origen de hcs

7/23/2019 Origen de Hcs

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CAPITULO 4ORIGEN Y COMPOSICION DE LOS

HIDROCARBUROS



TEORIAS SOBRE EL ORIGEN DE LOSHIDROCARBUROS

• El origen del petróleo ha intrigado a loscientíficos quienes han formulado lassiguientes teorías:

COSMICA

ORGANICA

INORGANICA



TEORIA COSMICA

• La Teoría Cósmica considera que en la medidaen que se fue enfriando la mezcla de gases ypolvo interestelar que dieron lugar a nuestroplaneta hace 4,600 millones de años, la fuerza

de la gravedad y la radioactividad de suscomponentes, hicieron que los materiales sefueran separando de acuerdo con sutemperatura de fusión, acumulándose en sucentro metales como el hierro y el níquel,

mientras que se formaba una atmósferaconstituida por bióxido de carbono, hidrogeno yvapor de agua.



TEORIA COSMICA

• En la medida en que aumentó la concentraciónde hidrogeno proveniente del espacio exteriorse iniciaron reacciones químicas formando

monóxido de carbono que a 538º C tuvo unareacción de síntesis que dio origen a la primeramezcla de hidrocarburos. Al continuar elenfriamiento de la Tierra y llegar a latemperatura de149º C los hidrocarburos secondensaron y comenzó a llover petróleo,posteriormente el vapor de agua se condensó yllovió agua que lavó y arrastró al petróleo.



TEORIA COSMICA

• . Finalmente, los movimientos orogénicos de la cortezaterrestre que dieron lugar a las grandes cadenasmontañosas y los ciclos permanentes de erosión ysedimentación hicieron que el petróleo quedaraatrapado en el subsuelo.

• Esta teoría sostiene la posibilidad de que en unambiente de ríos y lagos de aceite, hayan podido surgirlas primeras formas de vida

• Esta teoría no tuvo gran aceptación; sin embargo, losdescubrimientos recientes de que el planeta Venus tiene

una atmósfera formada por hidrocarburos ha hecho quealgunos científicos retomen estos conceptos con mayorseriedad



TEORIA INORGANICA

• La Teoría Inorgánica fue postulada por primera vezen 1745 por el químico ruso Mijail BasilievichLomonosov y fue apoyada por científicos como elfrancés Berthelot (1866) el ruso Mendeleiev (1877) y elfrancés Sabatier (1902).

• Plantearon que los hidrocarburos se formaban en elsubsuelo como consecuencia de una serie dereacciones geoquímicas entre el hidrógeno elbióxido de carbono y el agua, bajo condicionesextremas de presión y temperatura.

• Está teoría no se logró sostener por la nuevainformación obtenida tanto en los yacimientospetroleros como en pruebas de laboratorio.



TEORIA ORGANICA

• La Teoría Orgánica es la más difundida yaceptada. Acepta lo postulado en la inorgánicaen cuanto a las reacciones geoquímicas peroincluye la presencia de material orgánico comomateria prima de los hidrocarburos.

• Está teoría parte de la formación de las rocas yde su proceso sistemático de erosión y

despositación de sedimentos, que en tiempogeológico dieron lugar a los esquistos o lutitas(lodo), las areniscas (arena) y las calcitas(carbonatos), siendo en esta etapa donde lahipótesis establece que organismos animales yvegetales que existieron en remotas épocasgeológicas, quedaron sepultados entre estossedimentos.

• Esta materia orgánica dispersa en la rocallamada “kerogeno” puede ser de origenmarino (sapropel) o de origen terrestre(húmico).



TEORIA ORGANICA

• Ambiente de depósito favorable. Cuencas de aguas someras con poco

oleaje y con abundancia de bacterias anaerobias que impiden laoxigenación y la descomposición de la materia orgánica• Sepultamiento de 2 mil a 4 mil metros• Incremento de presión por las capas suprayacentes• Temperatura entre los 60º y los 110º C• Contenido de kerogeno mayor al 0.5% en volumen

• Procesos bioquímicos y geoquímicos• transforman en tiempo geológico el kerogeno en hidrocarburos.



TEORIA ORGANICA

• La Teoría Orgánica se sustenta en elhecho que la gran mayoría de losyacimientos petroleros se han encontrado

en rocas de tipo sedimentario comocalizas, dolomías y areniscas, ubicadas enantiguas cuencas marinas y que en la

composición del petróleo se encuentransustancias de origen orgánico como laclorofila, el nitrógeno y la hematita.



TEORIA ORGANICA

• Por otra parte se ha comprobado quecuando el origen del kerogeno essapropélico (del griego saprós = podrido y

pelós = fango) la transformación será enaceite y gas, y cuando es húmico (relativoal humus) en gas



4.2 COMPOSICION DE LOSHIDROCARBUROS



ETIMOLOGIA DEL PETROLEO

• La palabra PETROLEO proviene del latín PETROLEUMPetro = piedra y Oleum = aceite

• Ha recibido diversos nombres como BETUN, ASFALTO, JUGOS DELA TIERRA, COLUMNAS DE FUEGO y VENEROSESCRITURADOS POR EL DIABLO.

• En México el petróleo que afloraba en la superficie fue llamado

CHAPOPOTE proveniente del Náhuatl “CHAPOCTLI”Chahuatl = grasa y Poctli = humo



COMPOSICIÓN QUIMICA

Los hidrocarburos son compuestos químicosmezcla compleja de carbono e hidrógeno, en unaproporción que varia del 76% al 86% de carbono ydel 10% al 14% de hidrógeno.

Contienen gases no ácidos como el oxigeno y elnitrógeno, gases ácidos como el bióxido de carbonoy el sulfhídrico y trazas de metales como el hierro,el níquel y el vanadio.

En la naturaleza se encuentran en los tres estados: Sólido (ESQUISTOS BITUMINOSOS) Líquido (PETRÓLEO) Gas (GAS NATURAL)




De acuerdo con el número de moléculasque contengan y de su arreglo molecular los

hidrocarburos se clasifican en: ALCANOS o PARAFINICOS (etano)

ALQUENOS u OLEFINAS (etileno)

ALQUINOS (acetileno) AROMATICOS (benceno)




La fórmula general de los hidrocarburos es: Cn H2n+2

donde “n” es el número de moléculas. Por ejemplo:

Metano CH4 C1H(2*1)+2

Etano C2H6 C2H(2*2)+2

Propano C3H8 C3H(3*2)+2

Por esta relación los hidrocarburos comprendidos entre CH4 y C5H12 producen gas, C6H14 y C12H26 producen gasolinas, C12H26 y C18H38 producen kerosenos, A partir del C18H38 producen lubricantes, A partir del C20H42 producen parafinas, Y a partir del C32H66 producen asfaltos.



CARACTERISTICAS FISICO-QUIMICAS DEL

PETRÓLEO CRUDO

En su fase líquida lacoloración del aceitevaría desde el negro

hasta el amarilloverdoso dependiendode la cantidad dehidrocarburos ligeros

que contenga.



DENSIDAD DEL PETROLEO

Su densidad, peso por unidad de volumen,depende también de su composición y semide internacionalmente con la unidad

conocida como grados API (AmericanPetroleum Institute) y es un valor dereferencia en cuanto a su valor comercial. Amayor número de grados API mayor es dicho

valor en el mercado.




PETRÓLEO CRUDO

La fórmula de conversión con las unidadesdel sistema métrico decimal (gr/cm3) es:ºAPI = (141.5 / densidad gr/cm3) – 131.5

por ejemplosi la densidad es de 0.890 gr/cm3,

los grados API son:

(141.5/0.890) – 131.5 = 27.5 ºAPI



En México se producen los siguientes tres tipos decrudo de exportación:

MAYA PESADO 22º API

ISTMO LIGERO 32º API

OLMECA SUPERLIGERO 39º API

VALORES DE DENSIDAD DEL PETRÓLEOCRUDO

Aceite gr /cm3 grados API

Pesado 1.000 - 0.920 10.0 – 22.3

Mediano 0.920 - 0.870 22.3 – 31.1

Ligero 0.870 - 0.830 31.1 – 39.0

Superligero < 0.830 > 39.0




PETROLEO CRUDO

La viscosidad absoluta del crudo, que es la medidade su resistencia a fluir debida a la fricción interna yque se expresa en términos del tiempo requeridopor unidad de volumen para fluir a través de un

orificio de diámetro determinado, varia en elyacimiento entre los 0.2 y los 1,000 centipoises. El centipoise (cp) es la centésima parte de la

unidad definida como: poise = 1 gr /seg x cm. Cuando se combina la viscosidad absoluta

con la densidad de un fluido, se habla de laviscosidad cinemática, medida enstokes = poises/(gr/cm3)



También se utilizan las

unidades de medición deVISCOSIDAD

Segundos Saybol Universal

(SSU)

Segundos Saybol Furol (SSF)

dependiendo del tipo de

viscosímetro que se emplee




GAS

En su fase gaseosa, los hidrocarburos seencuentran en el subsuelo en forma libre(yacimientos de gas no asociado) omezclado con el aceite (yacimientos deaceite y gas asociado). Una variante de esteúltimo caso se da cuando el aceite estásobresaturado de gas y éste se liberaformando un casquete de gas en el mismo

yacimiento. Su densidad es menor a la del aire, es decir

de 1 gr /cm3




GAS

Dependiendo del contenido de gases ácidos(CO2 y H2S) el gas natural se clasifica como:

GAS AMARGO

GAS DULCE Y de acuerdo con el contenido de licuables

(LPG y naftas), el gas natural se clasificacomo

GAS HUMEDO GAS SECO




GAS

La calidad del gas se mide por su Calor Específico, que es laenergía producida por unidad de volumen, debida a lapropiedad que tienen los alcanos de desprender una grancantidad de calor durante su combustión.

El calor específico se mide el kilocalorias (sistema métricodecimal) o en BTU (sistema inglés)

1 kilocaloria = 3.97 BTU

1 BTU = 0.252 kilocalorias

Las equivalencias entre estas unidades en relación con los

hidrocarburos son: 1 m3 de gas seco = 8,460 kilocalorias = 35,571.43 BTU

1 barril de crudo = 5,000 pies cúbicos de gas natural



Unidades de medición de volumen delaceite

El volumen de aceite se mide normalmente en m3 o en barrilesy sus conversiones son:

1 barril = 42 galones 1 galón = 3.785 litros

(42 x 3.785 = 158.98)

1 barril = 158.98 litros

1 m3 = 6.28 barriles

•



Unidades de medición de volumen delaceite

En la comercialización del crudo en algunos casos el volumense expresa en términos de peso (toneladas métricas) que seobtiene de multiplicar el volumen por su densidad.

Ejemplo:

1 tonelada métrica de crudo de 40 ºAPI = 7.64 barriles1 tonelada métrica de crudo de 30 ºAPI = 7.19 barriles1 tonelada métrica de crudo de 20 ºAPI = 6.75 barriles

•



Unidades de medición de volumen delgas

El gas, este se mide en m3 o en pies cúbicos. Suequivalencias son:1 m3 = 35.31 pies31 pie3 = 28.32 litros1 millón de pies cúbicos = 28,328 m3

Pie cúbico estándar (scf)60 ºF y 14.65 lb/pg2 (15 ºC y 1 kg/cm2)

Mcf = Miles

MMcf = millonesBcf = billón (mil millones)Tcf = trillón (millón de millones)

•



Bitumen natural

Aceite y gas

Gas naturalno asociado

Aceite crudo no convencional

Aceitecrudo

Gasnaturalasociado

Gas

seco

Gashúmedo

disuelto

libre

Gashúmedo

condensado

Líquidos

Enplanta

Gas seco

condensado

LíquidosEn

planta

Gas seco

Gas secoEquivalenteA líquidos

COMPONENTES DEL PETROLEO CRUDO EQUIVALENTE

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