La extracción de petróleo es uno de los procesos industriales más complejos del mundo y, al mismo tiempo, uno de los más esenciales para el funcionamiento de la economía global. Pero, en definitiva, ¿cómo funciona? aceite se encuentra, se perfora y extraído ¿Cómo llega a las refinerías? ¿Y qué tecnologías permiten operar en entornos tan extremos como el presal brasileño, ubicado a más de 7 metros de profundidad?
Vea también: ¿Qué es onshore y offshore en el petróleo?
¿Cómo se extrae el petróleo?
La etapa de extracción es la que lleva el petróleo crudo de las formaciones subterráneas a la superficie. Comienza mucho antes de que aparezca la primera gota: depende de estudios geológicos, decisiones de ingeniería y equipos diseñados para funcionar a alta presión, altas temperaturas y en entornos hostiles.
La perforación es el punto de partida. En tierra, el proceso utiliza plataformas equipadas con torres y sistemas de bombeo. Aquí es donde entra en juego el "tractor mecánico", quizás el equipo más reconocible del sector. Se mueve hacia arriba y hacia abajo cuando la presión natural ya no es suficiente para impulsar el petróleo a la superficie. En algunos países, incluso se ha convertido en un símbolo de las regiones productoras.
Luego de perforado el pozo, comienzan las etapas de producción, las cuales varían de acuerdo a la cantidad de presión presente en el yacimiento.
1 – Extracción primariaEn las primeras etapas de la vida de un pozo, la presión natural del yacimiento impulsa el petróleo hacia la superficie. Durante este período, el pozo puede producir petróleo sin la ayuda de equipos adicionales. Cuando esta fuerza interna disminuye, se instalan bombas para mantener el flujo.
2 – Extracción secundariaDespués de cierto tiempo, el yacimiento pierde suficiente energía para mantener el petróleo en movimiento. Para prolongar la producción, se inyecta agua o gas en el yacimiento. Este aumento de presión vuelve a presurizar el yacimiento e impulsa volúmenes adicionales de petróleo hacia el pozo. Es un paso crucial para aumentar la eficiencia del área y evitar que grandes cantidades de petróleo queden atrapadas en las rocas.
3 – Recuperación avanzadaLa fase terciaria incluye métodos aún más sofisticados. Se utiliza cuando hay petróleo remanente que la presión natural y la inyección de agua no han logrado recuperar. La idea es alterar el comportamiento del petróleo dentro de la roca para hacerlo más fluido. Las técnicas implican:
- inyección de vapor para calentar el aceite y reducir su viscosidad;
- Inyección de CO₂ u otros gases que mejoran la movilidad;
- El uso de surfactantes o polímeros, capaces de reducir la tensión entre fluidos y facilitar el movimiento del petróleo.
Estos métodos incrementan significativamente el costo de la operación, pero evitan que se abandonen campos aún productivos.
4 – Fracturación hidráulica (fracking)Esta técnica, conocida por el crecimiento de la producción de gas y petróleo de esquisto, consiste en inyectar fluidos a alta presión en la roca para crear microfracturas. Con estas fisuras, el petróleo puede entrar al pozo con mayor facilidad.
5 – Perforaciones en alta marLa extracción offshore es una de las áreas más complejas de la industria. Alcanza yacimientos ubicados a kilómetros de la costa y a profundidades que pueden superar los 3 metros. La perforación se realiza desde plataformas fijas, semisumergibles o buques de perforación. Es una operación que exige robustez, redundancia y atención constante, ya que factores como fuertes vientos, oleaje alto y variaciones climáticas pueden interferir en el proceso. La producción suele procesarse y almacenarse en FPSO, buques flotantes de producción, almacenamiento y descarga capaces de operar durante largos periodos.
3 pasos para la exploración petrolera
La producción de petróleo y gas opera dentro de una cadena de valor que incluye tres etapas: exploración y producción, transporte y almacenamiento, y refinación y distribución.
- Exploración: Esta es la fase inicial del proceso de exploración y producción. Implica la identificación de posibles reservas de petróleo y gas mediante diversos métodos geológicos y geofísicos, como estudios sísmicos e imágenes satelitales. El objetivo es encontrar yacimientos que contengan volúmenes económicamente viables de petróleo o gas.
- Perforación: Tras una exploración exitosa, comienza la fase de perforación. Plataformas de perforación especializadas perforan pozos en yacimientos identificados para acceder al petróleo o gas subterráneo. Este proceso puede ocurrir en tierra o en alta mar, según la ubicación de las reservas.
- Extracción: La etapa final del proceso upstream es la extracción. En esta fase, el petróleo o el gas se extrae del pozo a la superficie. En algunos casos, se pueden emplear métodos de recuperación secundaria, como la inyección de agua o gas en el pozo, para maximizar la extracción.
- Transición a través de operaciones intermedias.
Las operaciones de procesamiento y almacenamiento de petróleo y gas (midstream) constituyen el vínculo entre la extracción de materias primas y la entrega de productos utilizables. Es un puente que abarca el procesamiento, el almacenamiento y el transporte de petróleo y gas.
- Procesamiento: El crudo resultante de la extracción suele contener impurezas y diversos hidrocarburos que deben separarse. Esto se realiza en la fase de procesamiento, donde el petróleo o el gas se trata para cumplir con las especificaciones del mercado.
- Almacenamiento: Tras su procesamiento, el petróleo y el gas se almacenan en tanques o instalaciones especialmente diseñados. El almacenamiento garantiza la seguridad de estos recursos hasta que estén listos para su transporte a diversas plantas de refinación.
- Transporte: Esta fase implica el traslado del petróleo y el gas desde los sitios de extracción hasta las refinerías y unidades de procesamiento. Dependiendo de la distancia y la infraestructura disponible, el transporte puede realizarse mediante oleoductos, camiones o buques cisterna.
La etapa de refinación y distribución de petróleo y gas es donde el petróleo y el gas se transforman en productos terminados para uso industrial y de consumo. Esta etapa también incluye la venta y distribución de estos productos.
- Refinación: En esta fase, el petróleo crudo se transforma en una amplia variedad de productos, como gasolina, diésel, queroseno de aviación, fueloil y asfalto. El gas natural, a su vez, se procesa para producir productos como etano, propano y butano.
- Distribución: La etapa final del proceso de producción de petróleo y gas es la distribución. Esta fase implica la venta y entrega de productos a consumidores, empresas e industrias. Incluye gasolineras, proveedores de calefacción residencial, centrales eléctricas y empresas petroquímicas, entre otros.
¿Cómo se extrae el petróleo del fondo marino?
Cuando se encuentra petróleo en el fondo marino, las operaciones dependen de plataformas y buques especializados, así como de una monitorización constante y un mayor nivel de seguridad. En aguas someras, se utilizan plataformas autoelevables, que se apoyan en el fondo marino. En aguas más profundas, entran en funcionamiento plataformas semisumergibles y buques de perforación, capaces de perforar a miles de metros de profundidad.
En pozos ya perforados, se instala equipo submarino. Los árboles de Navidad submarinos controlan el flujo del pozo en el lecho marino; los tubos ascendentes flexibles se conectan a la plataforma; y los umbilicales proporcionan energía y controlan válvulas y sensores. La producción se realiza principalmente en FPSO, buques flotantes de producción, almacenamiento y descarga que procesan y almacenan el petróleo.
El costo también varía. La perforación offshore es más costosa y lenta porque depende de una logística compleja, condiciones climáticas favorables y equipos que funcionen incluso en condiciones extremas. Es un modelo que solo funciona cuando existen reservas lo suficientemente grandes como para compensar la inversión, como las reservas del presal brasileño.
Los riesgos ambientales también son diferentes. En tierra, los derrames tienden a contenerse más rápidamente. En el mar, una fuga puede extenderse kilómetros y tardar días en controlarse.
En la producción terrestre, el trabajo se realiza en tierra. Este tipo de operación utiliza equipos industriales clásicos, como la plataforma de perforación terrestre, encargada de abrir el pozo. Tras la disminución de la presión natural, entran en juego los sistemas de bombeo, principalmente el camión bomba, la unidad que sube y baja extrayendo el petróleo. También son comunes los separadores de petróleo y gas, las bombas hidráulicas y los tanques de almacenamiento.
¿Y cómo funciona la extracción de petróleo en la capa presal?
La extracción de petróleo en la capa presal solo se realiza en alta mar y en aguas ultraprofundas. Los yacimientos se encuentran a más de 7 metros de profundidad, bajo una gruesa capa de sal. Por lo tanto, todo debe ser robusto, preciso y automatizado.
Según información de la ANP (Agencia Nacional de Petróleo, Gas Natural y Biocombustibles), el petróleo se encuentra atrapado en rocas porosas que se encuentran bajo la sal. Para alcanzarlo, las empresas perforan el fondo marino, atravesando el agua, las capas de sedimentos y, finalmente, la sal. Solo después de esto, la perforación llega al yacimiento.
La perforación comienza con un equipo instalado en el fondo marino, llamado árbol de Navidad sumergido, que actúa como una "torre de control" para el pozo. Abre, cierra y regula la producción.
El pozo se perfora mediante barcos perforadores o plataformas semisumergibles, que son enormes unidades capaces de operar donde el océano alcanza profundidades de 2 a 3 metros.
Estas plataformas utilizan:
- Sarta de perforación: tubería larga que llega hasta el fondo del mar.
- BOP (Blowout Preventer): un dispositivo de seguridad esencial que cierra el pozo si hay un aumento repentino en la presión.
- Sistemas de posicionamiento dinámico, que mantienen el barco en el mismo lugar sin necesidad de ancla.
Una vez completado el pozo, entran en acción los buques flotantes de producción, almacenamiento y descarga (FPSO). Estos son los buques plataforma que producen, procesan, almacenan y envían el petróleo a los buques cisterna. Reciben el petróleo a través de tuberías ascendentes, oleoductos flexibles que conectan el lecho marino con la plataforma.
Equipos utilizados en la extracción de petróleo
El proceso de extracción de petróleo implica diversos equipos y tecnologías para extraer eficientemente el petróleo del suelo. Comprender estos equipos es crucial para comprender las complejidades de los métodos de extracción.
Equipos de perforaciónLas plataformas de perforación son fundamentales para el proceso de extracción de petróleo. Se utilizan para perforar pozos subterráneos y acceder a los yacimientos petrolíferos. Estas plataformas pueden ser terrestres o marítimas, según la ubicación de los yacimientos. Las plataformas de perforación avanzadas están equipadas con tecnologías modernas para minimizar el impacto ambiental y maximizar la eficiencia de la extracción.
BrocasLas brocas se fijan al extremo de la plataforma de perforación y son cruciales para penetrar las capas de la Tierra. Existen varios tipos de brocas, como las de cono de rodillo, las de corte fijo y las impregnadas de diamante, cada una diseñada para formaciones rocosas específicas y técnicas de extracción de petróleo.
Bombas de aceiteTras la perforación de un pozo, se utilizan bombas de petróleo para extraer el crudo a la superficie. Existen diferentes tipos de bombas, como las bombas de viga (comúnmente conocidas como bombas de succión), las bombas electrosumergibles (BES) y las bombas de cavidad progresiva (PCP). La elección de la bomba depende de factores como la profundidad del pozo y la viscosidad del petróleo.
Par termoeléctrico: la termopares Se utilizan en la extracción de petróleo, tanto en operaciones terrestres como marítimas. Forman parte del sistema de medición y control de temperatura en diversas etapas del proceso de producción.
separadoresConsiderados vitales en el proceso de extracción de petróleo, separan la mezcla extraída de petróleo, gas y agua en sus componentes individuales. Estos separadores pueden funcionar por gravedad o fuerza centrífuga y aumentan la eficiencia de los procesos de refinación posteriores.
Tanques de almacenajeTras la separación, el petróleo crudo se almacena en grandes tanques antes de ser transportado a las refinerías. Estos tanques de almacenamiento están diseñados para manejar grandes volúmenes de petróleo y garantizar una contención segura, evitando fugas y contaminación ambiental.
Infraestructura de tuberíasLos oleoductos son la forma más eficiente de transportar petróleo crudo desde los sitios de extracción hasta las refinerías. Esta infraestructura es crucial para mantener un flujo constante de petróleo y garantizar el suministro estable necesario para satisfacer la demanda energética mundial. Los sistemas avanzados de monitoreo de oleoductos ayudan a detectar fugas y a garantizar la integridad del proceso de extracción de petróleo.
Productos Alutal para la industria petrolera.
Alutal cuenta con una cartera consistente de equipos orientados al sector petrolero, que combinan precisión, robustez y tecnología desarrollada para soportar las condiciones más severas de las operaciones de extracción, procesamiento y transporte de petróleo y gas. En el mercado, la empresa es reconocida por la confiabilidad de los instrumentos que produce, componentes clave para mejorar la seguridad de las instalaciones, aumentar la eficiencia energética, reducir los tiempos de inactividad inesperados y garantizar el cumplimiento de los estándares internacionales de la industria.
La empresa cuenta con una reconocida línea de instrumentos utilizados en el sector, centrados en la precisión y robustez, esenciales en entornos como plataformas marinas y terrestres, y unidades de procesamiento. Sus principales características incluyen:
- Termopares y termómetros de resistencia (PT100), incluidos modelos con aislamiento mineral, multipunto y antivibración.
- Transmisores temperatura para la integración con sistemas industriales.
- Interruptores y transmisores de nivel ultrasónicos y radares de ondas guiadas, utilizados en tanques y separadores.
- Medidores de flujo térmico de la línea Thermotel (TA2, TD1/TD2 y TG1/TG2).
- Sensores de vibración Metrix, como el SA6200 y el 5550 Switch, para la protección de bombas y compresores.
La marca se posiciona como un proveedor estratégico de instrumentación para toda la cadena de suministro de petróleo.
