformación a un producto intermedio denominado kerógeno, que puede ser de distintos tipos dependiendo de la materia orgánica original presente en los sedimentos. Así, los denominados kerógenos de tipo I e II darán lugar a la generación de petróleo. Junto con la presión actúa la temperatura, que alcanza las condiciones más favorables para la producción entre los 70 y los 100 ºC. Estas temperaturas pueden alcanzarse, dependiendo del gradiente geotérmico, entre los 2 y los 3,5 km de profundidad. Con el aumento de la temperatura disminuye la producción de petróleo y aumenta la de gas "húmedo" (se llama así, ya que junto con el metano entran en la composición etano, propano y butano, que pueden condensarse, con facilidad a la fase líquida). A partir de los 150 ºC se genera gas seco (compuesto principalmente de metano), y si el enterramiento es más profundo, los residuos pueden llegar a convertirse en grafito

Podemos hacer, por lo tanto, la siguiente reflexión: rocas que contienen diferentes tipos de materia orgánica, o de tipo similar pero que pasaron por condiciones de enterramiento distintas, pueden generar volúmenes muy variables de petróleo. Además, los sedimentos de origen marino con materia orgánica rica en lípidos producen petróleo y gas húmedo bajo las condiciones que vimos con anterioridad. No obstante, bajo esas mismas condiciones, los sedimentos terrestres con materia orgánica rica en celulosa derivan en la formación de carbón y gas seco.

En el interior de un yacimiento petrolero, los fluidos se encuentran a presiones elevadas. En su trayecto a la superficie, experimentan una considerable caída de presión que provoca la vaporización preferencial de los componentes volátiles. La estabilización del crudo es el proceso que permite, a través de una serie de etapas, controlar la separación de los componentes ligeros minimizando la liberación de aquellos de mayor interés, como las gasolinas. El presente trabajo tiene como finalidad realizar un estudio del proceso de separación gas-crudo mediante la aplicación de metodologías utilizadas actualmente en simuladores de procesos y publicaciones técnicas y especializadas. Se abordan simultáneamente el equilibrio termodinámico de las fases gas-crudo y los balances de materia y energía asociados. Asimismo, con el fin de observar el comportamiento dinámico de las variables del proceso y el sistema básico de control, se implementa un modelo preliminar.

Se desarrolla un programa de cálculo que permite determinar la temperatura y composición de las fases en función de la presión de operación del separador. Para el cálculo del equilibrio termodinámico de fases se emplea la ecuación de estado de Peng- Robinson (P-R), obteniendo la fugacidad para cada componente de la mezcla y con estas las relaciones de equilibrio K. La estimación de las entalpías se realiza a partir de procedimientos recomendados por el API Technical Data Book. Las desviaciones de las entalpías por alta presión se estiman a partir de dos metodologías; la correlación de Lee-Kesler y la ecuación de estado de P-R. La entalpía de la fracción pesada del crudo, por su parte, es calculada a partir del método de Stevens-Thodos. Finalmente, se emplean las correlaciones de Riazi-Daubert y de Kesler-Lee para caracterizar la fracción pesada del crudo y definir las propiedades críticas, la temperatura de ebullición y el factor acéntrico de las cortes o corrientes en que se divide.

Se realiza la validación positiva de resultados a partir de comparación con simuladores comerciales, así como una exploración del intervalo de presión, temperatura y composición para el cual es aplicable el código de cálculo desarrollado. Se mejora la caracterización de la fracción pesada del crudo (tradicionalmente definida como

introduciendo la división de esta en varios cortes; esto permite una estimación más realista de su porción vaporizada, al llevar a cabo un cálculo más detallado de la pérdida de componentes de interés (, etc.). Asimismo, se trabajó en la reproducción confiable de resultados publicados en la literatura y en la estimación de parámetros de interés técnico. Finalmente se ha efectuado un estudio preliminar del comportamiento dinámico del proceso de separación y el sistema básico de control.

JUSTIFICACION

En la industria petrolera, la extracción del crudo de los yacimientos implica modificaciones en el equilibrio de las fases gas-líquido al presentarse una significativa reducción de la presión al realizar la transferencia hacia la superficie. Generalmente, uno de los objetivos en el área de producción de hidrocarburos es maximizar la recuperación de hidrocarburos líquidos debido a su mayor valor comercial; y con este criterio se aborda la separación de fases en el proceso de separación de crudo y gas. Existen una variedad de simuladores comerciales capaces de predecir este tipo de procesos empleando diversas metodologías de cálculo. Con ayuda de estas herramientas el ingeniero puede mejorar la operación y control de los equipos utilizados en las instalaciones de superficie (entre ellos separadores gas-crudo).

El presente trabajo contribuye a la formación profesional del tesista. A partir de bases teóricas de termodinámica y con metodologías técnicas presentadas en publicaciones y textos especializados y empleadas en simuladores, se abordan simultáneamente el equilibrio termodinámico de las fases gas-crudo y los balances de materia y energía asociados al proceso de separación.

¿como afecta el petróleo y su mal uso al medio ambiente?

La extracción, el refino, el transporte y el uso de hidrocarburos es una fuente muy importante de contaminación ambiental, y en concreto, tiene grandes impactos sobre el medio marino.

El vertido de hidrocarburos y otras sustancias relacionadas con su procesado provocan la contaminación de la costa y de los océanos con consecuencias sobre la fauna marina y la biodiversidad.Esto sin contar la contaminación que produce los automóviles y las industrias.

La contaminación por hidrocarburos en su extracción y tratamiento se relaciona muy directamente con la emisión a la atmósfera y al agua de sustancias tan contaminantes como el CH4 (metano) o el CO2 (dióxido de carbono) que inciden sobre el cambio climático o tan peligrosas para la salud humana como los PAHs (hidrocarburos aromáticos policíclicos), el benceno, los compuestos organoclorados y varios metales pesados.