Petróleo
Definición
Petróleo ( / p ə t r oʊ l i ə m / ) es un líquido de origen natural, de amarillo a negro encontrado en formaciones geológicas debajo de la superficie de la Tierra. Comúnmente se refina en varios tipos de combustibles. Los componentes del petróleo se separan mediante una técnica denominada destilación fraccionada, es decir, la separación de una mezcla líquida en fracciones que difieren en el punto de ebullición por medio de destilación, típicamente utilizando una columna de fraccionamiento.
Consiste en hidrocarburos de diversos pesos moleculares y otros compuestos orgánicos. El nombre petróleo abarca tanto el crudo natural sin procesar como los derivados del petróleo que se componen de petróleo crudo refinado. Un combustible fósil, el petróleo se forma cuando grandes cantidades de organismos muertos, generalmente zooplancton y algas, se entierran debajo de rocas sedimentarias y se someten a calor y presión intensos.
El petróleo se ha recuperado principalmente mediante la extracción de petróleo (los manantiales naturales de petróleo son poco frecuentes). La perforación se lleva a cabo después de que se hayan completado los estudios de geología estructural (en la escala del yacimiento), el análisis de la cuenca sedimentaria y la caracterización del yacimiento (principalmente en términos de porosidad y permeabilidad de las estructuras del yacimiento geológico). Se refina y se separa, más fácilmente mediante destilación, en una gran cantidad de productos de consumo, desde gasolina (gasolina) y kerosene hasta asfalto y reactivos químicos utilizados para fabricar plásticos y productos farmacéuticos. El petróleo se utiliza en la fabricación de una amplia variedad de materiales, y se estima que el mundo consume alrededor de 95 millones de barriles diarios.
La preocupación sobre el agotamiento de las reservas finitas de petróleo de la tierra y el efecto que esto tendría en una sociedad que depende de ella, es un concepto conocido como el pico del petróleo. El uso de combustibles fósiles, como el petróleo, tiene un impacto negativo en la biosfera terrestre, dañando los ecosistemas a través de eventos como derrames de petróleo y liberando una amplia gama de contaminantes al aire incluyendo ozono a nivel del suelo y dióxido de azufre a partir de impurezas de azufre en combustibles fósiles. La quema de combustibles fósiles juega un papel importante en el episodio actual del calentamiento global.
Etimología
The word petroleum comes from Ancient Greek: πέτρα, translit. petra, "rock" and Latin oleum, "oil" from Ancient Greek: ἔλαιον, translit. elaion.
El término fue encontrado (en la ortografía "petraoleum") en fuentes del inglés antiguo del siglo X. Fue utilizado en el tratado De Natura Fossilium , publicado en 1546 por el mineralogista alemán Georg Bauer, también conocido como Georgius Agricola. En el siglo XIX, el término petróleo se usaba a menudo para referirse a los aceites minerales producidos por destilación de sólidos orgánicos extraídos, como el carbón de lignito (y posteriormente la pizarra bituminosa), y los aceites refinados producidos a partir de ellos; en el Reino Unido, el almacenamiento (y posterior transporte) de estos aceites estaba regulado por una serie de leyes del petróleo, de la Ley del Petróleo de 1863 en adelante.
Historia
Historia temprana
El petróleo, de una forma u otra, se ha utilizado desde la antigüedad, y ahora es importante en toda la sociedad, incluso en economía, política y tecnología. El aumento en importancia se debió a la invención del motor de combustión interna, el aumento de la aviación comercial y la importancia del petróleo para la química orgánica industrial, particularmente la síntesis de plásticos, fertilizantes, solventes, adhesivos y pesticidas.
Hace más de 4000 años, según Herodoto y Diodoro Sículo, se utilizó asfalto en la construcción de los muros y torres de Babilonia; había pozos de petróleo cerca de Ardericca (cerca de Babilonia) y un manantial en Zacynthus. Se encontraron grandes cantidades en las orillas del río Issus, uno de los afluentes del Éufrates. Las antiguas tabletas persas indican los usos medicinales y de iluminación del petróleo en los niveles superiores de su sociedad.
El uso de petróleo en la antigua China se remonta a más de 2000 años atrás. En I Ching, una de las primeras escrituras chinas cita que el petróleo en su estado crudo, sin refinar, fue descubierto, extraído y usado por primera vez en China en el siglo I a. Además, los chinos fueron los primeros en utilizar el petróleo como combustible en los primeros años del siglo IV a.
En 347 dC, el petróleo se producía a partir de pozos perforados con bambú en China. Los primeros exploradores británicos en Myanmar documentaron una floreciente industria de extracción de petróleo con sede en Yenangyaung que, en 1795, tenía en producción cientos de pozos cavados a mano.
Se dice que Pechelbronn (fuente de Pitchbronn) es el primer sitio europeo donde se ha explorado y utilizado el petróleo. El todavía activo Erdpechquelle, un manantial donde el petróleo parece estar mezclado con agua, ha sido utilizado desde 1498, especialmente para fines médicos. Las arenas petrolíferas se han explotado desde el siglo XVIII.
En Wietze, en la Baja Sajonia, se ha explorado el asfalto / betún natural desde el siglo XVIII. Tanto en Pechelbronn como en Wietze, la industria del carbón dominaba las tecnologías del petróleo.
Historia moderna
El químico James Young notó una filtración de petróleo natural en la mina de Riddings en Alfreton, Derbyshire, de la cual destiló un aceite ligero y ligero adecuado para usar como aceite de lámpara, al mismo tiempo que obtenía un aceite más viscoso adecuado para la maquinaria lubricante. En 1848, Young estableció una pequeña empresa para refinar el petróleo crudo.
Young eventualmente logró, mediante la destilación de carbón de cannel a fuego lento, crear un fluido parecido al petróleo, que cuando se trató de la misma manera que el aceite de filtración dio productos similares. Young descubrió que por destilación lenta podía obtener una cantidad de líquidos útiles, uno de los cuales denominó "aceite de parafina" porque a bajas temperaturas se congelaba en una sustancia parecida a la cera de parafina.
La producción de estos aceites y cera sólida de parafina a partir del carbón formaron el tema de su patente con fecha del 17 de octubre de 1850. En 1850 Young & Meldrum y Edward William Binney se asociaron bajo el título de EW Binney & Co. en Bathgate en West Lothian y E . Meldrum & Co. en Glasgow; sus trabajos en Bathgate se completaron en 1851 y se convirtieron en las primeras fábricas de petróleo verdaderamente comerciales del mundo con la primera refinería de petróleo moderna, que utilizaba aceite extraído de torbanita, pizarra y carbón bituminoso extraídos de la mina para fabricar nafta y aceites lubricantes; la parafina para combustible y la parafina sólida no se vendieron hasta 1856.
La primera refinería de petróleo del mundo fue construida en 1856 por Ignacy Łukasiewicz. Sus logros también incluyen el descubrimiento de cómo destilar queroseno del aceite de filtración, la invención de la lámpara de queroseno moderna (1853), la introducción de la primera lámpara de calle moderna en Europa (1853) y la construcción del primer pozo de petróleo moderno del mundo (1854)
La demanda de petróleo como combustible para la iluminación en América del Norte y en todo el mundo creció rápidamente. El pozo Edwin Drake de 1859, cerca de Titusville, Pensilvania, es considerado popularmente como el primer pozo moderno. Ya en 1858 Georg Christian Konrad Hunäus había encontrado una cantidad significativa de petróleo mientras perforaba lignito 1858 en Wietze, Alemania. Wietze más tarde proporcionó aproximadamente el 80% del consumo alemán en la Era de Wilhelminian. La producción se detuvo en 1963, pero Wietze ha sido sede de un Museo del Petróleo desde 1970.
El pozo de Drake probablemente fue señalado porque fue perforado, no cavado; porque usó una máquina de vapor; porque había una compañía asociada con eso; y porque provocó un gran boom. Sin embargo, hubo actividad considerable antes de Drake en varias partes del mundo a mediados del siglo XIX. Un grupo dirigido por el Mayor Alexeyev del Cuerpo de Ingenieros de Minas Bakinskii mano perforó un pozo-en la región de Bakú en 1848. Había pozos perforados motor en West Virginia en el mismo año que Drake también. Un pozo temprana comercial era parte excavada en Polonia en 1853, y otro en la cercana Rumania en 1857. En torno al mismo tiempo la primera del mundo, pequeño, refinería de petróleo se abrieron a las Jasło en Polonia, con una más grande se abrió en Ploieşti en Rumania en breve después.
El primer pozo comercial de petróleo en Canadá comenzó a funcionar en 1858 en Oil Springs, Ontario (luego Canadá Oeste). El empresario James Miller Williams cavó varios pozos entre 1855 y 1858 antes de descubrir una rica reserva de petróleo a cuatro metros bajo tierra. Williams extrajo 1,5 millones de litros de petróleo crudo en 1860, refinando gran parte de él en aceite de lámpara de kerosene. El pozo de Williams se hizo comercialmente viable un año antes de la operación de Drake en Pensilvania y podría argumentarse como el primer pozo comercial de petróleo en América del Norte. El descubrimiento en Oil Springs provocó un auge petrolero que trajo a cientos de especuladores y trabajadores a la zona. Los avances en la perforación continuaron en 1862 cuando el perforador local Shaw alcanzó una profundidad de 62 metros utilizando el método de perforación con pértiga primaveral. El 16 de enero de 1862, después de una explosión de gas natural en Canadá ' El primer chorro de petróleo entró en producción, disparando al aire a una tasa registrada de 3.000 barriles por día. A fines del siglo XIX, el Imperio ruso, en particular la compañía Branobel en Azerbaiyán, había tomado la delantera en la producción.
El acceso al petróleo fue y sigue siendo un factor importante en varios conflictos militares del siglo XX, incluida la Segunda Guerra Mundial, durante los cuales las instalaciones petroleras fueron un activo estratégico importante y fueron bombardeadas. La invasión alemana de la Unión Soviética incluyó el objetivo de capturar los campos petrolíferos de Bakú, ya que proporcionaría suministros de petróleo muy necesarios para el ejército alemán que sufría bloqueos. La exploración petrolera en América del Norte a principios del siglo XX llevó a que EE. UU. Se convirtiera en el principal productor a mediados de siglo. Como la producción de petróleo en los Estados Unidos alcanzó su punto máximo durante la década de 1960, sin embargo, los Estados Unidos fueron superados por Arabia Saudita y la Unión Soviética.
En la actualidad, alrededor del 90 por ciento de las necesidades de combustible vehicular se satisfacen con petróleo. El petróleo también representa el 40 por ciento del consumo total de energía en los Estados Unidos, pero es responsable de solo el 1 por ciento de la generación de electricidad. El petróleo vale la pena como una fuente de energía portátil y densa que alimenta la gran mayoría de los vehículos y, como base de muchos productos químicos industriales, lo convierte en uno de los productos básicos más importantes del mundo. La viabilidad del producto petrolero está controlada por varios parámetros clave, el número de vehículos en el mundo que compiten por combustible, la cantidad de petróleo exportada al mercado mundial (modelo de tierra de exportación), la ganancia de energía neta (energía económicamente útil suministrada menos la energía consumida), política estabilidad de las naciones exportadoras de petróleo y capacidad para defender las líneas de suministro de petróleo.
Los tres principales países productores de petróleo son Rusia, Arabia Saudita y los Estados Unidos. Alrededor del 80 por ciento de las reservas de fácil acceso del mundo se encuentran en el Medio Oriente, con un 62.5 por ciento proveniente de los 5 árabes: Arabia Saudita, Emiratos Árabes Unidos, Irak, Qatar y Kuwait. Una gran parte del petróleo total del mundo existe como fuentes no convencionales, como el betún en las arenas petrolíferas de Athabasca y el petróleo extrapesado en la Faja del Orinoco. Si bien se extraen volúmenes significativos de petróleo de arenas bituminosas, particularmente en Canadá, siguen existiendo obstáculos logísticos y técnicos, ya que la extracción de petróleo requiere grandes cantidades de calor y agua, lo que hace que su contenido neto de energía sea bastante bajo en comparación con el petróleo crudo convencional. Por lo tanto, no se espera que las arenas petrolíferas de Canadá proporcionen más de unos pocos millones de barriles por día en el futuro previsible.
Composición
En su sentido más estricto, el petróleo incluye solo petróleo crudo, pero en el uso común incluye todos los hidrocarburos líquidos, gaseosos y sólidos. Bajo condiciones de presión y temperatura superficial, los hidrocarburos más ligeros metano, etano, propano y butano se producen como gases, mientras que el pentano y los hidrocarburos más pesados se encuentran en forma de líquidos o sólidos. Sin embargo, en un yacimiento de petróleo subterráneo, las proporciones de gas, líquido y sólido dependen de las condiciones del subsuelo y del diagrama de fases de la mezcla de petróleo.
Un pozo de petróleo produce predominantemente petróleo crudo, con algo de gas natural disuelto en él. Debido a que la presión es más baja en la superficie que en el subsuelo, parte del gas saldrá de la solución y será recuperado (o quemado) como gas asociado o gas de solución . Un pozo de gas produce predominantemente gas natural. Sin embargo, debido a que la temperatura y presión subterráneas son más altas que en la superficie, el gas puede contener hidrocarburos más pesados como pentano, hexano y heptano en estado gaseoso. En condiciones de superficie, estos se condensarán fuera del gas para formar "condensado de gas natural", a menudo reducido a condensado. El condensado se asemeja a la gasolina en apariencia y es similar en composición a algunos aceites crudos livianos volátiles.
La proporción de hidrocarburos livianos en la mezcla de petróleo varía mucho entre los diferentes campos petrolíferos, desde un 97 por ciento en peso en los aceites más livianos hasta un 50 por ciento en los aceites y betunes más pesados.
Los hidrocarburos en el petróleo crudo son principalmente alcanos, cicloalcanos y varios hidrocarburos aromáticos, mientras que los otros compuestos orgánicos contienen nitrógeno, oxígeno y azufre, y trazas de metales como hierro, níquel, cobre y vanadio. Muchos depósitos de petróleo contienen bacterias vivas. La composición molecular exacta del petróleo crudo varía ampliamente de la formación a la formación, pero la proporción de elementos químicos varía en límites bastante estrechos de la siguiente manera:
| Elemento | Rango porcentual |
|---|---|
| Carbón | 83 a 85% |
| Hidrógeno | 10 a 14% |
| Nitrógeno | 0.1 a 2% |
| Oxígeno | 0.05 a 1.5% |
| Azufre | 0.05 a 6.0% |
| Rieles | <0.1% |
Cuatro tipos diferentes de moléculas de hidrocarburos aparecen en el petróleo crudo. El porcentaje relativo de cada uno varía de aceite a aceite, determinando las propiedades de cada aceite.
| Hidrocarburo | Promedio | Distancia |
|---|---|---|
| Alcanos (parafinas) | 30% | 15 a 60% |
| Naftenes | 49% | 30 a 60% |
| Aromáticos | 15% | 3 a 30% |
| Asphaltics | 6% | recordatorio |
El petróleo crudo varía mucho en apariencia dependiendo de su composición. Por lo general, es de color negro o marrón oscuro (aunque puede ser amarillento, rojizo o incluso verdoso). En el reservorio se encuentra generalmente en asociación con el gas natural, que al ser más ligero forma una "tapa de gasolina" sobre el petróleo y el agua salina que, por ser más pesada que la mayoría de las formas de petróleo crudo, generalmente se hunde debajo. El petróleo crudo también se puede encontrar en una forma semisólida mezclada con arena y agua, como en las arenas petrolíferas de Athabasca en Canadá, donde generalmente se lo conoce como betún crudo. En Canadá, el betún se considera una forma de petróleo pegajoso, negro, parecido al alquitrán, tan espeso y pesado que debe calentarse o diluirse antes de que fluya. Venezuela también tiene grandes cantidades de petróleo en las arenas petrolíferas del Orinoco, aunque los hidrocarburos atrapados en ellos son más fluidos que en Canadá y generalmente se los llama petróleo extrapesado. Estos recursos de arenas petrolíferas se llaman petróleo no convencional para distinguirlos del petróleo que se puede extraer utilizando métodos tradicionales de pozos petrolíferos. Entre ellos, Canadá y Venezuela contienen un estimado de 3.6 billones de barriles (570× 10 m) de betún y aceite extrapesado, aproximadamente el doble del volumen de las reservas mundiales de petróleo convencional.
El petróleo se usa principalmente, en volumen, para producir combustible y gasolina, ambas importantes "energía primaria" fuentes. El 84 por ciento en volumen de los hidrocarburos presentes en el petróleo se convierte en combustibles ricos en energía (combustibles a base de petróleo), incluidos la gasolina, el diesel, el chorro, la calefacción y otros aceites combustibles, y el gas licuado de petróleo. Los grados más ligeros de petróleo crudo producen los mejores rendimientos de estos productos, pero a medida que se agotan las reservas mundiales de petróleo liviano y medio, las refinerías de petróleo tienen que procesar cada vez más petróleo pesado y betún, y utilizan métodos más complejos y costosos para producir los productos necesario. Debido a que los crudos más pesados tienen demasiado carbono y no tienen suficiente hidrógeno, estos procesos generalmente implican eliminar o agregar hidrógeno a las moléculas y usar el craqueo catalítico fluido para convertir las moléculas más largas y complejas en el aceite en las más cortas y simples en los combustibles.
Debido a su alta densidad de energía, fácil transportabilidad y relativa abundancia, el petróleo se ha convertido en la fuente de energía más importante del mundo desde mediados de la década de 1950. El petróleo también es la materia prima de muchos productos químicos, incluidos productos farmacéuticos, solventes, fertilizantes, pesticidas y plásticos; el 16 por ciento no utilizado para la producción de energía se convierte en estos otros materiales. El petróleo se encuentra en formaciones rocosas porosas en los estratos superiores de algunas áreas de la corteza terrestre. También hay petróleo en las arenas petrolíferas (arenas bituminosas). Las reservas conocidas de petróleo se estiman típicamente en alrededor de 190 km (1.2 billones de barriles (escala corta)) sin arenas petrolíferas, o 595 km (3.74 billones de barriles) con arenas petrolíferas. El consumo es actualmente de alrededor de 84 millones de barriles (13.4 × 10 m) por día, o 4.9 km por año, produciendo un suministro restante de petróleo de solo alrededor de 120 años, si la demanda actual permanece estática.
Química
El petróleo es una mezcla de una gran cantidad de hidrocarburos diferentes; las moléculas más comúnmente encontradas son alcanos (parafinas), cicloalcanos (naftenos), hidrocarburos aromáticos o productos químicos más complicados como los asfaltenos. Cada variedad de petróleo tiene una mezcla única de moléculas, que definen sus propiedades físicas y químicas, como el color y la viscosidad.
Los alcanos , también conocidos como parafinas , son hidrocarburos saturados con cadenas lineales o ramificadas que contienen solo carbono e hidrógeno y tienen la fórmula general C n H 2n + 2 . Por lo general, tienen de 5 a 40 átomos de carbono por molécula, aunque pueden encontrarse trazas de moléculas más cortas o más largas en la mezcla.
Los alcanos de pentano (C 5 H 12 ) a octano (C 8 H 18 ) se refinan en gasolina, los de nonano (C 9 H 20) a hexadecano (C 16 H 34)) en combustible diesel, queroseno y combustible para aviones. Los alcanos con más de 16 átomos de carbono se pueden refinar en aceite combustible y aceite lubricante. En el extremo más pesado del rango, la cera de parafina es un alcano con aproximadamente 25 átomos de carbono, mientras que el asfalto tiene 35 y más, aunque las refinerías usualmente las craquean en productos más valiosos. Las moléculas más cortas, aquellas con cuatro o menos átomos de carbono, se encuentran en estado gaseoso a temperatura ambiente. Ellos son los gases de petróleo. Dependiendo de la demanda y el costo de la recuperación, estos gases se queman, se venden como gas licuado de petróleo a presión o se usan para alimentar los propios quemadores de la refinería. Durante el invierno, butano (C 4 H 10), se mezcla en la piscina de gasolina a altas velocidades, porque su alta presión de vapor ayuda con los arranques en frío. Liquidado bajo presión ligeramente por encima de la atmosférica, es mejor conocido por alimentar encendedores de cigarrillos, pero también es una fuente principal de combustible para muchos países en desarrollo. El propano se puede licuar bajo una presión moderada, y se consume para casi todas las aplicaciones que dependen del petróleo para la energía, desde la cocción hasta la calefacción y el transporte.
Los cicloalcanos , también conocidos como naftenos , son hidrocarburos saturados que tienen uno o más anillos de carbono a los que se unen átomos de hidrógeno según la fórmula C n H 2n . Los cicloalcanos tienen propiedades similares a los alcanos pero tienen puntos de ebullición más altos.
Los hidrocarburos aromáticos son hidrocarburos insaturados que tienen uno o más anillos planos de seis carbonos llamados anillos de benceno, a los que se unen átomos de hidrógeno con la fórmula C n H 2n-6 . Tienden a arder con una llama hollín, y muchos tienen un aroma dulce. Algunos son cancerígenos.
Estas diferentes moléculas están separadas por destilación fraccionada en una refinería de petróleo para producir gasolina, combustible para aviones, queroseno y otros hidrocarburos. Por ejemplo, 2,2,4-trimetilpentano (isooctano), ampliamente utilizado en la gasolina, tiene una fórmula química de C 8 H 18 y reacciona con oxígeno de forma exotérmica:
- 2 C8 H18 ( l ) + 25 O2 ( g ) → 16 CO2 ( g ) + 18 H2 O( g ) (ΔH = -5.51 MJ / mol de octano)
El número de diversas moléculas en una muestra de aceite puede determinarse mediante análisis de laboratorio. Las moléculas se extraen típicamente en un disolvente, luego se separan en un cromatógrafo de gases, y finalmente se determinan con un detector adecuado, tal como un detector de ionización de llama o un espectrómetro de masas. Debido a la gran cantidad de hidrocarburos coeluidos dentro del aceite, muchos no se pueden resolver por cromatografía de gases tradicional y típicamente aparecen como una joroba en el cromatograma. Esta mezcla compleja no resuelta (UCM) de hidrocarburos es particularmente evidente cuando se analizan los aceites degradados y los extractos de tejidos de organismos expuestos al petróleo. Algunos de los componentes del petróleo se mezclarán con el agua: la fracción de agua asociada al petróleo.
La combustión incompleta de petróleo o gasolina da como resultado la producción de subproductos tóxicos. Muy poco oxígeno durante la combustión da como resultado la formación de monóxido de carbono. Debido a las altas temperaturas y altas presiones involucradas, los gases de escape de la combustión de gasolina en los motores de los automóviles generalmente incluyen óxidos de nitrógeno que son responsables de la creación de smog fotoquímico.
Ecuaciones empíricas para propiedades térmicas
Calor de combustión
A un volumen constante, el calor de combustión de un producto derivado del petróleo se puede aproximar de la siguiente manera:
- ,
donde se mide en calorías por gramo y es la gravedad específica a 60 ° F (16 ° C).
Conductividad térmica
La conductividad térmica de los líquidos a base de petróleo se puede modelar de la siguiente manera:
![K = {\ frac {1.62} {API}} [1-0,0003 (t-32)]](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6241f010aae8f8eff354761338cdef95bc22922e)
donde se mide en BTU • ° Fhrft, se mide en ° F y tiene grados de gravedad API.
Calor especifico
El calor específico de los aceites de petróleo se puede modelar de la siguiente manera:
- ,
![c = {\ frac {1} {d}} [0.388 + 0.00046t]](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1a11b711d3f4d8ee856d86ae51cd96ce50aecab5)
donde se mide en BTU / (lb ° F), es la temperatura en Fahrenheit y es la gravedad específica a 60 ° F (16 ° C).
En unidades de kcal / (kg • ° C), la fórmula es:
- ,
![c = {\ frac {1} {d}} [0.4024 + 0.00081t]](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/e1d985cf5a9528006e2ba228ab58a189bc99f03c)
donde la temperatura está en Celsius y es la gravedad específica a 15 ° C.
Calor latente de vaporización
El calor latente de vaporización se puede modelar en condiciones atmosféricas de la siguiente manera:
- ,
![L = {\ frac {1} {d}} [110.9-0.09t]](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3f7cb7bb16981b42ca75c3364e21400973cbe945)
donde se mide en BTU / lb, se mide en ° F y es la gravedad específica a 60 ° F (16 ° C).
En unidades de kcal / kg, la fórmula es:
- ,
![L = {\ frac {1} {d}} [194.4-0.162t]](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/49e9a802293d3f11638d17cf4164e08daa0c8e8b)
donde la temperatura está en Celsius y es la gravedad específica a 15 ° C.
Formación
El petróleo es un combustible fósil derivado de materiales orgánicos antiguos fosilizados, como el zooplancton y las algas. Grandes cantidades de estos restos se depositaron en fondos marinos o lacustres donde se cubrieron con agua estancada (agua sin oxígeno disuelto) o sedimentos como lodo y limo más rápido de lo que podrían descomponerse aeróbicamente. Aproximadamente 1 m por debajo de este sedimento o la concentración de oxígeno en el agua era baja, por debajo de 0.1 mg / l, y existían condiciones anóxicas. Las temperaturas también permanecieron constantes.
A medida que otras capas se asentaban en el lecho del mar o del lago, el calor y la presión intensos se acumulaban en las regiones más bajas. Este proceso causó que la materia orgánica cambiara, primero en un material ceroso conocido como kerógeno, que se encuentra en varias lutitas petrolíferas de todo el mundo, y luego con más calor en hidrocarburos líquidos y gaseosos a través de un proceso conocido como catagénesis. La formación de petróleo se produce por pirólisis de hidrocarburos en una variedad de reacciones principalmente endotérmicas a alta temperatura o presión, o ambas. Estas fases se describen en detalle a continuación.
Deterioro anaeróbico o 1. fase de diagénesis
En ausencia de abundante oxígeno, se impidió que las bacterias aeróbicas descompusieran la materia orgánica después de enterrarla bajo una capa de sedimento o agua. Sin embargo, las bacterias anaeróbicas pudieron reducir los sulfatos y nitratos entre la materia a H
2 S y N
2 respectivamente al usar la materia como fuente para otros reactivos. Debido a tales bacterias anaeróbicas, al principio esta materia comenzó a romperse principalmente a través de la hidrólisis: los polisacáridos y las proteínas se hidrolizaron a azúcares simples y aminoácidos respectivamente. Estos fueron posteriormente oxidados anaeróbicamente a un ritmo acelerado por las enzimas de las bacterias: por ejemplo, los aminoácidos pasaron por la desaminación oxidativa a los iminoácidos, que a su vez reaccionaron más al amoníaco y a los α-cetoácidos. Los monosacáridos a su vez se descompusieron en CO
2 y metano. Los productos de decaimiento anaeróbico de aminoácidos, monosacáridos, fenoles y aldehídos combinados con ácidos fúlvicos. Las grasas y las ceras no se hidrolizaron ampliamente en estas condiciones suaves.
2 S y N
2 respectivamente al usar la materia como fuente para otros reactivos. Debido a tales bacterias anaeróbicas, al principio esta materia comenzó a romperse principalmente a través de la hidrólisis: los polisacáridos y las proteínas se hidrolizaron a azúcares simples y aminoácidos respectivamente. Estos fueron posteriormente oxidados anaeróbicamente a un ritmo acelerado por las enzimas de las bacterias: por ejemplo, los aminoácidos pasaron por la desaminación oxidativa a los iminoácidos, que a su vez reaccionaron más al amoníaco y a los α-cetoácidos. Los monosacáridos a su vez se descompusieron en CO
2 y metano. Los productos de decaimiento anaeróbico de aminoácidos, monosacáridos, fenoles y aldehídos combinados con ácidos fúlvicos. Las grasas y las ceras no se hidrolizaron ampliamente en estas condiciones suaves.
Formación de kerógeno o 2. fase de diagénesis
Algunos compuestos fenólicos producidos a partir de reacciones previas funcionaron como bactericidas y el orden de los actinomicetos de las bacterias producidas por compuestos antibióticos (p. Ej., Estreptomicina). Por lo tanto, la acción de las bacterias anaeróbicas cesó a unos 10 m por debajo del agua o los sedimentos. La mezcla a esta profundidad contenía ácidos fúlvicos, grasas y ceras parcialmente reaccionadas y sin reaccionar, lignina ligeramente modificada, resinas y otros hidrocarburos. A medida que se depositaron más capas de materia orgánica en el lecho del mar o del lago, se acumularon calor y presión intensos en las regiones inferiores. Como consecuencia, los compuestos de esta mezcla comenzaron a combinarse en formas poco conocidas de kerógeno. Combinación ocurrió en una manera similar como fenol y formaldehído moléculas reaccionan con las resinas de urea-formaldehído, pero la formación kerógeno se produjo de una manera más compleja debido a una mayor variedad de reactivos. diagénesis , una palabra que significa una transformación de materiales por disolución y recombinación de sus constituyentes.
Kerogen a los combustibles fósiles o catagénesis
La formación de kerógeno continuó a una profundidad de aproximadamente 1 km de la superficie de la Tierra, donde las temperaturas pueden alcanzar los 50 ° C. Formación Kerógeno representa un punto intermedio entre la materia y los combustibles fósiles orgánicos: kerógeno puede estar expuesto al oxígeno, se oxida y por lo tanto se perderán o podría ser enterrado profundamente dentro de la corteza terrestre y se somete a las condiciones que permiten que se transforma poco a poco en los combustibles fósiles como el petróleo. El último pasó por catagénesis en el que las reacciones fueron principalmente reordenamientos radicales de kerógeno. Estas reacciones tomaron miles a millones de años y no se vieron afectados reactivos externos. Debido a la naturaleza radical de estas reacciones, el kerógeno reaccionó a dos clases de productos: aquellos con baja relación H / C (antraceno o productos similares a ella) y aquellos con alta relación H / C (metano o productos similares a ella); es decir, productos ricos en carbono o ricos en hidrógeno. Debido a que la catagénesis se cerró de los reactivos externos, la composición resultante de la mezcla de combustible dependía de la composición del kerógeno mediante la estequiometría de reacción. Existen 3 tipos principales de kerógeno: tipo I (algal), II (lipinico) y III (húmico), que se formaron principalmente a partir de algas, plancton y plantas leñosas (este término incluye árboles, arbustos y lianas), respectivamente.
La catagénesis fue pirolítica a pesar del hecho de que ocurrió a temperaturas relativamente bajas (en comparación con las plantas comerciales de pirólisis) de 60 a varios cientos de ° C. La pirólisis fue posible debido a los largos tiempos de reacción implicados. El calor para la catagénesis provino de la descomposición de materiales radiactivos de la corteza, especialmente K, Th, U y U. El calor variaba con el gradiente geotérmico y era típicamente de 10-30 ° C por km de profundidad desde la superficie de la Tierra. Intrusiones inusuales de magma, sin embargo, podrían haber creado un mayor calentamiento localizado.
Los geólogos a menudo se refieren al rango de temperatura en que el petróleo se forma como una "ventana de petróleo". Por debajo de la temperatura mínima, el aceite permanece atrapado en forma de kerógeno. Por encima de la temperatura máxima, el aceite se convierte en gas natural a través del proceso de craqueo térmico. A veces, el petróleo formado a profundidades extremas puede migrar y quedar atrapado a un nivel mucho más superficial. Las arenas bituminosas de Athabasca son un ejemplo de esto.
Petróleo abiógeno
Un mecanismo alternativo al descrito anteriormente fue propuesto por científicos rusos a mediados de la década de 1850, la hipótesis del origen abiógeno del petróleo (petróleo formado por medios inorgánicos), pero esto se contradice con la evidencia geológica y geoquímica. Se han encontrado fuentes de aceite abiógenas, pero nunca en cantidades comercialmente rentables. "La controversia no es sobre si existen reservas de petróleo abiógenas", dijo Larry Nation, de la Asociación Estadounidense de Petroleros Geólogos. "La controversia es sobre cuánto contribuyen a las reservas totales de la Tierra y cuánto tiempo y esfuerzo deben dedicar los geólogos para buscarlas".
Reservorios
Tres condiciones deben estar presentes para que los depósitos de petróleo formen:
- una roca fuente rica en material de hidrocarburos enterrado lo suficientemente profundo como para que el calor subterráneo lo cocine en aceite,
- una roca reservorio porosa y permeable donde puede acumularse,
- un caprock (sello) u otro mecanismo para evitar que el aceite salga a la superficie. Dentro de estos depósitos, los fluidos típicamente se organizarán como un pastel de tres capas con una capa de agua debajo de la capa de aceite y una capa de gas encima, aunque las diferentes capas varían de tamaño entre los depósitos. Debido a que la mayoría de los hidrocarburos son menos densos que la roca o el agua, a menudo migran hacia arriba a través de capas de rocas adyacentes hasta llegar a la superficie o quedar atrapados dentro de rocas porosas (conocidas como reservas) por rocas impermeables. Sin embargo, el proceso está influenciado por los flujos de agua subterránea, lo que provoca que el petróleo migre cientos de kilómetros horizontalmente o incluso distancias cortas hacia abajo antes de quedar atrapado en un depósito. Cuando los hidrocarburos se concentran en una trampa, se forma un campo petrolero,
Las reacciones que producen petróleo y gas natural a menudo se modelan como reacciones de descomposición de primer orden, donde los hidrocarburos se descomponen en petróleo y gas natural por un conjunto de reacciones paralelas, y el petróleo eventualmente se descompone en gas natural por otro conjunto de reacciones. Este último conjunto se usa regularmente en plantas petroquímicas y refinerías de petróleo.
Los pozos se perforan en yacimientos de petróleo para extraer el petróleo crudo. Los métodos de producción de "elevación natural" que dependen de la presión del yacimiento natural para forzar la salida del aceite a la superficie suelen ser suficientes por un tiempo después de que los reservorios son intervenidos por primera vez. En algunos embalses, como en el Medio Oriente, la presión natural es suficiente durante un largo tiempo. La presión natural en la mayoría de los embalses, sin embargo, finalmente se disipa. Luego, el aceite debe extraerse utilizando medios de "elevación artificial". Con el tiempo, estos métodos "primarios" se vuelven menos efectivos y se pueden usar métodos de producción "secundarios". Un método secundario común es "inyección de agua" o inyección de agua en el depósito para aumentar la presión y forzar el aceite hacia el pozo perforado o "pozo". Eventualmente "terciario" o "mejorado" los métodos de recuperación de petróleo se pueden usar para aumentar las características de flujo del aceite inyectando vapor, dióxido de carbono y otros gases o productos químicos en el depósito. En los Estados Unidos, los métodos de producción primaria representan menos del 40 por ciento del petróleo producido diariamente, los métodos secundarios representan aproximadamente la mitad, y la recuperación terciaria el 10 por ciento restante. Extraer aceite (o "betún") de la arena de petróleo / alquitrán y la pizarra bituminosa requiere extraer la arena o lutita y calentarla en un recipiente o retorta, o utilizar métodos "in situ" para inyectar líquidos calientes en el depósito y luego bombear el líquido vuelve a salir saturado con aceite. los métodos de producción primaria representan menos del 40 por ciento del petróleo producido diariamente, los métodos secundarios representan aproximadamente la mitad, y la recuperación terciaria el 10 por ciento restante. Extraer aceite (o "betún") de la arena de petróleo / alquitrán y la pizarra bituminosa requiere extraer la arena o lutita y calentarla en un recipiente o retorta, o utilizar métodos "in situ" para inyectar líquidos calientes en el depósito y luego bombear el líquido vuelve a salir saturado con aceite. los métodos de producción primaria representan menos del 40 por ciento del petróleo producido diariamente, los métodos secundarios representan aproximadamente la mitad, y la recuperación terciaria el 10 por ciento restante. Extraer aceite (o "betún") de la arena de petróleo / alquitrán y la pizarra bituminosa requiere extraer la arena o lutita y calentarla en un recipiente o retorta, o utilizar métodos "in situ" para inyectar líquidos calientes en el depósito y luego bombear el líquido vuelve a salir saturado con aceite.
Embalses de petróleo no convencionales
Las bacterias que comen aceite biodegradan el aceite que ha escapado a la superficie. Las arenas petrolíferas son depósitos de petróleo parcialmente biodegradado que aún se encuentran en proceso de escape y biodegradación, pero contienen tanto petróleo migratorio que, aunque la mayor parte se ha escapado, aún existen grandes cantidades, más de las que se pueden encontrar en yacimientos de petróleo convencionales. Las fracciones más ligeras del crudo se destruyen primero, lo que da como resultado embalses que contienen una forma extremadamente pesada de petróleo crudo, llamado betún crudo en Canadá, o crudo extrapesado en Venezuela. Estos dos países tienen los depósitos de arenas bituminosas más grandes del mundo.
Por otro lado, las lutitas bituminosas son rocas fuente que no han estado expuestas al calor o la presión el tiempo suficiente para convertir sus hidrocarburos atrapados en petróleo crudo. Técnicamente hablando, las lutitas bituminosas no son siempre lutitas y no contienen petróleo, sino que son rocas sedimentarias de grano fino que contienen un sólido orgánico insoluble llamado kerógeno. El kerógeno en la roca se puede convertir en petróleo crudo usando calor y presión para simular procesos naturales. El método se conoce desde hace siglos y fue patentado en 1694 bajo la patente británica Nº 330 de la Corona, que dice: "Una forma de extraer y producir grandes cantidades de brea, alquitrán y petróleo a partir de una especie de piedra". Aunque las lutitas bituminosas se encuentran en muchos países, Estados Unidos tiene los depósitos más grandes del mundo.
Clasificación
La industria del petróleo generalmente clasifica el petróleo crudo por la ubicación geográfica en la que se produce (por ejemplo, West Texas Intermediate, Brent u Oman), su gravedad API (una medida de densidad de la industria petrolera) y su contenido de azufre. El petróleo crudo se puede considerar la luz si tiene baja densidad o pesado si tiene alta densidad; y puede referirse como dulce si contiene relativamente poco azufre o agrio si contiene cantidades sustanciales de azufre.
La ubicación geográfica es importante porque afecta los costos de transporte a la refinería. El petróleo crudo liviano es más deseable que el petróleo pesado ya que produce un mayor rendimiento de gasolina, mientras que el aceite dulce tiene un precio más alto que el aceite agrio porque tiene menos problemas ambientales y requiere menos refinación para cumplir con los estándares de azufre impuestos a los combustibles en los países consumidores. Cada petróleo crudo tiene características moleculares únicas que se revelan mediante el uso de análisis de ensayo de aceite crudo en laboratorios de petróleo.
- West Texas Intermediate (WTI), un aceite dulce, ligero y de muy alta calidad entregado en Cushing, Oklahoma para el petróleo de América del Norte
- Brent Blend, que consiste en 15 aceites de los campos de los sistemas Brent y Ninian en la cuenca oriental de las Shetland del Mar del Norte. El petróleo se desembarca en la terminal de Sullom Voe en Shetland. La producción de petróleo de Europa, África y Oriente Medio que fluye hacia el oeste tiende a descontarse de este petróleo, que constituye un punto de referencia
- Dubai-Omán, utilizado como punto de referencia para el petróleo crudo ácido del Medio Oriente que fluye a la región de Asia-Pacífico
- Tapis (de Malasia, utilizado como referencia para el petróleo ligero del Lejano Oriente)
- Minas (de Indonesia, usado como referencia para el petróleo pesado del Lejano Oriente)
- La cesta de referencia de la OPEP, un promedio ponderado de mezclas de aceites de varios países de la OPEP (La Organización de Países Exportadores de Petróleo)
- Midway Sunset Heavy, por el cual el precio del petróleo pesado en California es
- Western Canadian Seleccione el petróleo crudo de referencia para los crudos pesados y con alto TAN (ácido).
Hay cantidades decrecientes de estos aceites de referencia que se producen cada año, por lo que otros aceites son más comúnmente lo que realmente se entrega. Si bien el precio de referencia puede ser para West Texas Intermediate entregado en Cushing, el petróleo real que se comercializa puede ser un petróleo pesado canadiense con descuento-Western Canadian Select-entregado en Hardisty, Alberta, y para una mezcla Brent entregada en Shetland, puede ser una descuento Russian Export Blend entregado en el puerto de Primorsk.
industria petrolera
La industria del petróleo está involucrada en los procesos globales de exploración, extracción, refinación, transporte (a menudo con petroleros y ductos) y comercialización de productos derivados del petróleo. Los productos de mayor volumen de la industria son fuel oil y gasolina. El petróleo también es la materia prima para muchos productos químicos, incluidos productos farmacéuticos, solventes, fertilizantes, pesticidas y plásticos. La industria generalmente se divide en tres componentes principales: upstream, midstream y downstream. Las operaciones intermedias usualmente se incluyen en la categoría de flujo descendente.
El petróleo es vital para muchas industrias y es importante para el mantenimiento de la civilización industrializada, y por lo tanto es una preocupación fundamental para muchas naciones. El petróleo representa un gran porcentaje del consumo mundial de energía, desde un mínimo del 32 por ciento para Europa y Asia, hasta un máximo del 53 por ciento para Oriente Medio, América del Sur y Central (44%), África (41%) y América del Norte (40%). El mundo en general consume 30 mil millones de barriles (4,8 km³) de petróleo por año, y los principales consumidores de petróleo están compuestos principalmente por naciones desarrolladas. De hecho, el 24 por ciento del petróleo consumido en 2004 fue solo a los Estados Unidos, aunque en 2007 había caído al 21 por ciento del petróleo mundial consumido.
En los Estados Unidos, en los estados de Arizona, California, Hawái, Nevada, Oregón y Washington, la Western States Petroleum Association (WSPA) representa a las compañías responsables de producir, distribuir, refinar, transportar y comercializar petróleo. Esta asociación comercial sin fines de lucro fue fundada en 1907, y es la asociación comercial de petróleo más antigua de los Estados Unidos.
Envío
En la década de 1950, los costos de envío representaban el 33 por ciento del precio del petróleo transportado desde el Golfo Pérsico a los Estados Unidos, pero debido al desarrollo de los superpetroleros en la década de 1970, el costo del envío cayó a solo el 5 por ciento del precio del persa. petróleo en los EE. UU. Debido al aumento del valor del petróleo crudo durante los últimos 30 años, la parte del costo de envío en el costo final del producto entregado fue inferior al 3% en 2010. Por ejemplo, en 2010, el costo de envío del producto persa Gulf to the US estaba en el rango de 20 $ / ton y el costo del crudo entregado fue de alrededor de 800 $ / ton.
Precio
Después del colapso del sistema de fijación de precios administrado por la OPEP en 1985, y un experimento de corta duración con precios netback, los países exportadores de petróleo adoptaron un mecanismo de fijación de precios vinculado al mercado. Adoptado por primera vez por PEMEX en 1986, la fijación de precios vinculados al mercado fue ampliamente aceptada, y en 1988 se convirtió y sigue siendo el método principal para la fijación de precios del petróleo crudo en el comercio internacional. La referencia actual, o marcadores de precios, son Brent, WTI y Dubai / Oman.
Usos
La estructura química del petróleo es heterogénea, compuesta de cadenas de hidrocarburos de diferentes longitudes. Debido a esto, el petróleo puede ser llevado a las refinerías de petróleo y los productos químicos de hidrocarburos separados por destilación y tratados por otros procesos químicos, para ser utilizados para una variedad de propósitos. El costo total de una planta es de aproximadamente 9 mil millones de dólares por planta.
Combustibles
Las fracciones de destilación más comunes del petróleo son combustibles. Los combustibles incluyen (al aumentar el rango de temperatura de ebullición):
| Fracción | Intervalo de ebullición C |
|---|---|
| Gas licuado de petróleo (GLP) | -40 |
| Butano | -12 a -1 |
| Gasolina / gasolina | -1 a 110 |
| Combustible para aviones | 150 a 205 |
| Queroseno | 205 a 260 |
| Gasolina | 205 a 290 |
| Combustible diesel | 260 a 315 |
Clasificación del petróleo según la composición química.
| Clase de petróleo | Composición de 250-300 ° C fracción, peso % | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Par. | Napth | Arom. | Cera | Asph. | |
| Parafínico | 46-61 | 22-32 | 12-25 | 1.5-10 | 0-6 |
| Parafínico-nafténico | 42-45 | 38-39 | 16-20 | 1-6 | 0-6 |
| Nafténico | 15-26 | 61-76 | 8-13 | Rastro | 0-6 |
| Parafínico-nafténico-aromático | 27-35 | 36-47 | 26-33 | 0.5-1 | 0-10 |
| Aromático | 0-8 | 57-78 | 20-25 | 0-0.5 | 0-20 |
Otros derivados
Ciertos tipos de hidrocarburos resultantes pueden mezclarse con otros no hidrocarbonados para crear otros productos finales:
- Alquenos (olefinas), que se pueden fabricar en plásticos u otros compuestos
- Lubricantes (produce aceites para máquinas livianas, aceites de motor y grasas, agregando estabilizadores de viscosidad según sea necesario)
- Cera, utilizada en el envasado de alimentos congelados, entre otros
- Azufre o ácido sulfúrico. Estos son materiales industriales útiles. El ácido sulfúrico generalmente se prepara como el ácido oleum precursor, un subproducto de la eliminación de azufre de los combustibles.
- Alquitrán a granel
- Asfalto
- Coque de petróleo, utilizado en productos de carbono especiales o como combustible sólido
- Cera parafina
- Productos petroquímicos aromáticos para ser utilizados como precursores en otras producciones químicas
Agricultura
Desde la década de 1940, la productividad agrícola ha aumentado dramáticamente, debido en gran parte al uso creciente de la mecanización intensiva de energía, fertilizantes y pesticidas.
Petróleo por país
Estadísticas de consumo
Emisiones globales de carbono fósil, un indicador de consumo, desde 1800.
TotalPetróleo
Tasa de uso de energía mundial por año desde 1970.
Consumo diario de aceite de 1980 a 2006.
Consumo de petróleo por porcentaje del total por región de 1980 a 2006:
NOSEuropaAsia y Oceanía.
Consumo de petróleo de 1980 a 2007 por región.
Consumo
Según la estimación de la Administración de Información Energética de EE. UU. (EIA) para 2011, el mundo consume 87,421 millones de barriles de petróleo por día.
Esta tabla ordena la cantidad de petróleo consumido en 2011 en mil barriles (1000 bbl) por día y en mil metros cúbicos (1000 m) por día:
| Consuming nation 2011 | (1000 bbl / día) | (1000 m / día) | Población en millones | bbl / año per capita | m / año per capita | Producción / consumo nacional |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Estados Unidos | 18,835.5 | 2,994.6 | 314 | 21.8 | 3.47 | 0.51 |
| China | 9,790.0 | 1,556.5 | 1345 | 2.7 | 0.43 | 0.41 |
| Japón | 4.464,1 | 709.7 | 127 | 12.8 | 2.04 | 0.03 |
| India | 3,292.2 | 523.4 | 1198 | 1 | 0.16 | 0.26 |
| Rusia | 3,145.1 | 500.0 | 140 | 8.1 | 1.29 | 3.35 |
| Arabia Saudita (OPEP) | 2,817.5 | 447.9 | 27 | 40 | 6.4 | 3.64 |
| Brasil | 2,594.2 | 412.4 | 193 | 4.9 | 0.78 | 0.99 |
| Alemania | 2.400.1 | 381.6 | 82 | 10.7 | 1.70 | 0.06 |
| Canadá | 2,259.1 | 359.2 | 33 | 24.6 | 3.91 | 1.54 |
| Corea del Sur | 2,230.2 | 354.6 | 48 | 16.8 | 2.67 | 0.02 |
| Méjico | 2,132.7 | 339.1 | 109 | 7.1 | 1.13 | 1.39 |
| Francia | 1,791.5 | 284.8 | 62 | 10.5 | 1.67 | 0.03 |
| Irán (OPEP) | 1,694.4 | 269.4 | 74 | 8.3 | 1.32 | 2.54 |
| Reino Unido | 1,607.9 | 255.6 | 61 | 9.5 | 1.51 | 0.93 |
| Italia | 1,453.6 | 231.1 | 60 | 8.9 | 1.41 | 0.10 |
Fuente: Administración de Información de Energía de los Estados Unidos
Datos de población:
la producción máxima de petróleo ya pasó en este estado
Este país no es un gran productor de petróleo
Producción
En el lenguaje de la industria del petróleo, la producción se refiere a la cantidad de crudo extraído de las reservas, no a la creación literal del producto.
| País | Producción de petróleo (bbl / day, 2016) | |
|---|---|---|
| 1 |  Rusia | 10,551,497 |
| 2 |  Arabia Saudita (OPEP) | 10,460,710 |
| 3 |  Estados Unidos | 8,875,817 |
| 4 |  Iraq (OPEP) | 4,451,516 |
| 5 |  Irán (OPEP) | 3,990,956 |
| 6 |  China, República Popular de | 3,980,650 |
| 7 |  Canadá | 3,662,694 |
| 8 |  Emiratos Árabes Unidos (OPEP) | 3,106,077 |
| 9 |  Kuwait (OPEP) | 2.923.825 |
| 10 |  Brasil | 2,515,459 |
| 11 |  Venezuela (OPEP) | 2,276,967 |
| 12 |  Méjico | 2,186,877 |
| 13 |  Nigeria (OPEP) | 1,999,885 |
| 14 |  Angola (OPEP) | 1,769,615 |
| 15 |  Noruega | 1,647,975 |
| dieciséis |  Kazakhstan | 1,595,199 |
| 17 |  Qatar (OPEP) | 1,522,902 |
| 18 |  Argelia (OPEP) | 1,348,361 |
| 19 |  Omán | 1,006,841 |
| 20 |  Reino Unido | 939,760 |
Exportar
En orden de exportaciones netas en 2011, 2009 y 2006 en mil bbl / dy mil m³ / d:
| # | Nación exportadora | 10bbl / d (2011) | 10 m / d (2011) | 10bbl / d (2009) | 10 m / d (2009) | 10bbl / d (2006) | 10 m / d (2006) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Arabia Saudita (OPEP) | 8,336 | 1.325 | 7,322 | 1,164 | 8,651 | 1.376 |
| 2 | Rusia | 7,083 | 1,126 | 7,194 | 1,144 | 6,565 | 1,044 |
| 3 | Irán (OPEP) | 2,540 | 403 | 2,486 | 395 | 2,519 | 401 |
| 4 | Emiratos Árabes Unidos (OPEP) | 2,524 | 401 | 2,303 | 366 | 2,515 | 400 |
| 5 | Kuwait (OPEP) | 2.343 | 373 | 2,124 | 338 | 2,150 | 342 |
| 6 | Nigeria (OPEP) | 2,257 | 359 | 1,939 | 308 | 2,146 | 341 |
| 7 | Iraq (OPEP) | 1,915 | 304 | 1,764 | 280 | 1,438 | 229 |
| 8 | Angola (OPEP) | 1,760 | 280 | 1,878 | 299 | 1,363 | 217 |
| 9 | Noruega | 1,752 | 279 | 2,132 | 339 | 2,542 | 404 |
| 10 | Venezuela (OPEP) | 1,715 | 273 | 1,748 | 278 | 2,203 | 350 |
| 11 | Argelia (OPEP) | 1,568 | 249 | 1,767 | 281 | 1,847 | 297 |
| 12 | Qatar (OPEP) | 1,468 | 233 | 1,066 | 169 | - | - |
| 13 | Canadá | 1,405 | 223 | 1,168 | 187 | 1,071 | 170 |
| 14 | Kazakhstan | 1,396 | 222 | 1,299 | 207 | 1,114 | 177 |
| 15 | Azerbaiyán | 836 | 133 | 912 | 145 | 532 | 85 |
| dieciséis | Trinidad y Tobago | 177 | 112 | 167 | 160 | 155 | 199 |
Fuente: Administración de Información de Energía de los Estados Unidos
la producción máxima ya pasó en este estado
Las estadísticas canadienses se complican por el hecho de que es a la vez importador y exportador de petróleo crudo, y refina grandes cantidades de petróleo para el mercado estadounidense. Es la principal fuente de importaciones estadounidenses de petróleo y productos, con un promedio de 2,500,000 bbl / d (400,000 m / d) en agosto de 2007.
La producción / consumo mundial total (a partir de 2005) es de aproximadamente 84 millones de barriles por día (13,400,000 m / d).
Importar
| # | Nación importadora | 10bbl / día (2011) | 10 m / día (2011) | 10bbl / día (2009) | 10 m / día (2009) | 10bbl / día (2006) | 10 m / día (2006) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Estados Unidos | 8.728 | 1,388 | 9,631 | 1,531 | 12,220 | 1,943 |
| 2 | China | 5,487 | 872 | 4,328 | 688 | 3,438 | 547 |
| 3 | Japón | 4,329 | 688 | 4.235 | 673 | 5,097 | 810 |
| 4 | India | 2,349 | 373 | 2,233 | 355 | 1,687 | 268 |
| 5 | Alemania | 2,235 | 355 | 2,323 | 369 | 2,483 | 395 |
| 6 | Corea del Sur | 2,170 | 345 | 2,139 | 340 | 2,150 | 342 |
| 7 | Francia | 1,697 | 270 | 1,749 | 278 | 1,893 | 301 |
| 8 | España | 1,346 | 214 | 1,439 | 229 | 1,555 | 247 |
| 9 | Italia | 1,292 | 205 | 1,381 | 220 | 1,558 | 248 |
| 10 | Singapur | 1,172 | 186 | 916 | 146 | 787 | 125 |
| 11 | República de China (Taiwán) | 1,009 | 160 | 944 | 150 | 942 | 150 |
| 12 | Países Bajos | 948 | 151 | 973 | 155 | 936 | 149 |
| 13 | Turquía | 650 | 103 | 650 | 103 | 576 | 92 |
| 14 | Bélgica | 634 | 101 | 597 | 95 | 546 | 87 |
| 15 | Tailandia | 592 | 94 | 538 | 86 | 606 | 96 |
Fuente: Administración de Información de Energía de los Estados Unidos
se espera una producción máxima de petróleo en 2020
Gran productor de petróleo cuya producción sigue aumentando
Las importaciones de petróleo a los Estados Unidos por país 2010
Consumidores no productores
Países cuya producción de petróleo es 10% o menos de su consumo.| # | Nación consumidora | (bbl / día) | (m³ / día) |
|---|---|---|---|
| 1 | Japón | 5,578,000 | 886,831 |
| 2 | Alemania | 2,677,000 | 425,609 |
| 3 | Corea del Sur | 2,061,000 | 327,673 |
| 4 | Francia | 2,060,000 | 327,514 |
| 5 | Italia | 1,874,000 | 297,942 |
| 6 | España | 1,537,000 | 244,363 |
| 7 | Países Bajos | 946,700 | 150,513 |
| 8 | Turquía | 575,011 | 91,663 |
Efectos ambientales
Debido a que el petróleo es una sustancia natural, su presencia en el medio ambiente no tiene por qué ser el resultado de causas humanas como accidentes y actividades rutinarias (exploración sísmica, perforación, extracción, refinación y combustión). Los fenómenos como las filtraciones y los pozos de alquitrán son ejemplos de áreas en las que el petróleo afecta sin la intervención del hombre. Independientemente de la fuente, los efectos del petróleo cuando se liberan al medio ambiente son similares.
Acidificación oceánica
La acidificación del océano es el aumento de la acidez de los océanos de la Tierra causados por la absorción de dióxido de carbono (CO
Calentamiento global
Cuando se quema, el petróleo libera dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero. Junto con la quema de carbón, la combustión del petróleo puede ser el mayor contribuyente al aumento del CO 2 atmosférico . Atmosférica CO 2 ha aumentado en los últimos 150 años a los niveles actuales de más de 390 ppmv, a partir de los 180 - 300 ppmv de los anteriores 800 mil años Este aumento de la temperatura puede haber reducido la capa de hielo ártico a 1.100.000 millas cuadradas (2.800.000 kilometros), más pequeño que nunca registrado. Debido a este derretimiento, se han revelado más reservas de petróleo. Alrededor del 13 por ciento del petróleo no descubierto en el mundo reside en el Ártico.
Extracción
La extracción de petróleo es simplemente la eliminación de petróleo del depósito (grupo de petróleo). El petróleo a menudo se recupera como una emulsión de agua en aceite, y se utilizan químicos especiales llamados demulsificadores para separar el aceite del agua. La extracción de petróleo es costosa y, a veces, perjudicial para el medio ambiente. La exploración costa afuera y la extracción de petróleo perturba el medio ambiente marino circundante.
Derrames de petróleo
El petróleo crudo y los derrames de combustible refinado de accidentes de buques tanque han dañado ecosistemas naturales en Alaska, el Golfo de México, las Islas Galápagos, Francia y muchos otros lugares.
La cantidad de petróleo derramado durante los accidentes ha oscilado entre unos cientos de toneladas a varios cientos de miles de toneladas (por ejemplo, derrame de petróleo de Deepwater Horizon, SS Atlantic Empress, Amoco Cadiz). Los derrames más pequeños ya han demostrado tener un gran impacto en los ecosistemas, como el derrame de petróleo de Exxon Valdez .
Los derrames de petróleo en el mar son en general mucho más dañinos que los que se realizan en tierra, ya que pueden extenderse por cientos de millas náuticas en una fina capa de petróleo que puede cubrir playas con una fina capa de petróleo. Esto puede matar aves marinas, mamíferos, mariscos y otros organismos que recubre. Los derrames de petróleo en la tierra se pueden contener más fácilmente si una presa de tierra improvisada se puede arrasar rápidamente alrededor del lugar del derrame antes de que se escape la mayor parte del petróleo, y los animales terrestres pueden evitar el petróleo con mayor facilidad.
El control de derrames de petróleo es difícil, requiere métodos ad hoc y, a menudo, una gran cantidad de mano de obra. La caída de bombas y dispositivos incendiarios desde aviones en el naufragio de SS Torrey Canyon produjo malos resultados; las técnicas modernas incluirían bombear el petróleo del naufragio, como en el derrame de petróleo del Prestige o en el derrame de petróleo del Erika .
Aunque el petróleo crudo está compuesto principalmente de varios hidrocarburos, ciertos compuestos heterocíclicos de nitrógeno, como la piridina, la picolina y la quinolina, se informan como contaminantes asociados al petróleo crudo, así como a las instalaciones que procesan pizarra bituminosa o carbón, y también se han encontrado en legado de madera sitios de tratamiento. Estos compuestos tienen una solubilidad en agua muy alta, y por lo tanto tienden a disolverse y moverse con agua. Se ha demostrado que ciertas bacterias naturales, como Micrococcus , Arthrobacter y Rhodococcus, degradan estos contaminantes.
Tarballs
,Ballenas
James S. Robbins ha argumentado que el advenimiento del queroseno refinado con petróleo salvó a algunas especies de grandes ballenas de la extinción al proporcionar un sustituto económico del aceite de ballena, eliminando así el imperativo económico de la caza de ballenas en bote abierto.
Alternativas al petróleo
En los Estados Unidos, en 2007 aproximadamente 70% del petróleo se usó para transporte (gasolina, diesel, combustible para aviones), 24% para la industria (por ejemplo, producción de plásticos), 5% para usos residenciales y comerciales y 2% para producción de electricidad . Fuera de los Estados Unidos, una mayor proporción de petróleo tiende a ser utilizada para la electricidad.
Alternativas a los combustibles de vehículos a base de petróleo
Los vehículos de combustible alternativo se refieren a ambos:
- Vehículos que utilizan combustibles alternativos utilizados en motores de combustión interna estándar o modificados, como vehículos de gas natural, vehículos de etanol puro, vehículos de combustible flexible, vehículos de biodiesel, autogás de propano y vehículos de hidrógeno.
- Vehículos con sistemas de propulsión avanzados que reducen o sustituyen el uso de petróleo, como vehículos eléctricos con batería, vehículos eléctricos híbridos enchufables, vehículos eléctricos híbridos y vehículos con pila de combustible de hidrógeno.
Alternativas al uso del petróleo en la industria
Las materias primas biológicas sí existen para usos industriales, como la producción de Bioplástico.
Alternativas a la quema de petróleo para electricidad
En los países productores de petróleo con poca capacidad de refinación, el petróleo a veces se quema para producir electricidad. Se utilizan tecnologías de energía renovable como la energía solar, la eólica, la microhidráulica, la biomasa y los biocombustibles, pero las principales alternativas siguen siendo la hidroelectricidad a gran escala y la generación nuclear y de carbón.
Futuro de la producción de petróleo
El consumo en los siglos XX y XXI ha sido impulsado abundantemente por el crecimiento del sector del automóvil. El exceso de petróleo de 1985-2003 incluso alimentó las ventas de vehículos de bajo consumo de combustible en los países de la OCDE. La crisis económica de 2008 parece haber tenido algún impacto en las ventas de dichos vehículos; aún así, en 2008 el consumo de petróleo mostró un pequeño aumento.
En 2016, Goldman Sachs predijo una menor demanda de petróleo debido a preocupaciones de las economías emergentes, especialmente China. Los países BRICS (Brasil, Rusia, India, China, Sudáfrica) también podrían entrar en acción, ya que China fue brevemente el primer mercado de automóviles en diciembre de 2009. Las perspectivas inmediatas aún apuntan hacia arriba. A largo plazo, las incertidumbres persisten; la OPEP cree que los países de la OCDE impulsarán políticas de bajo consumo en algún momento en el futuro; cuando eso suceda, definitivamente reducirá las ventas de petróleo, y tanto la OPEP como la Administración de Información Energética (EIA) continuaron bajando sus estimaciones de consumo para 2020 durante los últimos cinco años. Una revisión detallada de las proyecciones de petróleo de la Agencia Internacional de Energía ha revelado que las revisiones de la producción, los precios y las inversiones mundiales de petróleo han sido motivadas por una combinación de factores de oferta y demanda. En conjunto, las proyecciones convencionales no OPEP han sido bastante estables en los últimos 15 años, mientras que las revisiones a la baja se asignaron principalmente a la OPEP. Las recientes revisiones al alza son principalmente un resultado del petróleo ajustado de los Estados Unidos.
La producción también enfrentará una situación cada vez más compleja; mientras que los países de la OPEP todavía tienen grandes reservas a bajos precios de producción, los embalses recién descubiertos a menudo conducen a precios más altos; gigantes offshore como Tupi, Guara y Tiber demandan altas inversiones y capacidades tecnológicas en constante aumento. Los reservorios de subsal como Tupi eran desconocidos en el siglo XX, principalmente porque la industria no podía sondearlos. Las técnicas mejoradas de recuperación de petróleo (EOR) (ejemplo: DaQing, China) continuarán desempeñando un papel importante en el aumento del petróleo recuperable en el mundo.
La disponibilidad esperada de recursos petroleros siempre ha sido alrededor de 35 años o incluso menos desde el comienzo de la exploración moderna. La constante de petróleo, un juego de palabras con información privilegiada en la industria alemana, se refiere a ese efecto.
Pico de aceite
El pico del petróleo es un término aplicado a la proyección de que la futura producción de petróleo (ya sea para pozos de petróleo individuales, campos petrolíferos enteros, países enteros o producción mundial) eventualmente alcanzará un pico y luego disminuirá a una tasa similar a la tasa de crecimiento antes del pico. estas reservas están agotadas. El pico de los descubrimientos de petróleo fue en 1965, y la producción de petróleo por año ha superado los descubrimientos de petróleo cada año desde 1980. Sin embargo, esto no significa que la producción potencial de petróleo haya superado la demanda de petróleo.
Hubbert aplicó su teoría para predecir con precisión el pico de la producción de petróleo convencional de EE. UU. En una fecha entre 1966 y 1970. Esta predicción se basó en los datos disponibles en el momento de su publicación en 1956. En el mismo documento, Hubbert predice el pico del petróleo mundial en " medio siglo "después de su publicación, que sería 2006.
Es difícil predecir el pico del petróleo en una región determinada, debido a la falta de conocimiento y / o transparencia en la contabilidad de las reservas mundiales de petróleo. Con base en los datos de producción disponibles, los proponentes han pronosticado previamente el pico para el mundo en los años 1989, 1995 o 1995-2000. Algunas de estas predicciones datan de antes de la recesión de principios de los años ochenta, y la consecuente reducción en el consumo mundial, cuyo efecto fue retrasar la fecha de cualquier pico por varios años. Del mismo modo que el pico de la producción de petróleo de 1971 en los Estados Unidos solo se reconoció claramente después del hecho, será difícil discernir un pico en la producción mundial hasta que la producción disminuya claramente. El pico también es un objetivo en movimiento ya que ahora se mide como "líquidos", que incluye combustibles sintéticos, en lugar de solo aceite convencional.
La Agencia Internacional de Energía (AIE) dijo en 2010 que la producción de petróleo crudo convencional alcanzó su punto máximo en 2006 a 70 MBBL / d, luego se aplanó en 68 o 69 a partir de entonces. Dado que prácticamente todos los sectores económicos dependen en gran medida del petróleo, el pico del petróleo, si ocurriera, podría conducir a una "falla parcial o total de los mercados". A mediados de la década de 2000, los temores generalizados de un pico inminente llevaron al "pico del movimiento petrolero", en el que más de cien mil estadounidenses prepararon, individual y colectivamente, el futuro "posterior al carbono".
Producción no convencional
El cálculo del pico de petróleo ha cambiado con la introducción de métodos de producción no convencionales. En particular, la combinación de perforación horizontal y fracturación hidráulica ha resultado en un aumento significativo en la producción de juegos anteriormente antieconómicos. Los analistas esperan que se gasten $ 150 mil millones para desarrollar aún más campos petroleros ajustados de América del Norte en 2015. El gran aumento en la producción de petróleo apretado es una de las razones detrás de la caída de precios a finales de 2014. Ciertos estratos de roca contienen hidrocarburos pero tienen baja permeabilidad y no grueso desde una perspectiva vertical. Los pozos verticales convencionales no podrían recuperar económicamente estos hidrocarburos. La perforación horizontal, que se extiende horizontalmente a través de los estratos, permite que el pozo acceda a un volumen mucho mayor de los estratos.