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El petróleo crudo pesado (o crudo extrapesado ) es un petróleo muy viscoso que no puede fluir fácilmente a los pozos de producción en condiciones normales de yacimiento. [1]

Se le llama "pesado" porque su densidad o gravedad específica es mayor que la del crudo ligero . El petróleo crudo pesado se ha definido como cualquier petróleo líquido con una gravedad API inferior a 20 °. [2] Las propiedades físicas que difieren entre los crudos pesados ​​y los grados más ligeros incluyen una mayor viscosidad y gravedad específica, así como una composición molecular más pesada. En 2010, el Consejo Mundial de Energía definió el petróleo extrapesado como el petróleo crudo que tiene una gravedad menor a 10 ° y una viscosidad de yacimiento de no más de 10,000 centipoises. [3]Cuando las mediciones de viscosidad del yacimiento no están disponibles, el WEC considera que el petróleo extrapesado tiene un límite inferior de 4 ° ° API. [4] En otras palabras, hidrocarburos con una densidad superior a 1000 kg / m 3 o, de manera equivalente, y una gravedad específica superior a 1 y una viscosidad de yacimiento no superior a 10.000  centipoises . [3] [5] Los petróleos pesados ​​y el asfalto son líquidos densos en fase no acuosa (DNAPL). Tienen una baja solubilidad y una viscosidad más baja y una densidad más alta que el agua. [6] Los grandes derrames de DNAPL penetrarán rápidamente en toda la profundidad del acuífero y se acumularán en su fondo. [7]

Sustancias relacionadas [ editar ]

El petróleo crudo pesado está estrechamente relacionado con el betún natural de las arenas bituminosas . Los geólogos del petróleo clasifican el betún de las arenas bituminosas como 'petróleo extrapesado' debido a su densidad de menos de 10 ° ° API. [8] El betún es la forma más pesada y espesa de petróleo. [9] Según el Servicio Geológico de EE. UU., El betún se distingue además como petróleo extrapesado con una viscosidad más alta (es decir, resistencia al flujo): “El betún natural, también llamado arenas bituminosas o arenas bituminosas, comparte los atributos del petróleo pesado pero es aún más denso y viscoso. El betún natural es aceite que tiene una viscosidad superior a 10,000 cP ”. [8]“El betún natural (a menudo llamado arenas bituminosas o arenas bituminosas) y el petróleo pesado se diferencian de los petróleos ligeros por su alta viscosidad (resistencia al flujo) a las temperaturas del yacimiento, alta densidad (baja gravedad API) y contenidos significativos de nitrógeno, oxígeno y azufre compuestos y contaminantes de metales pesados. Se asemejan al residuo del refinado de aceite ligero. La mayor parte del petróleo pesado se encuentra en los márgenes de las cuencas geológicas y se cree que es el residuo de petróleo anteriormente liviano que ha perdido sus componentes de peso molecular liviano por degradación por bacterias, lavado con agua y evaporación. El petróleo pesado y los betunes convencionales difieren en el grado en que han sido degradados del petróleo crudo original por las bacterias y la erosión ( Meyer 2003 , p. 1).A menudo, el betún es más viscoso que la melaza fría y no fluye en condiciones ambientales . [9]

Según el Instituto de Recursos Mundiales , en Canadá y Venezuela se encuentran concentraciones de cantidades notables de petróleo pesado y arenas bituminosas . [2] [10] Administración de Información de Energía de Estados Unidos (EIA) informó en 2001 de que las mayores reservas de crudo pesado en el mundo se encuentra al norte del río Orinoco de 270 millas de largo por 40 metros de ancho Faja del Orinoco en el este de Venezuela . En ese momento, Venezuela comenzó a autorizar "empresas conjuntas para mejorar los recursos de crudo extrapesado". [11] Petróleos de Venezuela, SA (PDVSA) en ese momento estimó que había 270 mil millones de barriles de reservas recuperables en el área, [11]la misma cantidad que las reservas de petróleo convencionales de Arabia Saudita . [12] La Faja del Orinoco en Venezuela a veces se describe como arenas petrolíferas, pero estos depósitos no son bituminosos, por lo que caen en la categoría de petróleo pesado o extrapesado debido a su menor viscosidad. [13] El betún natural y el aceite extrapesado difieren en el grado en que las bacterias los han degradado de los aceites convencionales originales . Se sabe que treinta o más países tienen reservas.

La producción, el transporte y la refinación de crudo pesado presentan desafíos especiales en comparación con el crudo ligero. Generalmente, se agrega un diluyente a distancias regulares en una tubería que transporta crudo pesado para facilitar su flujo. Dilbit ( betún diluido ) es un medio de transporte de hidrocarburos muy viscosos. De acuerdo con la Metodología de valoración de betún de las arenas petrolíferas de Alberta, "Mezclas Dilbit" significa "Mezclas hechas de crudos pesados ​​y / o betunes y un diluyente generalmente condensado , con el propósito de cumplir con las especificaciones de viscosidad y densidad de la tubería, donde la densidad del diluyente se incluye en el mezcla es inferior a 800 kg / m3 ". [14] [15]

Economía [ editar ]

Los crudos pesados ​​proporcionan una situación interesante para la economía del desarrollo del petróleo. Los recursos de petróleo pesado en el mundo son más del doble que los del crudo ligero convencional. En octubre de 2009, el Servicio Geológico de Estados Unidos actualizó el valor recuperable de los depósitos del Orinoco (Venezuela) a 513 mil millones de barriles (8,16 × 10 10  m 3 ), [16] haciendo de esta área uno de los depósitos de petróleo recuperables más grandes del mundo. Sin embargo, las tasas de recuperación de petróleo pesado a menudo se limitan al 5-30% del petróleo en el lugar. La composición química es a menudo la variable que define las tasas de recuperación. La nueva tecnología utilizada para la recuperación de petróleo pesado aumenta constantemente las tasas de recuperación. [17]

Por un lado, debido al aumento de los costos de refinación y al alto contenido de azufre de algunas fuentes, los crudos pesados ​​a menudo tienen un precio con descuento en comparación con los más livianos. El aumento de la viscosidad y la densidad también dificulta la producción (ver ingeniería de yacimientos ). Por otro lado, se han descubierto grandes cantidades de crudos pesados ​​en América, incluidos Canadá , Venezuela y California . La profundidad relativamente baja de los campos de petróleo pesado [18] (a menudo menos de 3000 pies) puede contribuir a reducir los costos de producción; sin embargo, estos se ven compensados ​​por las dificultades de producción y transporte que hacen ineficaces los métodos de producción convencionales . [18] Se están desarrollando técnicas especializadas para la exploración y producción de petróleo pesado.

Extracción [ editar ]

El vapor se inyecta en muchos campos petroleros donde el petróleo es más espeso y pesado que el crudo normal.

La producción de petróleo pesado se está volviendo más común en muchos países, con la producción de 2008 liderada por Canadá y Venezuela. [18] Los métodos de extracción incluyen producción de petróleo pesado frío con arena , drenaje por gravedad asistido por vapor , inyección de vapor , extracción de vapor , inyección de aire de punta a talón (THAI) y minería a cielo abierto para depósitos extremadamente arenosos y ricos en petróleo.

Impacto ambiental [ editar ]

Con los métodos actuales de producción y transporte, los crudos pesados ​​tienen un impacto ambiental más severo que los livianos. Con una producción más difícil, viene el empleo de una variedad de técnicas mejoradas de recuperación de petróleo , incluida la inyección de vapor y un espaciamiento más estrecho de los pozos, a menudo tan cerca como un pozo por acre. Los crudos pesados ​​también transportan contaminantes. Por ejemplo, el aceite extrapesado de Orinoco contiene un 4,5% de azufre , así como vanadio y níquel . [19] Sin embargo, debido a que el petróleo crudo se refina antes de su uso, se generan alcanos específicos mediante el craqueo y la destilación fraccionada., esta comparación no es válida en un sentido práctico. Sin embargo, las técnicas de refinación de crudo pesado pueden requerir más entrada de energía [ cita requerida ] , por lo que su impacto ambiental es actualmente más significativo que el del crudo más ligero si los productos finales previstos son hidrocarburos ligeros (combustibles de motor de gasolina). Por otro lado, el crudo pesado es una mejor fuente de mezclas asfálticas para carreteras que el crudo ligero. [ cita requerida ]

Con la tecnología actual, la extracción y refinación de petróleos pesados ​​y arenas bituminosas genera hasta tres veces el total de emisiones de CO 2 en comparación con el petróleo convencional, [20] impulsado principalmente por el consumo extra de energía del proceso de extracción (que puede incluir la quema de gas para calentar y presurizar el depósito para estimular el flujo). La investigación actual sobre mejores métodos de producción busca reducir este impacto ambiental. [ cita requerida ]

En un informe de 2009, la Red Nacional de Tóxicos, citando datos proporcionados por el Centro de Análisis de Información de Dióxido de Carbono del gobierno de los Estados Unidos y la Asociación Canadiense de Productores de Petróleo (CAPP), declaró que las emisiones de CO 2 por unidad de energía producida eran ~ 84% de los del carbón (0.078 / 0.093) - más alto que las emisiones de CO 2 del petróleo convencional. [21]

Environmental Research Web ha informado que "debido a la energía necesaria para la extracción y el procesamiento, el petróleo de las arenas bituminosas canadienses tiene una mayor emisión de ciclo de vida" en comparación con los combustibles fósiles convencionales; "hasta un 25% más". [22]

Origen geológico [ editar ]

La mayoría de los geólogos están de acuerdo en que el crudo se vuelve "pesado" como resultado de la biodegradación , en la que los extremos más ligeros se consumen preferentemente por la actividad bacteriana en el yacimiento, dejando atrás los hidrocarburos más pesados. Esta hipótesis se apoya en gran medida en las técnicas de la geoquímica del petróleo . Un sellado deficiente del reservorio geológico expone el hidrocarburo a contaminantes de la superficie, incluida la vida orgánica (como bacterias) y contribuye a este proceso. [ cita requerida ]

Los petróleos pesados ​​se pueden encontrar en reservorios jóvenes poco profundos, con rocas del Pleistoceno , Plioceno y Mioceno [18] (menores de 25 millones de años). En algunos casos, también se puede encontrar en depósitos más antiguos del Cretácico , del Misisipio y del Devónico . Estos depósitos tienden a estar mal sellados, lo que resulta en petróleo pesado y arenas bituminosas. [ cita requerida ]

Propiedades químicas [ editar ]

El petróleo pesado es asfáltico y contiene asfaltenos y resinas . Es "pesado" (denso y viscoso) debido a la alta proporción de aromáticos y naftenos a alcanos lineales y altas cantidades de NSO ( nitrógeno , azufre , oxígeno y metales pesados ). El petróleo pesado tiene un mayor porcentaje de compuestos con más de 60 átomos de carbono y, por lo tanto, un alto punto de ebullición y peso molecular. Por ejemplo, la viscosidad del crudo extrapesado del Orinoco de Venezuela se encuentra en el rango de 1000 a 5000 cP (1 a 5 Pa · s), mientras que el crudo canadiense extrapesado tiene una viscosidad en el rango de 5000 a 10 000 cP (5 a 10 Pa · s), aproximadamente lo mismo que la melaza, y superior (hasta 100 000 cP o 100 Pa · s para las más viscosas comercialmente depósitos explotables). [2] Una definición de la empresa Chevron Phillips Chemical es la siguiente:

La "pesadez" del petróleo pesado es principalmente el resultado de una proporción relativamente alta de una mezcla de compuestos complejos no parafínicos de alto peso molecular y una baja proporción de compuestos volátiles de bajo peso molecular. Los petróleos pesados ​​suelen contener muy poca parafina y pueden contener o no altos niveles de asfaltenos. [23]

El petróleo crudo pesado generalmente se clasifica de dos maneras [ cita requerida ] :

  1. Los que tienen más del 1% de azufre (crudos con alto contenido de azufre), con aromáticos y asfaltenos . Estos se encuentran principalmente en América del Norte ( Canadá ( Alberta , Saskatchewan ), Estados Unidos ( California ), México ), América del Sur ( Venezuela , Colombia y Ecuador ) y el Medio Oriente ( Kuwait , Arabia Saudita ).
  2. Aquellos que tienen menos del 1% de azufre (crudos bajos en azufre), con aromáticos , naftenos y resinas , y estos se encuentran principalmente en África Occidental ( Chad ), África Central ( Angola ) y África Oriental ( Madagascar ).

Ver también [ editar ]

  • Esquisto bituminoso
  • Arenas petrolíferas
  • Mazut
  • Inyección de vapor (industria petrolera)
  • Drenaje por gravedad asistido por vapor

Referencias [ editar ]

  1. ^ A. Mai; J. Bryan; N. Goodarzi; A. Kantas (2006). Información sobre la recuperación no térmica de petróleo pesado . Conferencia Mundial de Petróleo Pesado (WHOC). Calgary, Alberta.
  2. ↑ a b c Dusseault, MB (12-14 de junio de 2001). Comparación de petróleo pesado y arenas bituminosas de Venezuela y Canadá (PDF) . Calgary, Canadá: Conferencia Internacional Canadiense del Petróleo. Archivado desde el original (PDF) el 18 de junio de 2013 . Consultado el 5 de mayo de 2008 .
  3. ↑ a b Attanasi, Emil D .; Meyer, Richard F. (2010). "Betún natural y aceite extrapesado" (PDF) . Encuesta de recursos energéticos (22 ed.). Consejo Mundial de Energía . págs. 123–140. ISBN  978-0-946121-26-7. Archivado desde el original (PDF) el 24 de agosto de 2013.
  4. ^ WEC (2007). Estudio de recursos energéticos 2007: Betún natural - Definiciones . Consejo Mundial de Energía. Archivado desde el original el 31 de octubre de 2013.
  5. ^ Rodríguez, HA; Vaca, P .; González, O .; de Mirabal, MC (1997). "Estudio integrado de un yacimiento de petróleo pesado en la Faja del Orinoco: una simulación de caso de campo". Simposio de simulación de yacimientos de SPE . doi : 10.2118 / 38015-MS . INIST : 6.242.344 .
  6. ^ Manuel Ramâon Llamas; Emilio Custodio, eds. (2003). Uso intensivo de aguas subterráneas: desafíos y oportunidades . Prensa CRC. pag. 478.página 118
  7. ^ Jaroslav Vrba; Brian Adams, eds. (2008). Estrategia de monitoreo de alerta temprana de aguas subterráneas Una guía metodológica (PDF) (Informe).
  8. ^ a b Meyer, Richard; Atanasi, Emil (agosto de 2003). Petróleo pesado y betún natural - Recursos petroleros estratégicos - "Definiciones". (Informe). Hoja de datos del Servicio Geológico de EE. UU . 70-03 . Consultado el 31 de julio de 2013 .
  9. ^ a b G.R. Gris; R. Luhning. Betún . Enciclopedia canadiense.
  10. ^ Petróleo pesado y arenas bituminosas (informe). Washington, DC: Instituto de Recursos Mundiales.
  11. ^ a b Venezuela ofrece valor de mercado total para fomentar la inversión extranjera en petróleo (Informe). Washington, DC: Administración de información energética. 2001. Archivado desde el original el 5 de mayo de 2008.
  12. ^ Talwani, M. El cinturón de petróleo pesado del Orinoco en Venezuela (¿O petróleo pesado al rescate? (Informe).
  13. ^ Dusseault, MB (12-14 de junio de 2001). "Comparación de arenas bituminosas y petróleo pesado venezolano y canadiense". Actas de la Conferencia Internacional Canadiense de Petroleum Society . 2001–061: 20p.
  14. ^ Metodología de valoración del betún de las arenas petrolíferas de Alberta (PDF) , 2008–9995, Calgary, Alberta: Asociación canadiense de productores de petróleo , diciembre de 2008
  15. ^ Bret Schulte (4 de abril de 2003). "Derrame de petróleo destaca el problema Keystone XL: ¿Es peor el crudo canadiense?" . Fayetteville, Arkansas: National Geographic News.
  16. ^ Christopher J. Schenk, Troy A. Cook, Ronald R. Charpentier, Richard M. Pollastro, Timothy R. Klett, Marilyn E. Tennyson, Mark A. Kirschbaum, Michael E. Brownfield y Janet K. Pitman. (11 de enero de 2010). "Una estimación de los recursos recuperables de petróleo pesado de la faja petrolífera del Orinoco, Venezuela" (PDF) . USGS . Consultado el 23 de enero de 2010 . Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace )
  17. ^ "Energía Internet" (PDF) . www.energy.alberta.ca . Archivado desde el original (PDF) el 24 de octubre de 2011 . Consultado el 19 de febrero de 2012 .
  18. ^ a b c d La vanguardia , sección especial: petróleo pesado. Vol. 27, No. 8. Septiembre de 2008. Sociedad de Geofísicos de Exploración .
  19. ^ QUÉ FUTURO PARA EL ACEITE EXTRAPESADO Y EL BITUMEN: EL CASO DEL ORINOCO (Informe). Consejo Mundial de Energía (WEC). Archivado desde el original el 2 de abril de 2007.
  20. ^ Siglo JR. Arenas de alquitrán: riesgos y oportunidades geológicos clave. The Leading Edge , vol. 27, núm. 9, pág. 1202-1204. Septiembre de 2008.
  21. ^ "The Heavy Oil Power Deal. Una nube oscura sobre el brillante futuro de Timor Oriental" (PDF) .
  22. ^ "Blog Archives - Physics World" . Mundo de la física .
  23. ^ "¿Qué causa el petróleo pesado si no tienen problemas de asfaltenos o parafinas?" -Químico Chevron Phillips

Enlaces externos [ editar ]

  • Gushor Inc. - Ingeniería de yacimientos y geociencia de petróleo pesado
  • Centro de Ciencias de Petróleo Pesado de la OTS
  • Mapa de Schlumberger de los recursos mundiales de petróleo pesado
  • Base molecular de orgánicos pesados ​​en petróleo y petróleo pesado
  • Opiniones técnicas del petróleo crudo