INTRODUCCION A LA INDUSTRIA PETROLERA I.-Capítulo 1 Agosto 2019 2 3 4 5 6 Gracias Lineamientos 7 Normas: agresión 8 Normas: Puntualidad de asistencia: Contarán con una tolerancia máxima de 05 minutos para su presencia en clase. Aquella persona que salga de clase se considera que no asistió Elaboración de trabajos y tareas: Los trabajos y tareas encargados se deberán entregar en tiempo y forma, acorde con la rúbrica correspondiente, si existe un retraso, considerar que se bajarán puntos. Se conformarán equipos para las actividades que se considere que se requiere dentro y fuera del salón de clases Es responsabilidad de cada alumno llevar control de sus calificaciones en el GRADEBOOK así como recuento de sus inasistencias, recordando que por ser una clase de 2 sesiones únicamente pueden tener 6 faltas acumuladas en el semestre 9 Favor de: No utilizar el celular en clase, a excepción de: Se solicite investigar y/o desarrollar un tema específico dentro del aula 10 Días y horarios de clase: Lunes y martes de 09 a 11 horas INICIO DE CLASES: El 19 de agosto de 2019. CONCLUSIÓN DE CLASES: El 07 de diciembre de 2019 SUSPENSIÓN DE LABORES: Lunes 16 de septiembre y 18 de noviembre Por medio del siguiente correo electrónico: [email protected] Se enviarán los archivos de la clase del día y documentos(PDF) Se recibirán las tareas (PDF) y el planteamiento de preguntas, las cuales tendrán respuesta máximo en 24 horas Horario de asesoría presencial: Atención presencial todos los martes de 16:00 A 18:00 Favor de solicitar con anterioridad para programarla. 11 Horario de Clases NOMBRE DE LA MATERIA INTRODUCCIÓN A LA INDUSTRIA PETROLERA LUNES MARTES 09:00-11:00 D355 09:00-11:00 E142 C019 Fechas de EVALUACIONES MENSUALES Año 2019 Primer Parcial Lunes 23 SEP Segundo Parcial Lunes 28 OCT Tercer Parcial Lunes 02 DIC 12 13 14 Introducción a la Industria Petrolera Ing. María Rosalía Ondarza Borges Ingeniero Geofísico IPN Más de 30 años de experiencia en la industria petrolera dentro y fuera de PEMEX Maestría en MBA especialidad Finanzas UVM campus Veracruz Asesor a PEMEX de los años 2012 a 2014 Catedrática de estudios de Posgrado UVM campus Veracruz Catedrática de la carrera de Ingeniería Petróleo y Gas, diversas materias del año 2016 a la fecha Correo electrónico: [email protected] 15 OBJETIVO GENERAL: Explicar el origen del petróleo desde su formación hasta el desarrollo y evolución de la industria en México y el mundo, familiarizándose con las etapas y procesos de explotación de hidrocarburos, con la motivación a desempeñar un rol activo en el desarrollo petrolero del país, integrando una visión geopolítica y económica de la industria petrolera y su entorno. REFERENCIAS: CONSULTAR EL SYLLABUS 16 Introducción a la Industria Petrolera PROGRAMA CONTENIDO 1. Teoría inorgánica Identificar las causales de los orígenes del petróleo, así como los diversos tipos de depósitos de hidrocarburos y sus composiciones físico – químicas. 2. Historia de la Industria Petrolera desde una visión geopolítica Explicar la prospectiva de los escenarios de producción con base en el desarrollo de la industria petrolera y pronósticos que la industria realiza para la perforación y producción 3. Desarrollo de la industria petrolera mexicana Distinguir la estructura de las organizaciones para el funcionamiento óptimo y futuro de cualquier empresa de la industria petrolera, realizando cálculos de probabilidad mediante fórmulas y el uso de las tablas correspondientes a cada organización de operación-técnico-administrativa 17 Introducción a la Industria Petrolera PROGRAMA CONTENIDO 4. Organizaciones de la industria en el sector público y privado Exponer como funciona una organización pública y privada en diversos escenarios a nivel nacional e internacional y su impacto en la producción de hidrocarburos . 5. Análisis del anuario estadístico de producción en México Distinguir los índices de producción de áreas estratégicas de la industria petrolera en México para comprender y explicar la integración de nuevas organizaciones 6. Constantes y variables de la IP Distinguir los tipos de constantes y variables aleatorias discretas a fin de establecer la función de equivalencias de los S.I. de pesas y medidas con el sistema Ingles. 18 The Prize "The Epic Quest Of Oil, Money And Power Daniel Yergin Simon And Schuster, 1991 y A.S. Oro Negro. MI Carlos Fernando González Carrillo https://www.bp.com/en/global/corporate/energy-economics/statisticalreview-of-world-energy/oil.html PÁGINA OFICIAL DE PETRÓLEOS MEXICANOS ANUARIOS ESTADÍSTICOS PEMEX DIVERSOS AÑOS BASE DE DATOS INSTITUCIONAL PEMEX MEMORIA DE LABORES PEMEX, ENTRE OTROS DOCUMENTALES TALES COMO LA SERIE DE 10 CAPÍTULOS DE Cien años de historia del petróleo en México (https://www.youtube.com/channel/UCgYuA5MKTkZHVidRELDHHWg) INGENIERÍA PETROLERA Historia del petróleo (History channel) CAP DEL 1 AL 10 19 ORIGEN DEL UNIVERSO Características de la teoría del Big Bang Teoría de la Gran Explosión. Sostiene: El Universo tal y como lo conocemos, tuvo su origen aproximadamente hace 13,700 millones de años en una gran explosión. * Toda la materia existente en el universo actualmente estaba concentrada en tan sólo un punto. Desde el momento de la explosión, la materia comenzó a expandirse y aún lo está haciendo en la actualidad. Los científicos no paran de repetir que el universo está en continua expansión. (incluye la teoría del universo en expansión). *NASA: Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), La edad del universo de acuerdo con la teoría del Big Bang (Gran Explosión), es el tiempo histórico del universo definido por su enfriamiento y expansión desde su densidad singular en la Gran Explosión. El consenso de los científicos contemporáneos es de unos 13,798 ± 37 millones de años, (entre 13,761 y 13,835 millones de años). https://es.wikipedia.org/wiki/Edad_del_universo 21 https://www.cia.gov/library/publications/the-world-factbook/ ESTADÍSTICAS FORO ECONÓMICO MUNDIAL INTELIGENCIA ESTRATÉGICA Y MUCHAS FUENTES MÁS 22 LA TEORIA DEL BIN BANG LA GRAN EXPLOSION Características de la teoría del Big Bang Formación de estrellas y galaxias Las primeras estrellas se cree que: comenzaron a formarse hace 13,250 millones de años. ( 550 millones de años tras la explosión empezaron a aparecer). Las galaxias más antiguas se originaron hace 13,200 millones de años, Nuestro sistema solar, se formó hace 4.600 millones de años 26 Composición química del universo Hidrógeno compone el 75% Helio el 23 % Todos los demás elementos 2% Video Origen del Universo 32 33 OBJETIVO GENERAL: Conocer, analizar e identificar a la industria petrolera la que engloba la cadena de valor desde la exploración, hasta la comercialización de productos del petróleo. Comprender la magnitud de su influencia en los ámbitos políticos, económicos, sociales, culturales y ambientales de donde se desarrolla. 34 Proceso de Exploración y Producción Refinación Exploración Producción PQ básica Transporte Comercialización PQ secundaria UPSTREAM (E&P) DOWNSTREAM Proceso de Exploración y Producción Evaluación del Potencial Petrolero Incorporación de Reservas Desarrollo de Campos Delimitación Explotación de Campos Comercialización Unidad de Análisis Cuenca Sistema Petrolero Recursos Prospectivos de Plays Establecidos e Hipotéticos Play Prospecto Reservas Incorporadas Yacimiento Reservas Reclasificadas 1P, 2P, 3P Geociencias Ingeniería Proceso de Exploración y Producción Evaluación del Potencial Petrolero Incorporación de Reservas Desarrollo de Campos Delimitación Explotación de Campos Comercialización Unidad de Análisis Cuenca Sistema Petrolero Recursos Prospectivos de Plays Establecidos e Hipotéticos Play Prospecto Reservas Incorporadas Yacimiento Reservas Reclasificadas 1P, 2P, 3P Geociencias Ingeniería Contenido del curso 1. 2. 3. 4. 5. 6. Origen del petróleo Historia de la Industria Petrolera Desarrollo de la Industria Petrolera Mexicana Organizaciones de la Industria en el sector público y privado Análisis del anuario estadístico de producción en México Constantes y variables de la industria petrolera LIBROS BASE (Capítulos del 1al 3) The Prize "The Epic Quest Of Oil, Money And Power Daniel Yergin Simon And Schuster, 1991 y A.S. Oro Negro. MI Carlos Fernando González Carrillo REFERENCIAS: CONSULTAR EL SYLLABUS 38 Glosario De Términos Petroleros Colegio De Ingenieros Petroleros De México A.C ANUARIOS ESTADÍSTOS, INFORME ANUAL, EVALUACIONES ANUALES DE RESERVAS. PEMEX PORTAL https://www.pemex.com/ri/Publicaciones/Paginas/default.aspx BASE DE DATOS ISNTITUCIONAL DE PEMEX BP Statistical Review o f World Energy 2019 | 68th edition https://www.bp.com/en/global/corporate/energyeconomics/energy-outlook.html 39 © World Economic Forum 41 Inorgánica Teorías sobre el origen del Petróleo Orgánica 42 Carburo TEORÍAS INORGÁNICAS Base de Carbonato de Calcio, Sulfato de Calcio y Agua Caliente 43 TEORÍAS INORGÁNICAS Carburo ➢ Se fundamentó en experimentos de laboratorio mediante los carburos de calcio, hierro y varios otros elementos en la presencia del agua producían hidrocarburos. ➢ Se presumía que a través de las grietas de la tierra los compuestos de hidrocarburos así formados, llegaban a la superficie es forma de gas y/o liquido. ➢ Esta teoría tuvo, o tiene, sus mas acendrados defensores entre los químicos pero no es aceptada por la gran mayoría de los geólogos. 44 Base de Carbonato de Calcio, Sulfato de Calcio y Agua Caliente ➢ Algunos investigadores propusieron esta teoría apoyados en la idea de que los dos compuestos, en gran abundancia y en asociación con la naturaleza, eran capaces de producir los constituyentes del petróleo en la presencia de agua caliente. ➢ Por medio de esta teoría no se pudo explicar convincentemente el proceso químico compuesto. 45 Vegetal TEORÍAS ORGÁNICAS Carbón 46 Vegetal ➢ La inmensa abundancia de algas y otras plantas marinas en las costas, mares y océanos representa suficiente material para formar petróleo si se procesan adecuadamente ➢ También han sido consideradas plantas diatomeas como fuente del origen y formación del petróleo. Estas son algas unicelulares que viven en el mar, en agua dulce o en tierra húmeda en cantidades asombrosas. ➢ Su abundante presencia en muchos estratos lutíticos bituminosos de las edades geológicas sugiere que estos organismos microscópicos tienen parte en el origen del petróleo. 47 Carbón ➢ Se ha determinado que por destilación de tipos de carbón lignítico y bitumoso se obtienen hidrocarburos equivalentes a los componentes del petróleo. ➢ De estos experimentos se han formulado la idea de que resultados similares se obtienen en la naturaleza cuando grandes volúmenes de carbón son sometidos a presiones y temperaturas adecuadas. ➢ Esta teoría tiene un buen grado de validez si se considera que en muchos campos petrolíferos del mundo existen estratos de carbón 48 Los hidrocarburos son compuestos químicos, mezcla compleja de carbono e hidrógeno (C, H) CARBONO (76 AL 86% ) HIDRÓGENO (5 AL 14%) + Gases Ácidos Gases no ácidos Gas Inerte Trazas de metales H2 S OXIGENO HELIO HIERRO CO2 NITROGENO NÍQUEL VANADIO Composición Química De acuerdo con el número de moléculas que contengan y de su arreglo molecular, los hidrocarburos se clasifican en: NO SATURADOS SATURADOS CÍCLICOS ALCANOS O PARAFINICOS (Etano) ALQUENOS U OLEFINAS (Etileno) NAFTENOS ALQUINOS (Acetileno) AROMATICOS (benceno) Los hidrocarburos cíclicos se nombran igual que los hidrocarburos (alcanos, alquenos o alquinos) del mismo número de átomos de carbono, pero anteponiendo el prefijo "ciclo-". 50 La fórmula general de los hidrocarburos alcanos: “n” es el número de moléculas. Cn H2n+2 SATURADOS ALCANOS O PARAFINICOS (Etano) ▪ CH4 y C5H12 GAS ▪ C6H14 al C12H26 GASOLINAS KEROSENOS Metano CH4 C1H (1*2)+2 ▪ C12H26 al C18H38 Etano C2H(2*2)+2 ▪ A partir del C18H38 LUBRICANTES, ▪ A partir del C20H42 PARAFINAS, ▪ A partir del C32H66 ASFALTOS. C2H6 Propano C3H8 Butano C4H10 C3H(3*2)+2 C4H (4*2)+2 51 Se encuentran en los tres estados de la naturaleza PIZARRAS BITUMINOSAS “OIL SHALE” SÓLIDO ARENAS BITUMINOSAS “TAR SANDS” LÍQUIDO PETROLEO (ACEITE) GAS NATURAL GASEOSO LPG BIOGAS Clasificación de los hidrocarburos GASEOSOS GAS DE PANTANOS GAS NATURAL FLUIDO PETRÓLEO ACEITE CRUDO ASFALTO BITUMINOSOS VISCOSO BREA ASFALTITA GILSONITA LIGNITO SUB BITUMINOSO SÓLIDO CARBÓN BIUTUMINOSO ANTRACITA KERÓGENO LUTITA BITUMINOSA PETROLÍFEROS CEROSOS CERA MINERAL SÓLIDO Su formación es similar a la del petróleo convencional, pero a menor presión y temperatura, en rocas sedimentarias, como: ESQUISTOS, PIZARRAS O LUTITAS BITUMINOSAS, que tienen un alto contenido de materia orgánica sólida compuesta por moléculas de alto peso y puede quemarse fácilmente sin un proceso adicional (the rock that burn), Es posible convertir la materia orgánica en petróleo mediante procesos de calentamiento (hasta 500 °C) al vacío, y su posterior destilación. (CRUDOS SINTÉTICOS) Su extracción puede ser de tipo mina a cielo abierto BITUMINES Mezclas viscosas de hidrocarburos de molécula muy pesada, y productos sulfurosos minoritarios. Tienen alta densidad y viscosidad. ARENAS ASFÁLTICAS Rocas sedimentarias de tipo arenas gruesas que contienen productos petrolíferos pesados, en las que el bitumen representa del orden del 18 al 20% en peso de la roca. Su viscosidad es muy elevada Desde el punto de vista geoquímico, están formadas fundamentalmente por asfáltenos y productos complejos ricos en nitrógeno, azufre, oxígeno. PIZARRAS BITUMINOSAS Son rocas sedimentarias arcillosas, o carbonatadas (margas), ricas en kerógeno y pobres en bitumen (0.5-5%), y capaces de producir hidrocarburos por pirólisis, a unos 500ºC. Ocasionalmente reciben la denominación de "esquistos bituminosos", aunque en forma indebida ya que nunca se trata de materiales metamórficos. La materia orgánica que contienen está formada por restos de algas lacustres o marinas Pirólisis o cracking. La descomposición de una sustancia por la sola acción del calor, se denomina pirólisis. Su extracción puede ser de tipo mina a cielo abierto OIL SHALE PROCESO DE QUEMADO IN SITU Se inyecta aire y gas precalentado por medio de pozos inyectores para quemar los esquistos y licuar el petróleo líquido que se extrae por medio de pozos productores HIDRATOS DE METANO • • • Los hidratos de metano son moléculas de metano en estructuras de moléculas de agua, que bajo condiciones de presión y temperatura que existen en el talud continental y en las regiones polares (permafrost) se convierten en sustancias sólidas cristalinas (hielos de metano). Se encuentran principalmente en los poros de los sedimentos arenosos cementándolos. Se estima que mas de la mitad de las reservas de combustibles fósiles que se encuentran en el planeta corresponde a hidratos de gas submarinos, también conocidos como “ORO BLANCO” Materia orgánica producto de sedimentos asociados a ríos se depositan en el mar Los microbios se alimentan de esa materia orgánica descompuesta La materia llega hasta el fondo del mar, donde se descompone La baja temperatura la congela Libera metano en forma de burbujas Alta presión evita que suba a la superficie Gas natural atrapado en los hielos submarinos 61 Características • Un metro cúbico de hidrato de metano contiene aproximadamente 164 metros cúbicos de gas metano con tan solo 0.84 metros cúbicos de agua. • Constituye una fuente energética alternativa de gran proyección mundial, con reservas estimadas que superan las reservas s actualmente reconocidas para los recursos energéticos fósiles convencionales. • Un problema ecológico: No es fácil impedir la liberación de metano a la atmósfera incrementando hasta 10 veces el efecto invernadero Hidrocarburos en fase líquida CRUDOS PARAFÍNICOS Predominan los hidrocarburos saturados - Baja viscosidad - colores claros - baja densidad (aproximadamente 0,850 gr/cm3) - .Por destilación producen abundante parafina y poco asfalto. Proporcionan mayores porcentajes de nafta y aceite lubricante. (PENSSYLVANIA, LIBIA) CRUDOS BASE MIXTA CRUDOS NAFTÉNICOS CRUDOS AROMÁTICOS CRUDOS SULFUROSOS Compuesto de bases intermedias, formados por toda clase de hidrocarburos: Saturados, no saturados y cíclicos. La mayoría de los yacimientos mundiales son de este tipo. Presentan una cantidad más grande de naftenos, hidrocarburos de la serie anulares o cíclicos (Venezuela) En los que se encuentran hidrocarburos bencénicos (Borneo) Contienen sulfuro de hidrógeno y mercaptanos formados por la fijación de azufre sobre un hidrocarburo (Oriente Medio) Propiedades físicas y químicas Propiedad física: característica que puede ser estudiada usando los sentidos o algún instrumento específico de medida Se manifiestan como: cambios de estado, cambios de temperatura, presión, densidad, entre otros Propiedad química: Se observan cuando una sustancia sufre un cambio químico (en su estructura interna, se tienen cambios irreversibles). Pueden ser: cocción, reacción, rocas metamórficas, entre otras 65 Propiedades De Los Hidrocarburos • • • • Densidad Viscosidad Índice de refracción Coeficiente de expansión • Punto de ebullición • Punto de congelamiento • Punto de combustión • • • • • • Poder calorífico Calor especifico Volatilidad Tension de vapor Conductividad térmica Acidez (contenido de azufre) DENSIDAD PESO POR UNIDAD DE VOLUMEN (gr/cm³) Depende de su composición y se mide internacionalmente con la unidad conocida como GRADOS API (American Petroleum Institute) A mayor número de grados API mayor contenido de hidrocarburos ligeros y mayor valor en el mercado. °API = (141.5 / densidad gr/cm3) – 131.5 Ejemplo: 0.890 gr/cm3 = (141.5/0.890) – 131.5 = 27.5 °API DENSIDAD TIPO DE ACEITE gr /cm3 °API Menor de 1.000 Menor de 10 PESADO 1.000 a 0.920 10.0 a 22.3 MEDIANO 0.920 a 0.870 22.3 a 31.1 LIGERO 0.870 a 0.830 31.1 a 39.0 SUPER LIGERO Menor a 0.830 Mayor de 39.0 SUPER PESADO Anuario Estadistico 2017 69 Calor específico Es la propiedad que permite que los hidrocarburos alcanos puedan ser utilizados como fuente de energía, al desprender una gran cantidad de calor durante su combustión. Esta propiedad se aplica para la obtención de energía, a través de sus productos refinados: gasolina, gas- oil (diésel), fuel- oil, keroseno, etc. Se define como “la energía producida por unidad de volumen” y es dependiente de la densidad. DENSIDAD gr/cm3 CALOR COLORÍFICO cal/gramo 0.700 a 0.800 11.700 a 11.100 0.800 a 0.900 11.100 a 10.675 0.900 a 0.950 10.675 a 10.500 La coloración del aceite varía desde el negro, pardo, rojizo, amarillento, verdoso y cristalino dependiendo de la cantidad de hidrocarburos ligeros que contenga. Viscosidad • ES LA MEDIDA DE RESISTENCIA DE LOS LÍQUIDOS A FLUIR DEBIDO A LA FRICCIÓN INTERNA. • Cuanto más viscoso es un líquido, más lento es su flujo. La viscosidad de un líquido suele disminuir con el aumento en la temperatura, • La unidad es el POISE (kg/seg.m) o el PASCAL-SEG • Para la viscosidad del petróleo se usa el CENTIPOISE (cp), y su valor varía entre los 0.2 y los 1,000 cp Olor Volatilidad 74 Unidades de medición de volumen del aceite 1 barril = 42 galones 1 galón = 3.785 litros 42 x 3.785 1 m3 = 1000 litros 1 bl =158.98 litros 1000 / 158.98 1 m3 = 6.29 bl Tarea 1 Fecha máxima de entrega: 26 DEAGOSTO 2019 Trabajo individual INVESTIGAR y ELABORAR UN REPORTE: Las propiedades de los hidrocarburos y los usos más comunes Complementar a los vistos en clase AL MENOS SE DEBEN REPORTAR 10 Tratar de escribir con palabras propias Se requiere: Introducción Desarrollo Conclusiones Fuentes de información (referencias) Favor de revisar ortografía Mandar en formato PDF: [email protected] NOMBRE DEL ARCHIVO A ENVIAR: Apellido1_Apellido2_Nombre_tarea1 76 Hidrocarburos en fase gaseosa ❑ GAS NATURAL. Mezcla de gases ligeros que se encuentra en el yacimiento ya sea disuelto o asociado con el petróleo o en depósitos de carbón. Está compuesto principalmente por metano (90 ó 95% ), y suele contener otros gases como nitrógeno, sulfuro de hidrogeno , helio, mercaptanos, y hasta 49% de CO2 ❑ BIOGAS. Es el resultado de procesos de descomposición de restos orgánicos , plantas, animales y basura, conocido como “gas de los pantanos”, y en las plantas de tratamiento de aguas residuales urbanas, plantas de procesado de basura o de desechos orgánicos animales, etc. ❑ SHELL GAS. Es el gas que se encuentra en la roca generadora (lutita) ❑ LPG. Es la mezcla de propano y butano, en su fase gaseosa, contenidos en el gas natural y que pueden ser licuados mediante la reducción de temperatura (procesos criogénicos), hasta lograr su condensación. Yacimientos no convencionales Yacimientos convencionales Carbón gas metano Gas libre (gas no asociado) Gas asociado (aceite y gas asociado) Gas disuelto en el aceite (aceite bajo saturado) . Gas Shell Aceite saturado (gas liberado formando un casquete Tight oil GAS LIBRE .
