El Petróleo: Composición y Origen

El petróleo es un compuesto químico de carbono (76 a 86%) e hidrógeno (14 a 24%). Elementos como el metano, etano, propano, butano y pentano, entre otros, son hidrocarburos que forman parte de otros compuestos de hidrocarburos, como el petróleo. El petróleo es el resultado de los cambios físico-químicos de la materia orgánica, soterrada en sedimentos, a través del tiempo geológico.

Cómo se Formó el Petróleo y los Yacimientos

La paleoatmósfera terrestre, al estar conformada por grandes cantidades de CO₂, permitió el desarrollo de organismos que utilizaron este gas como fuente de energía y como molécula básica para construir compuestos más complejos.

Los seres vivos, al morir y descomponerse, liberan los compuestos orgánicos al ambiente. Al ser incorporados a los sedimentos en condiciones físico-químicas favorables (ambiente anóxico), se convertirán en hidrocarburos líquidos y gaseosos, que conformarán el petróleo. En una atmósfera sin CO₂, el petróleo como tal no existiría.

El Querógeno: Materia Prima Fundamental

El querógeno es la materia prima fundamental para la generación de hidrocarburos líquidos y gaseosos. Se clasifica según su origen y composición:

• Lacustrino: Mayor cantidad de hidrógeno.
• Marino: Menor cantidad de hidrógeno.
• Terrestre: Más hidrógeno y oxígeno.

Etapas de Transformación del Querógeno

La formación del petróleo a partir del querógeno pasa por varias etapas:

• Diagenesis

  La materia orgánica comienza a perder H₂O y CO₂ y se inicia el fenómeno de policondensación (paso previo a la formación del querógeno). Este proceso tiene lugar en sedimentos recientes, muy cerca de la superficie.

• Catagénesis

  Etapa crítica donde el querógeno comienza a generar hidrocarburos en cantidades apreciables. La temperatura es el factor dominante, iniciando alrededor de los 700 – 800 °C. Al final, ocurren cambios en los hidrocarburos generados. Los cambios de temperatura provocan craqueo térmico (disociación por calentamiento a temperaturas y presiones elevadas, como 5000 °C y 50 atm), produciendo petróleos condensados y gas húmedo.

• Metagénesis

  Es la última etapa, donde el producto fundamental de dicha transformación es el gas metano. Esto indica que en esta etapa ya se ha transformado todo el querógeno, quedando un residuo estéril de alto peso molecular incapaz de generar otro hidrocarburo que no sea CH₄.

Teorías sobre la Formación del Petróleo

• Teoría Inorgánica

  Propone la combinación de carbono e hidrógeno a altas temperaturas y presiones en el interior de la Tierra.

• Teoría Orgánica

  Según esta teoría, el petróleo y el gas natural se han formado por la transformación de la materia orgánica vegetal y animal, cuya estructura molecular ha sufrido alteraciones por efecto de altas temperaturas, acción de bacterias y microorganismos, altas presiones en el subsuelo y otros agentes a lo largo de millones de años. (Esta es la teoría más aceptada).

Cadena de Valor y Origen de los Hidrocarburos

Cadena de Valor del Petróleo

La cadena de valor del petróleo comprende las siguientes etapas:

1. Exploración
2. Explotación
3. Refinación
4. Petroquímica Básica
5. Petroquímica Secundaria
6. Productos y Subproductos

Origen de los Hidrocarburos

El proceso de origen de los hidrocarburos sigue esta secuencia:

Materia orgánica → Sedimentos → Tiempo geológico → Hidrocarburos líquidos y gaseosos.

Esta materia orgánica, a través del tiempo geológico y como respuesta a cambios de presión y temperatura, comenzará a generar hidrocarburos líquidos y gaseosos, que tendrán características diferentes, de acuerdo con la materia orgánica que sirvió como precursora.

Tipos de Hidrocarburos (según su origen)

• Marinos
• Continentales
• Mixtos

Geología del Petróleo y Formaciones Geológicas

La Geología del Petróleo es la rama de la geología que se encarga de estudiar, describir e interpretar el origen, migración, entrampamiento y formación de yacimientos de petróleo. Para ello, se emplean metodologías como la paleontología, geología física, sedimentología, estratigrafía y petrofísica, entre otras.

Estratigrafía y Formaciones Geológicas

La estratigrafía es la rama de la geología que estudia las rocas estratificadas (capas) de la corteza terrestre. (Generalmente, las formaciones se encuentran en rocas sedimentarias, por lo que estas ramas son relevantes para el estudio del petróleo).

• Estrato

  Un estrato (capa) es una unidad sedimentaria continua y homogénea, separada de los depósitos superiores e inferiores por discontinuidades.

• Formaciones Sedimentarias

  Una formación o formación geológica es una unidad litoestratigráfica formal que define cuerpos de rocas caracterizados por propiedades litológicas comunes (composición y estructura) que las diferencian de las adyacentes. Es la principal unidad de división litoestratigráfica. Pueden asociarse en unidades mayores (grupos), subdividirse (miembros) o diferenciarse en unidades menores significativas (capas).

Facies Sedimentaria

Son todas las características litológicas y paleontológicas de un depósito sedimentario en un lugar específico.

Fases de Exploración Petrolera

La exploración petrolera se divide en varias fases clave:

1. Definición de la existencia de una cuenca sedimentaria.
2. Definición del sistema petrolero.
3. Existencia de plays (áreas con potencial de acumulación).
4. Delimitación de objetivos.
5. Evaluación de reservas probables.

Primera Fase: Cuenca Sedimentaria

Definición de la existencia de una cuenca sedimentaria con un espesor potente de sedimentos que permita la maduración y expulsión de hidrocarburos.

Segunda Fase: Sistema Petrolero

Definición del Sistema Petrolero. Se estudian las rocas madre, reservorio, sello y trampas con un grado de detalle mayor. Después de definida la existencia del Sistema Petrolero, se pasa a la Tercera Fase. En esta segunda fase, el factor económico tampoco es el principal criterio.

El Sistema Petrolero

Es un sistema geológico integral que incluye un depocentro con una roca madre activa con capacidad de generar aceite y gas. Además, deberá incluir todos los elementos y procesos geológicos indispensables para que exista una acumulación comercial de hidrocarburos. Estos elementos son:

• Roca Generadora (Roca Madre)
• Roca Almacén (Reservorio)
• Roca Sello
• Trampa
• Sincronía
• Migración