Una filtración de petróleo es un lugar donde los hidrocarburos naturales líquidos o gaseosos escapan a la atmósfera y la superficie de la tierra, normalmente a baja presión o flujo. Las filtraciones generalmente ocurren por encima de estructuras de acumulación de petróleo terrestres o marinas. [1] [ verificación fallida ] Los hidrocarburos pueden escapar a lo largo de capas geológicas , a través de ellas a través de fracturas y fisuras en la roca, o directamente desde un afloramiento.de roca petrolífera. La Administración Nacional Oceánica y Atmosférica informa que "el petróleo que se filtra del fondo del océano libera naturalmente petróleo de los reservorios subterráneos y representa la fuente más grande [46%] de petróleo que ingresa a los mares tanto en los Estados Unidos como en todo el mundo. propios impactos sobre la vida marina, las filtraciones de petróleo natural liberan petróleo lentamente con el tiempo, permitiendo que los ecosistemas se adapten ". [2] [3]
Las filtraciones de petróleo son bastante comunes en muchas áreas del mundo y han sido explotadas por la humanidad desde la época paleolítica . Los productos naturales asociados con estas filtraciones incluyen betún , brea , asfalto y alquitrán . En lugares donde las filtraciones de gas natural son suficientemente grandes, a menudo persisten las "llamas eternas" naturales . La presencia de petróleo en la superficie se incluyó a menudo en los nombres de las ubicaciones que se desarrollaron; estos lugares también están asociados con la explotación temprana de petróleo y gas, así como con los desarrollos científicos y tecnológicos, que se han convertido en la industria del petróleo .
Historia de la explotación de filtraciones de petróleo
Prehistoria
La explotación de rocas bituminosas y depósitos de filtraciones naturales se remonta al paleolítico. El uso más antiguo conocido de betún (asfalto natural) fue por los neandertales hace unos 70.000 años, con betún adherido a herramientas antiguas encontradas en sitios neandertales en Siria . [4]
Civilizaciones antiguas
Tras la llegada del Homo sapiens , el ser humano utilizó betún para la construcción de edificios e impermeabilización de embarcaciones de caña , entre otros usos. [5] El uso de betún para impermeabilizar y como adhesivo data al menos del quinto milenio a . C. en la temprana comunidad del Indo de Mehrgarh, donde se usaba para revestir las canastas en las que se recolectaban las cosechas . [6] El material también se usó ya en el tercer milenio a. C. en estatuas, paredes de mortero de ladrillo, impermeabilización de baños y desagües, en peldaños de escaleras y para la construcción naval. Según Herodoto , hace más de cuatro mil años se empleó asfalto natural en la construcción de los muros y torres de Babilonia , gran cantidad de este se encontró en las orillas del río Issus , uno de los afluentes del Éufrates , [7] y este hecho confirmado por Diodorus Siculus . [8] Herodoto mencionó el manantial de brea en Zacynthus ( islas Jónicas , Grecia). [9] Además, Herodoto describió un pozo de betún y aceite cerca de Ardericca en Cessia . [10]
En la antigüedad, el betún era principalmente un producto mesopotámico utilizado por los sumerios y babilonios , aunque también se encontraba en el Levante y Persia . A lo largo de los ríos Tigris y Éufrates , el área estaba llena de cientos de filtraciones de betún puro. [ cita requerida ] Los mesopotámicos utilizaron el betún para impermeabilizar barcos y edificios. Las antiguas tablillas persas indican los usos medicinales y de iluminación del petróleo en los niveles superiores de su sociedad. En el antiguo Egipto , el uso de betún era importante para crear momias egipcias; de hecho, la palabra momia se deriva de la palabra árabe mūmiyyah , que significa betún. [5] El petróleo de las filtraciones se explotaba en la provincia romana de Dacia , ahora en Rumania , donde se llamaba picula .
En el este de Asia, estas ubicaciones se conocían en China, donde los primeros pozos de petróleo perforados que se conocen datan del 347 EC o antes. [11] Se dice que los registros antiguos de China y Japón contienen muchas alusiones al uso de gas natural para iluminación y calefacción. [9] El petróleo era conocido como agua ardiente en Japón en el siglo VII. [9] En su libro Ensayos de la piscina de sueños, escrito en 1088, el científico polimático y estadista Shen Kuo de la dinastía Song acuñó la palabra 石油 ( Shíyóu , literalmente "aceite de roca") para el petróleo, que sigue siendo el término utilizado en el chino contemporáneo.
En el suroeste de Asia, las primeras calles de Bagdad del siglo VIII estaban pavimentadas con alquitrán , derivado de los campos de filtración naturales de la región. En el siglo IX, se explotaron campos petroleros en el área alrededor de la moderna Bakú , Azerbaiyán . Estos campos fueron descritos por el geógrafo árabe Abu al-Hasan 'Alī al-Mas'ūdī en el siglo X, y por Marco Polo en el siglo XIII, quien describió la salida de esos pozos como cientos de barcos cargados. La destilación del petróleo fue descrita por el alquimista persa , Muhammad ibn Zakarīya Rāzi (Rhazes). [12] [ fuente no confiable ] Hubo producción de productos químicos como queroseno en el alambique ( al-ambiq ), [13] [ cita breve incompleta ] que se utilizó principalmente para lámparas de queroseno . [14] Los químicos árabes y persas también destilaban petróleo crudo para producir productos inflamables con fines militares. A través de la España islámica , la destilación estuvo disponible en Europa occidental en el siglo XII. [15] También ha estado presente en Rumanía desde el siglo XIII, registrándose como păcură. [dieciséis]
Europa del siglo XVIII
En Europa, las filtraciones de petróleo se extrajeron extensamente cerca de la ciudad de Pechelbronn , en Alsacia , donde el proceso de separación de vapor estaba en uso en 1742. [17] En Suiza c. En 1710, el médico suizo nacido en Rusia y profesor de griego Eyrini d'Eyrinis descubrió el asfalto en Val-de-Travers , ( Neuchâtel ). Allí estableció una mina de betún de la Presta en 1719 que funcionó hasta 1986. [18] [19] [20] [21] Las arenas petrolíferas aquí se extrajeron a partir de 1745 bajo la dirección de Louis Pierre Ancillon de la Sablonnière , por nombramiento especial de Luis XV . [22] El campo petrolífero de Pechelbronn estuvo activo hasta 1970 y fue el lugar de nacimiento de empresas como Antar y Schlumberger . En 1745, bajo la emperatriz Isabel de Rusia, Fiodor Priadunov construyó el primer pozo de petróleo y una refinería en Ukhta . A través del proceso de destilación del "aceite de roca" (petróleo), recibió una sustancia similar al queroseno, que las iglesias y monasterios rusos usaban en lámparas de aceite (aunque los hogares todavía dependían de las velas). [23]
América colonial
La primera mención de filtraciones de petróleo en las Américas ocurre en el relato de Sir Walter Raleigh del lago Pitch en Trinidad en 1595. Treinta y siete años después, el relato de una visita de un franciscano, Joseph de la Roche d'Allion, a Los manantiales petroleros de Nueva York se publicó en la Histoire du Canada de Sagard . [9] En América del Norte, los primeros comerciantes de pieles europeos encontraron a las Primeras Naciones canadienses usando betún de las vastas arenas petrolíferas de Athabasca para impermeabilizar sus canoas de corteza de abedul . [24] Un científico sueco, Peter Kalm , en su trabajo de 1753 Viajes a América del Norte , mostró en un mapa los manantiales de petróleo de Pensilvania. [9]
En 1769 la expedición Portolà , un grupo de exploradores españoles liderados por Gaspar de Portolà , hizo el primer registro escrito de los pozos de alquitrán en California. El padre Juan Crespí escribió: "Mientras cruzaban la cuenca los scouts informaron haber visto unos géiseres de alquitrán que brotaban del suelo como manantiales; hierve fundido, y el agua corre a un lado y el alquitrán al otro. Habíamos encontrado muchos de estos manantiales y habíamos visto grandes pantanos de ellos, lo suficiente, dijeron, para calafatear muchas embarcaciones. No tuvimos la suerte de ver estos géiseres de alquitrán, aunque lo deseáramos; ya que estaba a cierta distancia del camino que íbamos a tomar, el gobernador [Portola] no quiso que los pasáramos. Los bautizamos como Los Volcanes de Brea [los Volcanes de alquitrán] ". [25]
Industria y extracción modernas
Durante el siglo XIX y principios del XX, las filtraciones de petróleo en Europa se explotaron en todas partes con la excavación y posterior perforación de pozos cercanos a su ocurrencia y el descubrimiento de numerosos yacimientos petrolíferos pequeños como en Italia. [26]
La historia moderna de la explotación del petróleo, en relación con la extracción de filtraciones, comenzó en el siglo XIX con la refinación de queroseno a partir de petróleo crudo ya en 1823, y el proceso de refinación de queroseno a partir de carbón por el neo-escocés Abraham Pineo Gesner en 1846. Fue solo después de que Ignacy Łukasiewicz había mejorado el método de Gesner para desarrollar un medio de refinar el queroseno a partir de las filtraciones de "aceite de roca" ("petr-oleum") más fácilmente disponibles en 1852 que se construyó la primera mina de aceite de roca cerca de Krosno en la Galicia centroeuropea ( Polonia / Ucrania ) en 1853. En 1854, Benjamin Silliman , profesor de ciencias en la Universidad de Yale , fue el primer estadounidense en fraccionar el petróleo por destilación . Estos descubrimientos se difundieron rápidamente por todo el mundo.
El primer pozo de petróleo comercial del mundo se perforó en Polonia en 1853, y el segundo en la cercana Rumania en 1857. Aproximadamente al mismo tiempo, se abrieron las primeras pero pequeñas refinerías de petróleo del mundo en Jasło , Polonia, y se abrió una más grande en Ploiești en Rumania poco después. Rumania es el primer país del mundo que registra oficialmente su producción de petróleo crudo en las estadísticas internacionales, a saber, 275 toneladas. [27] [28] A fines del siglo XIX, el Imperio Ruso, particularmente en Azerbaiyán , había tomado la delantera en la producción. [29]
El primer "pozo" de petróleo en América del Norte estaba en Oil Springs, Ontario , Canadá en 1858, excavado por James Miller Williams . La industria petrolera estadounidense comenzó con la perforación de Edwin Drake de un pozo de petróleo de 69 pies (21 m) en 1859 [30] en Oil Creek cerca de Titusville, Pensilvania , ambos nombrados por sus filtraciones de petróleo.
Otras fuentes de petróleo inicialmente asociadas con filtraciones de petróleo se descubrieron en el distrito de Zorritos de Perú en 1863, en las Indias Orientales Holandesas en Sumatra en 1885, en Persia en Masjed Soleiman en 1908, así como en Venezuela, México y la provincia de Alberta . Canadá.
En 1910, estos también se estaban desarrollando a nivel industrial. Inicialmente, estas fuentes y productos de petróleo se usaban para alimentar lámparas, pero con el desarrollo del motor de combustión interna , su suministro no pudo satisfacer el aumento de la demanda; muchas de estas primeras fuentes tradicionales y "hallazgos locales" pronto fueron superados por la tecnología y la demanda.
Formación de filtraciones de petróleo
Se produce una filtración de petróleo como resultado de la ruptura del sello sobre el depósito , lo que provoca una migración terciaria de hidrocarburos hacia la superficie bajo la influencia de la fuerza de flotación asociada . El sello se rompe debido a los efectos de la sobrepresión que se suman a la fuerza de flotación, superando la resistencia capilar que inicialmente mantenía sellados los hidrocarburos.
Causas de sobrepresión
La causa más común de sobrepresión es la carga rápida de sedimentos de grano fino que impiden que el agua se escape lo suficientemente rápido como para igualar la presión de la sobrecarga . [31] Si el entierro se detiene o se ralentiza, entonces el exceso de presión puede igualarse a un ritmo que depende de la permeabilidad de las rocas suprayacentes y adyacentes. Una causa secundaria de sobrepresión es la expansión del fluido, debido a cambios en el volumen de las fases sólidas y / o fluidas. Algunos ejemplos incluyen: presión acuatérmica ( expansión térmica ), reacciones de deshidratación de arcilla (como anhidrita ) y transformación de minerales (como kerógeno en petróleo / gas y exceso de kerógeno).
Tipos de filtraciones
Hay dos tipos de filtraciones que pueden ocurrir, dependiendo del grado de sobrepresión. [32] La falla capilar puede ocurrir en condiciones de sobrepresión moderada, lo que resulta en una filtración generalizada pero de baja intensidad hasta que la sobrepresión se iguala y ocurre el resellado. En algunos casos, la sobrepresión moderada no se puede igualar porque los poros en la roca son pequeños, por lo que la presión de desplazamiento, la presión requerida para romper el sello, es muy alta. Si la sobrepresión continúa aumentando hasta el punto que supera el esfuerzo mínimo de la roca y su resistencia a la tracción antes de superar la presión de desplazamiento, entonces la roca se fracturará , causando una filtración local y de alta intensidad hasta que la presión se iguale y las fracturas se cierren. [33]
Filtraciones de California
California tiene varios cientos de filtraciones naturales, que se encuentran en 28 condados en todo el estado. [34] Gran parte del petróleo descubierto en California durante el siglo XIX se obtuvo a partir de observaciones de filtraciones. [35] La filtración de petróleo natural más grande del mundo es Coal Oil Point en el Canal de Santa Bárbara , California. [36] Tres de los lugares de filtración de alquitrán más conocidos en California son McKittrick Tar Pits , [37] Carpinteria Tar Pits y La Brea Tar Pits . [38]
En Kern River Oil Field , no hay filtraciones activas actualmente. Sin embargo, las formaciones manchadas de aceite en los afloramientos permanecen de filtraciones previamente activas. Las filtraciones de petróleo pueden ser una fuente importante de contaminación . [36]
Las filtraciones conocidas como los pozos de alquitrán de McKittrick ocurren en el campo petrolífero de McKittrick en el oeste del condado de Kern . Algunas de las filtraciones ocurren en cuencas hidrográficas que drenan hacia el piso del Valle de San Joaquín . Estas filtraciones fueron extraídas originalmente para el asfalto por los nativos americanos , y en la década de 1870 se llevó a cabo una minería a gran escala por medio de pozos y pozos abiertos. En 1893, Southern Pacific Railroad construyó una línea a Asphalto , a dos millas del actual McKittrick . El fuel oil para el ferrocarril era muy deseado, especialmente porque hay muy pocas formaciones carboníferas en California. [39] El campo es producido ahora por pozos de petróleo convencionales, así como por fracturación por vapor.
Las filtraciones de petróleo en McKittrick están ubicadas en una formación de diatomita que ha recibido fallas sobre las formaciones de arenisca más jóvenes. De manera similar, en el valle superior de Ojai en el condado de Ventura , las filtraciones de alquitrán están alineadas con fallas de este a oeste. En la misma área, Sulphur Mountain lleva el nombre de los manantiales cargados de sulfuro de hidrógeno. Los campos petrolíferos en el área de Sulphur Mountain datan de la década de 1870. La producción se hizo a partir de túneles excavados en la cara de un acantilado y se produjo por drenaje por gravedad. [40]
La mosca del petróleo ( Helaeomyia petrolei ) es una especie de mosca que se describió por primera vez en La Brea Tar Pits y también se encuentra en otras filtraciones de California. [41] Es muy inusual entre los insectos por su tolerancia al petróleo crudo; las larvas de esta mosca viven dentro de las filtraciones de petróleo donde se alimentan de insectos y otros artrópodos que mueren después de quedar atrapados en el aceite. [42]
Filtraciones marinas
En el Golfo de México , hay más de 600 filtraciones de petróleo natural que filtran entre uno y cinco millones de barriles de petróleo por año, lo que equivale aproximadamente a 80.000 a 200.000 toneladas . [43] Cuando una filtración de petróleo se forma bajo el agua, puede formar un tipo peculiar de volcán conocido como volcán de asfalto .
La División de Recursos de Petróleo, Gas y Geotermia de California publicó un mapa de las filtraciones de petróleo en alta mar desde Point Aguello (al norte de Santa Bárbara) hasta México. [44] Además, publicaron un informe que describe las filtraciones. El informe también analiza la explosión subterránea en la Plataforma A que causó el derrame de petróleo de 1969 en Santa Bárbara . También describe relatos de buzos, que describen cambios en las filtraciones después del terremoto de San Fernando de 1971 . [45]
En Utah , hay filtraciones de petróleo natural en Rozel Point en el Gran Lago Salado . [46] Las filtraciones de petróleo en Rozel Point se pueden ver cuando el nivel del lago cae por debajo de una altura de aproximadamente 4,198 pies (1,280 m); si el nivel del lago es más alto, las filtraciones están bajo el agua. Las filtraciones se pueden encontrar yendo al sitio histórico de Golden Spike y, desde allí, siguiendo las señales hacia el embarcadero en espiral. Tanto las filtraciones de alquitrán fresco como el alquitrán reelaborado (alquitrán atrapado por las olas y arrojado a las rocas) son visibles en el sitio.
El petróleo que se filtra en Rozel Point tiene un alto contenido de azufre , pero no contiene sulfuro de hidrógeno . [47] Esto puede estar relacionado con la deposición en un ambiente lacustre hipersalino . [48]
Ver también
- Volcán de asfalto
- Filtración fría
- Volcán de lodo
- Pozo de brea
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enlaces externos
- Medios relacionados con el asfalto (natural) en Wikimedia Commons
- Artículos de filtraciones de petróleo