Un breve vistazo al petróleo (industria, historia, producción, etc.)

Un breve vistazo al Petróleo
ChemEng IQA

Introducción
• Importancia
• Caracteristicas y propiedades
• Historia
• Formación
• Exploración, producción, procesamiento,
transportación
• Tendencias (consumo, producción y reservas
mundiales)
• Algunas Petroleras (BP, PEMEX, PDVSA… Aramco
Etc)

Importancia
• Combustible barato!
• Fácil de extraer
• Alta TRE
• Múltiples usos
• Fácil de transportar
• Producción mundial 88 millones de
barriles/día (4.5 barriles por año por persona)

Consumo per Cápita/barril BB/pers/año
>26
26
18
13
9
7
5
4
2
<2
BB/pers/dia

¿Qué es?
• Líquido negro viscoso
• Altamente inflamable
• Orgánico compuesto de C y H (Hidrocarburos)
• Energético no-renovable
• Normalmente encontrado en yacimientos
subterráneos
• Madre de muchos productos
• Combustible del siglo XX y XXI

Composición
Hydrocarbon
Average
Weight %
Paraffins 30
Naphthenes 49
Aromatics 15
Asphaltics 6
Element Weight %
Carbon 83 to 87
Hydrogen 10 to 14
Nitrogen 0.1 to 2.0
Oxygen 0.1 to 1.5
Sulfur 0.5 to 6.0
Metals less than 1000 ppm
Alcanos
Cicloalcanos

¿Cómo se forma?
• Era Paleozoica (hace 250-550 millones
de años)
• Miles de metros debajo de la superficie
• Plantas + animales atrapados a Altas
Presiones y Temperaturas
• NO dinosaurios
• La materia orgánica no estaba expuesta
al oxigeno

¿Cómo se forma?
• Formación típica en lagos ancestrales
• Capas de sedimento cubren la materia
orgánica
• Materia orgánica + Millones de años + Altas
temperaturas + Altas presiones = formación
de petróleo

Historia: Inicios
• Extracción superficial
• No tenía usos importantes
• Uso de asfaltos en tiempos antiguos
• Extracción en tubería de bambú en China
• Aplicaciones nicho hasta los siglos 18 y 19
• Algunas aplicaciones médicas
• Impermeabilización

Historia: Kier
• Primera refinería de petróleo (1853)
• En los 1840s obtenía mucho residuo petrolero de
sus minas de sal
• Manufacturó Seneca Oil y Rock Oil
• Manufactura de queroseno “Carbon Oil” para
lámpara de queroseno
• “Rock Oil” era el sustituto de grasa de ballena
• Fundó la Pennsylvania Rock Oil Company
• Se hizo millonario $$$
Abuelo de la industria del petróleo

Historia: El queroseno
• Se populariza la lámpara de
queroseno en 1860
• Principal forma de iluminación
• Empieza a utilizarse en las
casas
• De grasa de ballena a
queroseno
• El precio del queroseno baja,
aumenta la demanda

Historia: Lubricantes
• La industria ferrocarrilera crece
• Se empieza a necesitar lubricante para el
equipo ferroviario
• Aumenta la necesidad de lubricantes no
derivados de animales
• Las fracciones destiladas del petróleo
comienzan a ser utilizadas como lubricantes

Historia: Pico Ballenero
Bien por las ballenas… Mal por el medio ambiente!

Historia: Industria Nueva
• La demanda de petróleo crecía para 1850
• No existían maneras eficientes de sacarlas del
subsuelo
• Varios intentos por conseguir petróleo se
dieron durante los 1840-1860
• El más famoso método se dio acabo en 1859

Historia: Perforación
• 27 de agosto de 1859 primer
pozo petrolero “Drake Well”
• Edwin Drake
• En Titusville,PA
• Apoyado por muchos
inversionistas
• Método muy innovador para
la época (perforar en vez de
minar)

Historia: Drake
• “Descubridor del petróleo”
• Conocido por perforación de petróleo
• Pozo Drake
– Producía 25 barriles diarios
• Comenzó la revolución del petróleo en PA
• Falló en patentarla
• No se hizo millonario

Historia: PA Rock Oil
• George Henry Bissell Padre de la industria
del petróleo
• Fundador de la Pennsylvania Rock Oil
Company
• Tomó datos de la tecnología de perforado para
sales para la industria
• Se hizo millonario

Historia: Crecimiento
• Favorecen el crecimiento de la industria:
– La demanda de queroseno para iluminación
– Lubricantes y aditivos derivados del petróleo
– La introducción del motor interno de combustión
• El carbón mineral es sustituido como principal
energético por el petróleo (gasolinas,
combustóleos, etc)

Historia: Henry Ford + Modelo T
• Henry Ford escoge el motor de combustión
interna para su auto
• El motor ideal para el crecimiento a la par de
la industria automotriz y petrolera
• Derivados del petróleo:
– Gasolina
– Plásticos
– Llantas

Historia: Crecimiento
Year Volume
1859 2,000 barrels (~270 t)
1869 4,215,000 barrels (~5.750×105 t)
1879 19,914,146 barrels (~2.717×106 t)
1889 35,163,513 barrels (~4.797×106 t)
1899 57,084,428 barrels (~7.788×106 t)
1906 126,493,936 barrels (~1.726×107 t)
0
20,000,000
40,000,000
60,000,000
80,000,000
100,000,000
120,000,000
140,000,000
1850 1860 1870 1880 1890 1900 1910
Barriles
Año
Barriles/año

Historia: Rockefeller
• John D. Rockefeller
• Magnate Petrolero
• Emporio  Standard Oil
• Quizás el hombre más rico en la
historia de Estados Unidos
(ajustando inflación)
• Ejemplo perfecto del espíritu
capitalista estadounidense
• Empezó trabajando en Rockefeller,
Andrews & Fagler Co. en 1868 a los
27 años

Historia: Standard Oil
• Fundada en 1870
• Rápidamente fue el principal productor de
queroseno y gasolina, formando un quasi-cartel
• Aumentó sus canales de distribución
• En 1880 refinaba el 90% del petróleo
estadounidense

Historia: Standard Oil
• Estandarización de precios
• Baja de precios
• Descuentos por volumen
• Acuerdos secretos
• Compra de competidores
• Expansión vertical y horizontal
• Mayor Monopolio Estadeunidense

Historia: Standard Oil Trust
• Conjunto de compañías
– 9 personas controlaban las 41 compañías
• Sherman Antitrust Act
– Promovia el libre y justo mercado
– Partió la Standard Oil por prácticas monopólicas (1911)
• Partición de empresas:
– Conoco, Amoco, Std. California, Esso, Mobil, Sohio…
– Hoy en día BP, ExxonMobil, Chevron

Spindletop, Texas
• 10 de enero de 1901
• 100,000 barriles diarios
• Precio del barril era mas
barato que agua embotellada
• Gulf Oil + Texaco
• Declinó en 1902, en 1904
produjo solo 10,000
• 1927 vuelve a picar
Video Spindletop: http://www.youtube.com/watch?v=ziDgDD6gJ7c

Spindletop, Texas
• El descubrimiento de
Spindletop llevó al
crecimiento de EUA
insaciable
• EUA sobrepasó a Russia
como el mayor productor de
petróleo
• Texas era el mayor productor
de petróleo dentro de EUA
hasta 1940

Historia: WWI y WII
• Los primeros tanques de guerra se crean
• Transporte de tropas aumenta
• El uso de gasolina y gasoleo aumenta
• Francia queda sin petróleo en la guerra
• Reino Unido y EUA comienzan la carrera por el
petróleo extranjero

Historia: WWI y WII
• La aviación crece, aumentando el consumo de
petróleo
• Pico de descubrimiento del petróleo de EUA
(1930)

Historia: Las 7 hermanas
• Anglo-Persian Oil Co. (Reino Unido)
• Gulf Oil (EUA)
• Royal Dutch Shell (Holanda/R.U.)
• Standard Oil of California (EUA)
• Standard Oil of New Jersey (Esso, EUA)
• Standard Oil Co. Of New York (EUA)
• Texaco (EUA)
1940-1970

Historia: Las 7 hermanas
• Se formó una especie de cartel
• Se Subdividieron el petróleo mundial
– Venezuela
– Asia
– Sobre todo  Medio Oriente
• El punto era controlar el suministro, control y
precios del petróleo

Historia: Expropiación Petrolera en México
• Articulo 27
• 18 de marzo de 1938
• Presidente Lázaro Cardenas
• Huelgas laborales
• Compañias:
– Mexican Petroleum Co. De California
– Compañía de Petróleo “El Aguila”
– Compañía Explotadora de Petróleo la Imperial
http://www.youtube.com/watch?v=8GlFYQfgSK8

Historia: Expropiación Petrolera en México
• Embargo Internacional
– EUA
– Holanda
– Reino Unido
• Fin del imperialismo internacional en México
• Consecuencias:
– Inicio en cadena de expropiaciones nacionales
http://www.youtube.com/watch?v=8GlFYQfgSK8
http://youtu.be/MPNZfPwrxxs?t=38m18s

Historia: Petróleo Medio oriente
• EUA, Reino Unido y francia comienzan a
expandirse en el globo por petróleo
• Rápidamente encontraron puntos de
producción en el medio oriente
• Algunos paises:
– Arabia Saudita
– Iran
– Kuwait
– Iraq

Historia: Ghawar
• El campo petrolero de
mayor tiempo
• 280x30 km
• Propiedad de Saudi
Aramco
• Descubrimiento en 1948
• Producción: 5 millones de
barriles diarios

Historia: Ghawar
Produce 5-6% del petróleo mundial

Historia: OPEP
• Organization of the Petroleum
Exporting
Countries/Organización de
Países Exportadores de Petroleo
• Se creó en 1960 debido a la baja
de precios del petróleo
(organizada) por las compañías
“hermanas”
• Objetivo:
– Defensa del suministro y los
ingresos de los países petroleros
– “Garantizar” precios justos

Crisis del 73
• Consumo duplicado desde 1945
• EUA consumia 33% de la energia
• Octubre 13 del ´73
• OPEP + Egipto+Siria+Tunez
• Embargo vs. Israel, EUA, Aliados
occidentales
• Menos oferta + mayor costo 
menos demanda
• 5 nov: recorte del 25% en producción
• 17 marzo: acaba embargo

Guerras de los 90s-2000s
• Revoluciones en medio
oriente
• Kuwait-Irak
• Guerra vs. Afganistan
• Armas de destrucción
masiva: Irak
• Intervención en Libia

Conceptos básicos del petróleo

Contenido de un Barril
• 42 galones  159 L

API Gravity
• API: Americna Petroleum Institute
• Una forma de medir la densidad de un
petróleo
• Relación inversa a la gravedad especifica
• La densidad del petróleo debe de ser
alrededor de 650-950 kg/m3 aprox.
S.G API
0.60 104.3
0.65 86.2
0.70 70.6
0.75 57.2
0.80 45.4
0.85 35.0
0.90 25.7
0.95 17.4
1.00 10.0

Grados de densidad
• Ligero
– Bajo contenido de metales pesados
– Bajo contenido de azufre
– Fluye fácilmente
• Pesado
– Alto contenido de metales pesados
– Alto contenido de azufre
– Alto contenido de Carbón y poco Hidrógeno
– Fluye dificilmente

Petróleo: Dulce o ácido
• Ácido
– Mayor de 0.5% de contenido de azufre
• Dulce
– Menor de 0.5% de contenido de azufre
• Endulzar  retirar azufre de la mezcla/gas

Petróleo de Referencia
• Brent: Región del Mar del Norte
• Dubai-Oman: Referencia para Medio Oriente
• Tapis: Referencia para Asia del este (Malasia)
• West Texas Intermediate: Referencia para
Estados Unidos y Ámerica
• 3 Tipos en PEMEX…

Dubai-Oman
• API de 31°
• 2% de Azufre p/p

Brent
• 38.06°
• S.G: 0.835
• 0.37% Azufre p/p

West Texas Intermediate
• API 39.6°
• S.G: 0.827
• 0.24% de Azufre p/p

Tipos en PEMEX
Tipo Densidad API % Azufre
Itsmo Ligero 33.6 1.3%
Maya Pesado 22 3.3%
Olmeca Superligero 39.3 0.8%

Barriles/diarios
Año Consumo Cambio
2004 82,564.87 3.58%
2005 84,067.14 1.82%
2006 85,132.05 1.27%
2007 85,901.96 0.90%
2008 84,463.22 -1.67%
2009 84,756.56 0.35%
2010 87,371.34 3.09%
2011 87,356.29 -0.02%
Miles de barriles diarios
1 barril  159 litros aprox 145 kg

Pico Petrolero
• Concepto:
– Pico de producción de un grupo
• La razón de cambio es igual a 0, comienza a
disminuir de ahí en delante
• Ya se dio para varios países

Pico Petrolero
40 años desplazada

Pico Petrolero
Varias predicciones

Pico Petrolero: por país
1960

1971

1980

1990

2000

2010

2014

2018

Upstream vs. Downstream
• Upstream: contracorriente, encargada de buscar,
encontrar, perforar y extraer el petróleo
• Downstream: cocorriente, encargada de separar, refinar,
purificar y transportar los materiales al consumidor final

Upstream
• Exploración
• Perforación
• Producción in situ
– Onshore
– Offshore
• Reservoir

Upstream: Exploración
• Condiciones geológicas
– Expertos en rocas y sedimentos
– Ondas sonoras para mar abierto
• Análisis sónicos del subsuelo

Upstream: Exploración
• Análisis geológico

Upstream: Perforación
• Diferentes tipos de perforación
http://youtu.be/QP2GejkLdwA?t=1m36s
Perforación:
http://www.youtube.com/watch?v=IB1TTa-q4wQ
Cámara
http://www.youtube.com/watch?v=ZzDrheWDhGw
Perforación en altamar:
http://www.youtube.com/watch?v=YQtDiX2Dbr0

Upstream: Producción Onshore
• Pozos petroleros
• Perforación
• Onshore: en piso
• Menor costo generalmente
• Perforación con puntas de taladros especiales

• Pozos petroleros
• Perforación

• Duración: 18 meses
• 9 millones de barriles
• 14 de marzo de 1910
• Midway Sunset, California

Upstream: Producción Offshore
• Típicamente en mar abierto
• Mayor costo
Perforación marina
http://www.youtube.com/watch?v=YQtDiX2Dbr0
Plataforma marina:
http://www.youtube.com/watch?v=eMX8BEWMtlw
Oil rig animation:
http://www.youtube.com/watch?v=kGYrE0NgCL8
Operaciones en el mar:
http://www.youtube.com/watch?v=EC3VIToiwi4

• Plataformas marinas

• Deepwater
Horizon: BP
– 4.9 millones de
barriles
– Mayor desastre
marino
petrolero

Downstream
• Refinación
– Separación
– Conversión
– Tratamiento
• Transportación
– Tubería
– Caminos y carreteras
– Tanques de océano (Buques)

Refinación
• Refinación
– Separación
– Conversión
– Tratamiento

Refinación: Separación
• Separación en secciones por puntos de
ebullición
• Se aplica calor! Y frio para condensar (energia
y más energia)
• Proceso: destilación fraccionaria
Fracción fraccionaria: http://youtu.be/2Gj0w-XDw3M

Refinación: Separación
• Productos:
– Gas natural < 0°
– LPG 20°
– Gasolina 70°
– Naftas 120°
– Queroseno 170°
– Diesel 270°
– Gasoleo 450°
– Asfalto 600°

Refinación: Productos
• Productos:
– Gas natural: utilizado para cocinar, generación de energía y
calentadores
– LPG: utilizado para cocinar y calentadores
– Gasolina: utilizado principalmente para motores de
combustión interna (autos)
– Naftas: petroquímica
– Queroseno: combustible de aviación
– Diesel: combustibles en motores diesel (camiones,
autobuses y tractores)
– Gasoleo: combustible de uso pesado, industria, buques y
barcos
– Asfalto: construcción de caminos, techos e
impermeabilizantes (chapopote)

Refinación: Conversión
• Las fracciones separadas se llevan a
tratamiento en reactores
• Cracker es utilizado para “crackear” moléculas
• Catalizadores + Altas presiones y temperaturas
• Convertimos moléculas no muy útiles en
moléculas más utiles
Cracking  http://www.youtube.com/watch?v=bAuU_K3IphI
Isomerizacion  http://www.youtube.com/watch?v=VWSIDX0Uv04

Cracker de etano

Cracker industrial

Refinación: Tratamiento
• Es el tratamiento final del producto base
• Se le mezclan aditivos
• Ejemplo:
– Gasolina
• Antiknock
• Tetraetilo de plomo
• MMT
• Estabilizadores
• Colorantes
• MTBE

Transportación
• Transportación
– Tubería
– Caminos y carreteras
– Tanques de océano (Buques)

Transportación: Pipas
• Tamaños típicos:
– 20m3
– 30m3

Transportación: Pipas
• Desarga de pipas
• Alta seguridad
• Carga y descarga de gasolina

Transportación: Buques petroleros
• Típicamente hasta 550,000 toneladas de
capacidad
• Lentos pero “barato” de transportar
• Dependen de rutas marinas

• Accidente BP

Accidentes  Derrames

Transportación: Tubería
• Bombas Booster
• Diámetros de tuberìa internos desde 10 cm
hasta 120 cm.
• Tan largas como cientos de km
• La forma mas segura y eficiente de transporte

Transporte de petróleo: USA+CAN

Trans Alaska Pipeline System (TAPS)
• 1,287 km de tubería
• Diámetro de 122 cm
• Construída entre 1974 y 1977
• Principales dificultades:
– Flora y fauna
– Bajas temperaturas

Trans Alaska Pipeline
• 11 Estaciones de
bombeo

Trans Alaska Pipeline
• La producción
de Alaska
llegó a su pico
en 1988
• No contempla
reserva Anwar

Anwr
• Reserva Anwr: Artic National Wildlife Refuge
• No se ha perforado aun
• Tema tipico en las elecciones de EUA
• Podría suministrar 17 meses a EUA con el
petróleo extraído (teórico)

Producción, Consumo y Reservas mundiales

Distribución de Energía
NO RENOVABLES

Reservas: Distribución Continental

Importación Estadeounidense
• Importación de petróleo a EUA %

OPEC/OPEP
• Organization of the Petroleum Exporting
Countries/Organización de Países Exportadores
de Petroleo
• Se creó en 1960 debido a la baja de precios del
petróleo (organizada) por las compañías
“hermanas”
• Objetivo:
– Defensa del suministro y los ingresos de los países
petroleros
– “Garantizar” precios justos

OPEP: 7 Hermanas
• 7 hermanas:
– Esso (ahora ExxonMobil)
– Royal Dutch Shell
– British Petroleum
– Mobil (ahora ExxonMobil)
– Chevron
– Gulf Oil corporation (Chevron/BP)
– Texaco (Chevron)
• Cartel Petrolero en 1960 (se separaron el
petroleo)

OPEP: Nuevas 7 Hermanas
1. Saudi Aramco
2. JSC Gazprom
3. CNPC (China National Petroleum Corporation)
4. NIOC (National Iranian Oil Company)
5. PDVSA (Petróleos de Venezuela S.A.)
6. Petrobras (Brasil)
7. Petronas (Malasia)
8. PEMEX
TODAS son estatales

OPEP: Vistazo general
• Controla el 45% de la producción mundial
actual
• 75% de las reservas mundiales
• Cambios significativos del costo del petroleo
en los 70s
• Con 0.5 billones sus habitantes… (de los 7
mundiales)

OPEP: Fundación
• Fundada entre el 10- y 14 de septiembre de 1960
• Gobierno Venezolano
– Romulo Betancourt
• Ministro de Arabia Saudita
– Abdulah al-Tariki
• Paises fundadores:
– Arabia Saudita
– Irak
– Iran
– Kuwait
– Venezuela

OPEP: Integrantes
• Otros integrantes:
– Argelia
– Angola
– Ecuador
– Nigeria
– Emiratos Árabes Unidos
– Libia
– Qatar

OPEP: Acontecimientos
• 1960-1970: Fundación y reclutamiento (10
países)
• 1970-1980: relevancia internacional, control en
precios más consistentes, incremento voluntario
de precios
• 1980-1990: Guerra Iran-Irak, costos peramenecen
altos
• 1990-2000: Guerra Kuwait, Chavez
• 2000-2010: Recortes en producción OPEP, Crisis
energética, crisis 2008

OPEP: Acontecimientos
• Guerras asociadas:
– Revolución IRAQ
– Guerra Iraq-Iran
– Guerra Kuwait/ Guerra del Golfo
– Guerra de Afganhistan
– Guerra de Libia
– Guerra Yom-Kippur

OPEP: Datos y gráficas
• La página de la OPEC tiene mucha información
útil
• Obviamente es de una perspectiva de Oriente
medio, no occidental…
• PDF recomendado para entender la industria
del petróleo y la OPEP:
http://www.opec.org/opec_web/static_files_project/media/downloads/publications/ChildrenBook2013.pdf

Precio promedio (histórico)
¿Cuánto cuesta el petróleo?

Distribución de costo de 1 litro de petróleo

Ingresos por Tax vs. Material
Ingresos por
venta de
petróleo
“Materia
Prima”
Ingresos por venta de petróleo
“Impuestos al Petróleo”

Ingresos por Tax vs. Material
Aumento en Tax+Costo Industrial

Listado de importantes petroleras

Referencias
• http://cuentame.inegi.gob.mx/economia/petr
oleo/dondeesta.aspx?tema=E
• http://www.imp.mx/especialidades/?imp=eyp

Un breve vistazo al petróleo (industria, historia, producción, etc.)

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

Destacado

Destacado (7)

Último

Último (20)

Un breve vistazo al petróleo (industria, historia, producción, etc.)