Origen y formación

Las teorías originales, en las que se atribuyó al petróleo un origen inorgánico como las Teorías de Berthelott y Mendeleyev han quedado descartadas y eran las siguientes:

 

Imagen tomada de: E. Lopez Ramos Geología General Tomo I 5ª. Edición

 

Actualmente, uno de los supuestos más aceptados acerca del origen del Petróleo lo constituye La Teoría de Engler (1911):

1ª etapa. Depósitos de organismos de origen vegetal y animal se acumulan en el fondo de mares internos (lagunas marinas). Las bacterias actúan descomponiendo los constituyentes carbohidratos en gases y materias solubles en agua, y de esta manera son desalojados del depósito. Permanecen los constituyentes de tipo ceras, grasas y otras materias estables, solubles en aceite.

2da etapa. A condiciones de alta presión y temperatura, se desprende CO₂ de los compuestos con grupos carboxílicos, y H₂O de los ácidos hidroxílicos y de los alcoholes, dejando un residuo bituminoso. La continuación de exposiciones a calor y presión provoca un craqueo ligero con formación de olefinas (protopetróleo).

3er etapa. Los compuestos no saturados, en presencia de catalizadores naturales se polimerizan y ciclizan para dar origen a hidrocarburos de tipo nafténico y parafínico. Los aromáticos se forman, presumiblemente, por reacciones de condensación acompañando al craqueo y ciclización, o durante la descomposición de las proteínas.

Formación de los Yacimientos Petrolíferos

Para la formación de un depósito de petróleo o gas natural se requieren tres condiciones:

 

1. Rocas generadoras que den origen a los hidrocarburos.
2. Una roca almacenadora suficientemente porosa e impermeable, a la cual puedan migrar los hidrocarburos.
3. Una trampa en algún lugar de la capa almacenadora, para que queden aprisionados los hidrocarburos.

 

Para la formación de yacimientos de gas y petróleo económicamente importantes deben cumplirse las tres condiciones mencionadas. Debe existir una roca-madre que haya sido capaz de suministrar las sustancias bituminosas. Es necesario que exista una roca-almacén que se encuentre en condiciones de acumular dichas sustancias de tal modo que sea imposible que se escapen de ella. Las circunstancias de la estratificación deben ser tales que permitan una acumulación en las rocas-almacén sin que sobrevenga una evaporación en la superficie terrestre (<<estructuras petrolíferas>>). Las rocas-madre han de haber experimentado un determinado grado de compresión, compactación o, incluso, una elevación de temperatura que forzara al petróleo a evadirse, ocupando otros poros de mayor tamaño o los huecos de grietas.
                                              
Roca Madre. Se considera como Rocas Madres o generadoras del petróleo a las lutitas bituminosas, arenas, arcillas, margas  de foraminíferos, que en zonas petrolíferas de relieve aparecen grandes espesores formando sedimentos de tipo litoral, ciertas calizas y  pizarras bituminosas suministran la máxima cantidad de destilados. Se cree que  las rocas generadoras más importantes son las lutitas marinas, aunque ciertas calizas, especialmente las de origen arrecifal, también pudieran haber generado petróleo.

Las investigaciones, sobre todo el estudio de depósitos bituminosos recientes, indican que tanto las plantas como los animales pueden suministrar petróleo, pero no los grandes fósiles por ejemplo peces, mamíferos o algas, sino sobre todo los microorganismos que son los que entran en consideración con este suceso. Se ha confirmado la existencia de colesterina y fitosterina en el petróleo, su procedencia de grasas animales y vegetales está probada.

Además de las rocas bituminosas, también suministran petróleo, potentes sedimentos marinos arcillosos; los campos petrolíferos se encuentran sobre todo en zonas de deposición epicontinentales o en aquellas regiones geosinclinales que en un principio eran someras y en las cuales, se acumularon potentes sedimentos litorales, arcillosos o calizos a medida que se iban hundiendo lentamente el fondo. Los arrecifes coralinos, con su exuberante fauna de playa, pudieron convertirse en rocas-madres o rocas-almacén al producirse un nuevo descenso del fondo. Asimismo, el fango de las marismas pudo transformarse en roca-madre de una nueva trasgresión.

Como ha hecho resaltar Krejci-Graf, es importante saber, que no es decisiva la cantidad de materia orgánica encerrada en los sedimentos para que éstos sean apropiados para rocas-madres, sino las circunstancias de aireación, o sea, el consumo de oxígeno, que no ha de poder renovarse de una manera ilimitada.

Influencia de la consolidación de la roca. Las potentes series de sedimentos del mismo tipo muestran, a medida que aumenta la profundidad, una capacidad creciente. Debido a la reducción de los poros y a la expulsión del agua encerrada, el peso específico aumenta. La arcilla muestra una capacidad mayor que la arena. Si se forma gas en la arcilla o aparece petróleo, ambos encuentran un espacio mayor en la arena inmediata, por lo que se desplazan a ella. A esto hay que añadir que líquidos con una tensión superficial menor (petróleo) emigran a los poros de mayor tamaño, mientras que el agua, cuya tensión superficial es mayor, ocupa los poros más reducidos. Con la dureza aumenta el agrietamiento, con lo que el petróleo y gas de la zona antracitosa podría haberse evadido hacia la superficie exterior, evaporándose allí.
                                                 
Rocas Almacén. Las rocas almacenadoras de hidrocarburos más apropiadas, pueden  ser las siguientes:

 

• Areniscas poco cementadas
• Areniscas semi-consolidadas
• Conglomerados o gravas
• Calizas y dolomitas
• Fracturamiento de cualquier clase de roca: ígnea, sedimentaria o metamórfica

 

Las rocas-almacén deben ser porosas. Las más frecuentes son la arena y la arenisca. Debido al aglomerante, la arenisca posee ya una porosidad menor. La arena pura de grano uniforme, de fino a medio (0,1 hasta 0,2 mm) es la mejor. Las arenas con una granulometría media de 0,075 mm, son impermeables al agua, pero buenas para los petróleos ligeros. Un pequeño contenido en arcilla es ya perjudicial. Las arenas de grano fino retienen mayor cantidad de petróleo por adhesión. Al abrirse o separase los granos pueden formarse grandes huecos, rebasando la media normal del volumen de poros. El contenido en petróleo es entonces muy abundante, pero la arena se pone fácilmente en movimiento. Las calizas y todavía más, las dolomías pueden ser porosas, pero las grietas y las diaclasas son aún de mayor importancia. Las intrusiones basálticas de México, poseen grietas que son muy productivas.

Debido a la posición natural de los granos, el volumen de los poros debe determinarse en testigos de la arena, no en muestras sacudidas en un recipiente. En las arenas está comprendido entre un 25-30%, y en las areniscas es del 5-20%. La permeabilidad de la arena es de la máxima importancia para la producción y debe determinarse también en testigos o en el propio yacimiento. Se mide con aparatos especiales, como los empleados en Hidráulica, y puede variar dentro de amplios límites.

Una acidificación eleva la permeabilidad de la caliza y la dolomía, y se emplea con éxito en campos antiguos para aumentar la producción.

La permeabilidad puede variar en el curso de la explotación, ya que cabe el que se deposite sílice sobre los granos de arena o que estos se recubran por adsorción de una película negra dejada por el petróleo.

Existen, como demuestran los ensayos realizados, arenas petrolíferas hidrófilas e hidrófobas. Esta última propiedad es, a menudo, un fenómeno que acompaña a la explotación. Los poros de una arena petrolífera contienen también agua. La saturación de petróleo no es, en ningún modo, idéntica a la porosidad. En el transcurso de la explotación, sobre la permeabilidad efectiva repercute también el contenido en agua del petróleo, a menudo creciente, conforme aquella avanza hacia su fin, así como la viscosidad del petróleo, también en aumento.

Clasificación de Petróleo Crudo

El valor del petróleo crudo se determina por su rendimiento en productos refinados y dicho rendimiento depende de sus características físico-químicas, siendo sus principales su contenido de azufre y su densidad.

De acuerdo con su contenido de azufre, se clasifica como:

Amargo: Mayor de 1.5  %
Semi-amargo: Entre 0.5 a 1.5 %
Dulce: Menor del 0.5 %

Conforme a su densidad se clasifica con valores numéricos que se identifican como grados API (American Petroleum Institute)

Istmo. Ligero con densidad de 33.6 grados API y 1.3% de azufre en peso
Maya. Pesado con densidad de 22 grados API y 3.3% de azufre en peso
Olmeca. Superligero con densidad de 39.3 grados API y 0.8% de azufre en peso

 

Derivados del Petróleo

Combustibles

 

• Gasolina motor corriente y extra: Para consumo en los vehículos automotores de combustión interna, entre otros usos.
• Turbocombustible: (turbosina) Gasolina para aviones jet, también conocida como Jet-K
• Gasolina de aviación: Para uso en aviones con motores de combustión interna.
• ACPM o Diesel: De uso común en camiones y autobuses.
• Kerosene: Se utiliza en estufas domésticas y en equipos industriales.
• Cocinol: Especie de gasolina para consumos domésticos. Su producción es mínima.
• Gas propano o GLP: Se utiliza como combustible doméstico e industrial.
• Bencina industrial: Se usa como materia prima para la fabricación de disolventes alifáticos o como combustible doméstico.
• Combustóleo o Fuel Oil: Es un combustible pesado para homos y calderas industriales
• Disolventes alifáticos: Sirven para la extracción de aceites, pinturas, pegantes y adhesivos; para la producción de thinner, gas para quemadores industriales, elaboración de tintas, formulación y fabricación de productos agrícolas, de caucho, ceras y betunes, y para limpieza en general.
• Asfaltos: Se utilizan para la producción de asfalto y como material sellante en la industria de la construcción.

 

Petroquímicos

 

• Bases lubricantes: Es la materia prima para la producción de los aceites lubricantes.
• Ceras parafínicas: Es la materia prima para la producción de velas y similares, ceras para pisos, fósforos, papel parafinado, vaselinas, etc.
• Polietileno: Materia prima para la industria del plástico en general.
• Alquitrán aromático: (Arotar) Materia prima para la elaboración de negro de humo que, a su vez, se usa en la industria.
• Ácido nafténico: Sirve para preparar sales metálicas tales como naftenatos de calcio, cobre, zinc, plomo, cobalto, etc., que se aplican en la industria de pinturas, resinas, poliéster, detergentes, tensoactivos y fungicidas.
• Benceno: Sirve para fabricar ciclohexano.
• Ciclohexano: Es la materia prima para producir caprolactama y ácido adípico, con destino al nylon.
• Tolueno: Se usa como disolvente en la fabricación de pinturas, resinas, adhesivos, pegantes, thinner y tintas, y como materia prima del benceno.
•  Xilenos mezclados: Se utilizan en la industria de pinturas, de insecticidas y de thinner.
• Alquilbenceno: Se usa en la industria de todo tipo de detergentes, para elaborar plaguicidas, ácidos sulfónicos y en la industria de curtientes.

 

Gas natural

El gas natural sirve como combustible para usos domésticos, industriales y para la generación de energía termoeléctrica. En el área industrial es la materia prima para el sector de la petroquímica. A partir del gas natural se obtiene, por ejemplo, el polietileno, que es la materia prima de los plásticos. Del gas natural también se puede sacar gas propano, esto es posible cuando el gas natural es rico en componentes como propanos y butanos.

Otros

El azufre que sale de las refinerías sirve para la vulcanización del caucho, fabricación de algunos tipos de acero y preparación de ácido sulfúrico, entre otros usos.