Métodos de extracción del petróleo

Métodos de extracción del petróleo

El petróleo es un líquido inflamable, de origen natural, este se encuentra compuesto principalmente por hidrocarburos, oxígeno, nitrógeno y azufre, este es de gran importancia pues es una de las fuentes de energía más utilizadas a nivel mundial, dado que se emplea en la fabricación de productos químicos, plásticos, fertilizantes, medicinas, entre otros. A continuación se muestran algunos métodos de extracción de petróleo, ya que gracias a estos procesos se puede acceder a las reservas subterráneas y extraer el petróleo de manera eficiente, lo cual nos permite la fabricación de numerosos productos que satisfacen nuestras necesidades.

3. Extracción Offshore

2. Extracción No Convencional

1. Extracción Convencional

Bombeo secundario

Plataformas fijas

Bombeo Primario

Petróleo de Lutitas (Shale Oil)

Recuperación Mejorada de Petróleo (EOR)

Plataformas flotantes

Fracturación hidráulica

Inyección de agua

Inyección de vapor

Bomba de subsuelo

Inyección de químicos

Inyección de gas

Bombeo neumático:

Inyección de químicos

La inyección de químicos es un método de recuperación de extracción de petróleo, el cual consiste en la inyección de productos químicos en yacimientos de petróleo, con el fin de mejorar la eficiencia de la recuperación de petróleo, por otro lado, entre los químicos que pueden ser inyectados se encuentran los surfactantes, polímeros y ácidos, que son utilizados para disminuir la tensión superficial del petróleo y mejorar su movilidad. En lo que corresponde al funcionamiento de este método, se puede mencionar que primero se inyectan químicos en el yacimiento de petróleo como lo son surfactantes, polímeros y ácidos. Los surfactantes se encargan de reducir la tensión superficial del petróleo, los polímeros aumentan la viscosidad del agua inyectada y finalmente los ácidos se emplean para disolver la roca y mejorar la permeabilidad del yacimiento, logrando de esta manera que el petróleo fluya con mayor fácilidad hacia los pozos de producción. Por otro lado, las ventaja de este método es que mejora la eficiencia en la extracción de petróleo en yacimientos maduros, mientras que la desventaja es que se debe de realizar cuidadosamente este método con el fin de evitar problemas de compatibilidad entre los químicos utilizados y el petróleo. .

Bomba de subsuelo

El método de bomba de subsuelo para extraer de petróleo es un tipo de levantamiento artificial el cual implica el uso de una bomba de desplazamiento alternativo situada en el fondo del pozo para elevar el petróleo a la superficie. En lo que corresponde a como funciona este método usa una bomba de desplazamiento alternativo situada en el fondo del poso, compuesta por un piston que se desplaza generando un vacío y produciendo la acción de las válvulas fijas, permitiendo den esta manera el ingreso del petroleo a una cámara de bombeo mediante una válvula fija, para posteriormente obligarlo a salir por la zona de descarga de la bomba Por otro lado, las ventaja de este método es que al momento de realizar la extracción de petróleo de algun yacimiento, se obtiene una cantidad significativa aumentando la producción de este. En cambio las desventajas de este método es que las bombas al estar en constante uso se desgastan, por dicha razón rquieren un mantenimiento frecuente, por lo que los costos de producción aumentan.

Fracturación hidráulica

La fracturación hidráulica es una técnica no convencional que se emplea para extraer petróleo del subsuelo, aunado a lo anterior, también esta técnica es usada para explotar los yacimientos de hidrocarburos atrapados en rocas poco porosas y poco permeables, como lo son las pizarras. Los depósitos de petróleo para los que esta técnica es útil suelen estar ubicados a grandes profundidades, aproximadamente 5.000 metros, y se encuentran distribuidos en pequeños poros dentro de las rocas, por dicha razón es necesario romper las capas de pizarra para poder liberar el petróleo y hacer que fluya hacia arriba. En cuanto al proceso para realizar la fracturación hidráulica se puede mencionar que este se inicia al realizar perforaciones de pozos verticales y horizontales, para posterioormente comenzar la inyección de grandes volúmenes de agua a presión, mezclada con arena y algunos aditivos químicos, después de realizar los pasos anteriores se habrá conseguido la fracturación, por ende el petróleo ascendera a la superficie junto con la mezcla de agua y otros aditivos. .

Extracción convencional

El método convencional para la extracción de petróleo consiste en realizar perforaciones en el subsuelo para acceder a los yacimientos de petróleo. En lo que corresponde a la extracción se empieza perforando un pozo, para posteriormente instalar revestimientos y tuberías en este. En caso de que el yacimiento no cuente con la suficiente presión natural, se emplean otros mecanismos de extracción como lo son bombas de varilla o bombas de cavidad progresiva para succionar el petróleo a la superficie. Aunado a lo anterior, es importante destacar las ventajas de este método, entre las que se encuentran su amplia aplicabilidad en diversos tipos de yacimientos y su relativa madurez tecnológica. Por otro lado, en lo que corresponde a las desventajas de este método es que deja un gran impacto sobre el ambiente, ya que constantemente se estan agotando los yacimientos de petroleo, por ende se realizan más perforaciones en el subsuelo, lo cual afecta a la flora y fauna que habitan en dicho lugar.

Extracción no convencional

El método de extracción no convencional de petróleo incluye técnicas como la fracturación hidráulica (fracking) y la extracción de petróleo de esquistos, este método se diferencia del método convencional, en el aspecto de que este implica la extracción de petróleo de formaciones rocosas menos permeables. Las ventajas de este es que permite acceder a depósitos de petróleo que de otro modo serían inaccesibles, de igual manera contribuye a la seguridad energética y a la diversificación de las fuentes de energía, sin embargo las desventajas son que es que existe el riego de contaminación de agua debido a la fracturación hidraúlica, así mismo este método puede provocar sismicidad inducida.

Inyección de gas

La inyección de gas es un método utilizado para extraer petroleo, este método implica inyectar gas en un yacimiento de petróleo con el objetivo de aumentar la presión de este para desplazar el petróleo. Por otro lado, para la realización de este método se inyectan diversos tipos de gas en los yacimientos de petróleo, entre estos destacan el nitrógeno o dióxido de carbono, los cuales mejoran la eficiencia de la extracción de petróleo. Al inyectar el gas en el yacimiento de petróleo este actua como empuje y desplaza el petróleo hacia los pozos de producción. En lo que corresponde a las ventaja de usar este método se puede mencionar que permite la extracción de petróleo que por medio de otros métodos ha sido difícil de extraer. Por otro lado, una desventaja de este método es que la selección del tipo de gas que se debe de inyectar en los yacimientos de petróleo debe elegirse con cuidado, ya que si no es así pueden surguir problemas de compatibilidad con el petróleo y su formación. .

Inyección de vapor

La inyección de vapor es un método que es utilizado para extraer petróleo, este consiste en inyectar vapor de agua a alta presión en un yacimiento de petróleo. El objetivo de este método es reducir la viscosidad del petróleo, esto facilita su flujo hacia los pozos de producción. En lo que corresponde al funcionamiento de este método se puede decir que el vapor de agua inyectada en un yacimiento de petróleo, calienta a este y disminuye su viscosidad y genera un empuje artificial, el cual desplaza el petróleo hacia los pozos de producción. Así mismo, el calor del vapor se encarga de destilar los componentes ligeros del petróleo crudo, reduciendo aún más su viscosidad. En cuanto a las ventajas de este método, se destaca que contribuye a reducir la viscosidad del petróleo, por dicha razón se facilita su extracción. Por otro lado, en cuanto a las desventaja de usar este método para la extracción de petróleo, es que en yacimientos profundos de petróleo existen altas pérdidas de energía, lo cual ocasiona que no se alcance la temperatura necesaria para reducir la viscosidad del petróleo.

Plataformas fijas

Las plataformas fijas son una de las formas más comunes en las que se puede realizar la extracción de petróleo en alta mar, las plataformas fijas son estructuras flotantes de gran tamaño, las cuales están diseñadas para extraer petróleo y gas natural de yacimientos submarinos. En cuanto al proceso de extracción de petróleo a través de las plataformas fijas, se puede decir que primero debe realizarce una perforación de pozos verticales y horizontales, posteriormente se debe realizar la inyección de agua a presión para forzar la salida del petróleo, una vez que el petróleo haya sido extraído, este se transporta a la costa a través de varias tuberías. La ventaja de realizar la extracción de petróleo por medio de plataformas fijas es que genera una gran cantidad de empleos, sin embargo, la desventaja es que puede contamiar el medio ambiente y los mantos acuíferos a causa de la inyección de fluidos de fracturación.

Recuperación Mejorada de Petróleo (EOR)

La recuperación mejorada de petróleo (EOR) es un método que se suele implementar para aumentar la cantidad de petróleo extraido de los yacimientos, generalmente se emplea cuando los métodos de recuperación primaria y secundaria se han agotado. En este método destacan las técnicas de inyección de químicos y vapor, las cuales consisten en inyectar alguno de estos en un yacimiento de petróleo con el fin de aumentar la presión y empujar el petróleo hacia el pozo de producción para extraerlo. Entre las ventajas de utilizar el método de recuperación mejorada de petróleo (EOR) se encuentra la capacidad de recuperar más petróleo de un yacimiento, con lo cual las compañías petroleras pueden obtener mayores ganancias, aunado a lo anterior, este método no genera un grave impacto ambiental, sin embargo los costos para llevarse a cabo son caros y requieren una cantidad considerable de energía y recursos.

Bomba de neumático

El método de bomba de neumático para la extracción de petróleo es un tipo de levantamiento artificial, el cual implica el uso de aire comprimido para elevar el petróleo desde el pozo a la superficie, usualmente este método es empleado cuando el método de bombeo primario ya no es efectivo para extraer petróleo del yacimiento. En cuanto al funcionamiento de este método se puede decir que para lograr que el aire comprimido eleve el petróleo desde el pozo hasta la superficie para poder extraerlo se ayuda mediante el uso de una bomba de aire comprimido para inyectar aire comprimido en el pozo, lo que aumenta la presión y empuja el petróleo hacia la superficie, este método solo tiene efectividad en los yacimientos de petróleo con baja presión y alta viscosidad Las ventajas de emplear este método es su bajo costo de producción y su capacidad de manejar fluidos con alta viscocidad, por otro lado, las desventaja de este método son que contamina el aire debido a la emisión de gases de escape de la bomba de aire comprimido.

Inyección de agua

La inyección de agua es un método que se utiliza en la extracción de petróleo, en este se inyecta agua a alta presión en el reservorio de petróleo, con el objetivo de aumentar la presión y potenciar la recuperación de petróleo de un reservorio existente, la función principal de este método es mantener la presión del yacimiento, para desplazar el petróleo y aumentar la tasa de producción durante periodos prolongados. Por otra parte, en el funcionamiento de este método se puede decir que el agua inyectada presuriza el reservorio y desplaza el petróleo, empujándolo hacia un pozo, generalmente el 30% del petróleo en algún reservorio puede extraerse con la presión de un pozo, pero si se le inyecta agua, aumenta el porcentaje de recuperación de petróleo. El agua que se utiliza en este método puede tener origen de diversas fuentes como mantos acuíferos, ríos, agua de mar, entre otros. Las ventaja de implementar este método es que contribuye al mantenimiento de la presión del yacimiento, lo cual beneficia al pozo puesto que le extiende su vida util, sin embargo, la desventaja de este mismo es que aumenta el riesgo de escorias o corrosión en las tuberías al mezclar aguas de distintas fuentes. .

Bombeo secundario

El método de bombeo secundario para extraer petróleo se ha implementado cuando el método de bombeo primario ya no es efectivo para extraer petróleo del yacimiento, la realización de este método implica la inyección de agua, gas o vapor en el yacimiento para aumentar la presión y empujar el petróleo hacia la superficie del pozo. En cuanto a las ventajas de aplicar este método es que es un medio efectivo para realizar la extracción de petróleo en yacimientos con alta viscocidad, de igual manera este método es actualmente el más probado y utilizado por la industria petrólera. Por otro lado, en cuanto a las desventajas se encuentra que puede contaminar el agua subterránea debido a la inyección de agua, de igual manera puede ser limitado por la obstrucción de las tuberias para extraer petróleo debido a la acumulación de sólidos.

Extracción Offshore

El método offshore para realizar la extracción de petróleo se refiere a la exploración y producción de petróleo y gas natural que se encuentran en los océanos. En cuanto a su funcionamiento, se puede destacar que para poder realizar este método se emplean plataformas de perforación y equipos especializados que permitiran llevar a cabo este proceso. Las ventajas de este método es que proporciona el acceso a importantes acumulaciones de petróleo y gas natural que se encuentran en los océanos, lo que contribuye a la seguridad energética, sin embargo, la desventaja de este método es que existe un alto nivel de riesgo sobre que puedan ocurrir derrames de petróleo y fugas de gas, lo cual puede afectar y tener un impacto significativo en el medio ambiente marino.

Bombeo primario

El método de bombeo primario para la extracción de petróleo consiste en el uso de bombas para elevar el petróleo desde el pozo a la superficie, este método generalmente se suele utilizar cuando la presión natural del yacimiento no es suficiente para impulsar el petróleo a la superficie. Por otro lado, en lo que corresponde al funcionameinto de este método es importante decir que para su realización es necesario el uso de bombas para elevar el petróleo desde el pozo a la superficie, las bombas que se suelen utilizar son bombas de bombeo hidráulico, las cuales tienen la funcion de inyectar el petróleo a presión para que regrese a la superficie bombeado, así mismo, utilizan bombas centrífugas, este método tiene una alta efectividad en los yacimientos de petroleo de poca profundidad. En cuanto a las ventajas de este método se puede decir que permite extraer petroleo de yacimientos con baja presión, lo cual contribuye a aumentar la vida útil de los pozos, sin embargo en lo que corresponde a las desvetajas, este requiere un alto consumo de energía para poder mantener en funcionamiento las bombas por dicha razón aumentan los costos de producción.

Plataformas flotantes

Las plataformas flotantes son una forma que existe para realizar la extracción de petróleo en alta mar, estas estructuras son diseñadas con la finalidad de extraer petróleo y gas natural de yacimientos submarinos, la diferencia que existe entre las plataformas fijas y las plataformas flotantes es que las flotantes no se encuentran ancladas al fondo del mar, sino que flotan en la superficie del agua y se mueven con las corrientes. El proceso por medio del cual se realiza la extracción de petróleo a través de plataformas empieza por la perforación de pozos verticales y horizontales, seguida de la inyección de agua a presión para forzar la salida del petróleo para que posteriormente se transporte hacia las costas por medio de tuberias. Las ventajas de utilizar plataformas digitales para la extracción de petróleo es que aumenta la producción de petróleo y gas; lo cual permite asegurar el abastecimiento de energía de un país, en cambio, las desvetajas de estas es que exista un aumento en la actividad sísmica de las zonas donde se realiza la extracción de petróleo desde plataformas flotantes.

Fuentea consultadas: Alianza Mexicana Contra el Fracking. (2019, 27 noviembre). ¿Qué es el Fracking? | Alianza Mexicana Contra el Fracking. https://nofrackingmexico.org/que-es-el-fracking/ Carbono (C) propiedades químicas y efectos sobre la salud y el medio ambiente. (s. f.). https://www.lenntech.es/periodica/elementos/c.htm El portal de la química en español. (2017, 7 junio). Principales métodos de extracción del petróleo. Ingeniería Química. Recuperado 15 de febrero de 2024, de https://www.ingenieriaquimica.net/articulos/395-principales-metodos-de-extraccion-del-petroleo GmbH, P. (2021, 9 agosto). Extracción de petróleo offshore Protección compacta contra la corrosión - ProMinent. Recuperado 15 de febrero de 2024, de https://www.prominent.es/es/Ejemplos-practicos/Extraccion-de-petroleo-offshore-Proteccion-compacta-contra-la-corrosion.html Inyección de CO2 para la recuperación mejorada de gas en yacimientos de shale gas Oramirez. (2022a, mayo 26). Técnicas de recuperación mejorada de petróleo (EOR). Innova Más. https://innovamas.nakasawaresources.com/tecnicas-de-recuperacion-mejorada-de-petroleo-eor/#:~:text=T%C3%A9cnica%20de%20Recuperaci%C3%B3n%20Secundaria%20de%20Petr%C3%B3leo.&text=El%20operador%20puede%20inyectar%20gas,hasta%20el%2060%25%20del%20OIIP. Oramirez. (2022b, octubre 4). Bomba mecánica de subsuelo para manejar arena y gas en pozos de crudos pesados. Innova Más. Recuperado 15 de febrero de 2024, de https://innovamas.nakasawaresources.com/bomba-mecanica-de-subsuelo-para-manejar-arena-y-gas-en-pozos-de-crudos-pesados/ PCC Group. (2023, 22 septiembre). Extracción y producción de petróleo y gas. PCC Group Product Portal. Recuperado 15 de febrero de 2024, de https://www.products.pcc.eu/es/k/extraccion-y-produccion-de-petroleo-y-gas-2/ Petroquimex. (2013, 14 noviembre). Hallazgo de Petróleo en Lutitas Afianza Proyectos de Shale Gas/Oil en México: Investigador de la UNAM. Petroquimex. https://petroquimex.com/hallazgo-de-petroleo-en-lutitas-afianza-proyectos-de-shale-gasoil-%E2%80%A8en-mexico-investigador-de-la-unam/ Plataformas petroleras

Petróleo de Lutitas (Shale Oil)

El petróleo de lutitas,mejor conocido como shale oil, es un tipo de petróleo no convencional que generalmente se suele encontrar atrapado en formaciones de lutitas o esquistos. Para realizar la extracción de este petróleo es necesario el uso de algunas técnicas no convencionales, como la fracturación hidráulica o fracking, a causa de la baja permeabilidad de las rocas que lo contienen.