Arenas Bituminosas Trabajoo

7/16/2019 Arenas Bituminosas Trabajoo

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República Bolivariana De Venezuela

Ministerio Del Poder Popular Para La Defensa

Universidad Nacional Experimental Politécnica De La Fuerza Armada “UNEFA”

Extensión La Isabelica

Valencia- Edo. Carabobo

Integrantes:

Juan Vázquez V-22.223.016Luis Barrios V-22.223.767

Argenis Arévalo V-

Hendry Rodríguez V-

Francys Torres V-

Jhonathan Verastegui V-

Kelvin Montero V-

Sección: I-002-DSemestre: IV

Aula: 22Carrera: Ingeniería De Petróleo

Materia: Introducción a La Ing. De PetróleoProfesor: Emilio Fagundez

Valencia, Junio 2012



Introducción



Arenas Bi tuminosas

Las arenas de alquitrán, conocidas también como arenas bituminosas,arenas de petróleo, arenas petrolíferas, arenas aceiteras y en Venezuela comopetróleo crudo extra pesado, son una combinación de arcilla, arena, agua, y

bitumen. De las arenas de petrolíferas se extrae un bitumen similar al petróleo elcual es convertido en un petróleo crudo sintético o refinado directamente por refinerías especializadas para obtener productos del petróleo. El petróleoconvencional es extraído por medio de pozos mientras que los depósitos dearenas bituminosas son extraídos usando técnicas de seccionamiento de mineríasuperficial, o se les hace fluir hacia pozos por medio de técnicas in situ quereducen la viscosidad del bitumen por medio de vapor y solventes. Se puedenencontrar a poca o intermedia profundidad, pero también forman depósitos conmucha profundidad.

Las arenas petrolíferas se encuentran principalmente en la región de Athabasca en el norte de Alberta - Canadá, y en algunas zonas de Venezuela. Elbitumen sirve básicamente para obtener productos con los derivados del petróleo.

Origen

Debido a la creciente demanda del petróleo en la década de los 60,comenzó a usarse una fuente de petróleo alternativa muy rentable, conocida comoarena bituminosa o arena de petróleo, que también recibe el nombre de arena dealquitrán, en Venezuela es conocido como: petróleo crudo extra pesado. No

obstante, el nombre más apropiado para esta fuente de petróleo es bitumen.

Su origen se remonta a hacia millones de años, la materia orgánica grasacomenzó a en convertirse en cadenas de moléculas de hidrocarbonoinmediatamente después de la sedimentación, con la ayuda de los microbios. Conel tiempo y atreves de procesos geológicos que aumentaron la profundidad, latemperatura y la presión, el material orgánico se transformó en depósitos depetróleo, gas y bitumen.

De este último se cree que existe de 1,7 hasta 2,5 billones de barriles de

petróleo atrapados en las arenas de petróleo, pero algunos grupos de la industriay grandes organizaciones están en desacuerdo con esta afirmación.

En la actualidad Canadá es el único país que cuenta con una gran industriacomercial de arena bituminosa, en las áreas de Athabasca, Peace River yWabasca, al noroeste de la provincia de Alberta, en Canadá, se encuentra undepósito enorme de Bitumen o Arena Bituminosa.

http://es.wikipedia.org/wiki/Venezuela

http://es.wikipedia.org/wiki/Arcilla

http://es.wikipedia.org/wiki/Arena

http://es.wikipedia.org/wiki/Agua

http://es.wikipedia.org/wiki/Bitumen

http://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leo_crudo

http://es.wikipedia.org/wiki/Refiner%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Miner%C3%ADa_en_superficie


http://es.wikipedia.org/wiki/Viscosidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_%28estado%29

http://es.wikipedia.org/wiki/Solvente

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http://es.wikipedia.org/wiki/Viscosidad



http://es.wikipedia.org/wiki/Refiner%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leo_crudo

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Las Arenas Bituminosas de Canadá , cuya apariencia, aroma y textura sonsimilares al del asfalto fresco que se usa para la construcción de caminos, parecenser los restos de grasa de algas marinas y otras plantas acuáticas que a causa delos sedimentos quedaron enterradas hace millones de años.

Los geólogos calculan que los depósitos de arena bituminosa de Canadácontiene más de un trillón de barriles de bitumen, o aproximadamente el 85% de lareserva mundial total.

Composic ión

Las arenas bituminosas son compuestos de arena, arcilla, agua y bitumen.El bitumen es una forma de presentación del petróleo, muy densa y viscosa,llegando incluso a presentarse en forma sólida (shale oil o pizarra bituminosa).

El producto que se obtiene de las arenas bituminosas tiene unacomposición promedio de 83,2% de carbono, 10,4% de hidrógeno, 0,94% deoxígeno, 0,36% de nitrógeno y 4,8% de azufre. A simple vista podemos decir quees una mezcla muy rica en carbono, pobre en hidrógeno y con un alto contenidoen azufre, respecto al resto de crudos. Por eso es tan viscoso y con tan altadensidad, al representar el carbono gran parte de su composición y estando ésteen cadenas hidrocarbonadas muy largas.

Normalmente su densidad se encuentra por debajo de los 10 grados API,mientras que la densidad de los crudos más convencionales se encuentra entre

los 30 y los 40. Su viscosidad es tan alta que no son capaces de fluir por sí solos,alcanzando los 10000 cPo (centipoises), comparándola con la viscosidad de loscrudos convencionales que es de unos 5 cPo.

Métodos de Ex tr acción

Minería de Superficie:

Este método es aplicable en los casos en los que el estrato o bolsa debitumen esté a una profundidad que permita el movimiento del terreno,normalmente entre 40 y 60 metros de profundidad. Las arenas se extraenmediante excavadoras y se transportan en camiones para su posterior tratado orefinado.

Posteriormente a la extracción, las arenas son tratadas con una disoluciónde agua y sosa cáustica (hidróxido de sodio, NaOH) en un proceso de agitación.La arena sedimenta en el agua y el petróleo flota en la superficie.

http://es.wikipedia.org/wiki/Pizarra_bituminosa

http://es.wikipedia.org/wiki/Poise

http://es.wikipedia.org/wiki/Poise

http://es.wikipedia.org/wiki/Pizarra_bituminosa



CHOPS (Cold Heavy Oil Production With Sand O Cold Flow):

Éste método solo es aplicable cuando el crudo es lo suficientemente fluido.Consiste en desplazar grandes masas de arena para que el crudo cercano pase aocupar su lugar y poder extraerlo mediante pozos.

Una de las ventajas del cold flow es que es más barato que la extracciónmediante minería de superficie, pero la recuperación del crudo es menor, en tornoa un 5 o un 6%. Otro de los inconvenientes sería el almacenaje de las arenasmovidas, aunque puede solucionarse empleándolas en pavimentación oalmacenándolas en cavidades salinas.

CSS (Cyclic Steam Stimulation O Inyección De Vapor):

Éste método se lleva utilizando desde los años 50 en la industria

convencional del petróleo. Consiste en inyectar vapor a temperaturas que oscilanentre los 300 y los 400ºC en periodos de semanas o meses (dependiendo de laviscosidad del crudo, de la producción que se quiera, etc.), cuando ha pasado elperiodo de tiempo necesario, se perfora un pozo para que el calor empape laformación rocosa. Finalmente el petróleo se extrae mediante bombeo de formaconvencional.

El proceso es cíclico, cuando el bombeo ya no es suficiente, se vuelve ainyectar el vapor y se vuelve a comenzar el ciclo: inyección, calor, bombeo. Con

este proceso se recupera entre el 20 y el 25% del crudo, aunque el coste deinyectar el vapor es muy alto.

SAGD (Steam Assisted Gravity Drainage):

El proceso consiste en perforar dos pozos horizontales en la zona de lasarenas bituminosas, uno en el fondo de la formación rocosa y otrosaproximadamente 5 metros por encima, normalmente en un yacimiento seperforan varios pares de pozos. El vapor se inyecta por el pozo superior, el cualhace que el bitumen se disuelva y pueda fluir por el pozo inferior y ser bombeado

hasta la superficie.

El SAGD tiene la ventaja de que es más barato que el CSS y permite unarecuperación del crudo del 60%. Es un proceso en fase de desarrollo y tiene otrasaplicaciones en la industria energética.



VAPEX (Vapor Extraction Process ):

Es similar al SAGD, pero en lugar de vapor lo que se inyecta al yacimientoson disolventes. Éste método tiene la ventaja de que es más eficienteenergéticamente hablando, ya que no se necesita un vapor calentado y, por lo

tanto, no hay pérdidas energéticas por calor, además de que se mejora la calidaddel crudo antes de su extracción.

THAI (Toe to Heel Air Injection):

Es un proceso totalmente nuevo que consiste en la combinación de un pozovertical por el que se inyecta aire y un pozo horizontal por el que se extrae elcrudo. Consiste en quemar una parte del crudo que existe en el yacimiento,creando una pared de calor con el resto del crudo, que se reblandece y se hacemás fácil de extraer; además de que la combustión selectiva permite obtener uncrudo de mejor calidad y más ligero sin tratamientos posteriores a la extracción.

Es muy difícil controlar la combustión de un yacimiento y por ello éstemétodo no es muy utilizado.

Una Extr acci ón Más Ef icien te

Un consorcio de empresas con sede en Alberta, ha conseguido desarrollar un nuevo método para la extracción del betún que podría producir más del doblede la cantidad de petróleo que se extrae en la actualidad, a la vez que reduciría las

emisiones en un 85%.

El proceso de N-Solv necesita menos energía que los métodos de bombeotradicionales gracias al uso de un solvente (propano) en vez de vapor de aguapara liberar el betún y sacarlo a la superficie. Esto se debe a que el propano solonecesita calentarse hasta temperaturas de unos 50ºC, y además puedereutilizarse una vez realizada la extracción, que en este caso necesita un menor refinado para fluir por los oleoductos gracias a que los materiales más pesadospermanecen bajo tierra.

Además, como el nuevo método requiere menos energía, el producto finaldebería resultar también más barato.Desde N-Solv aseguran que utilizando estesistema podrían conseguir unos precios de 30 o 40 dólares por barril, mientras queahora ronda los 50 o 60. Por el momento el método sólo ha sido probado enlaboratorio, pero ya se encuentra en marcha un proyecto piloto con un coste de 60millones de dólares que podría producir hasta 500 barriles de petróleo al día.



Procesamiento De La Arena Bi tumino sa

El proceso de extracción de la arena bituminosa comienza con la remociónde la forestación original, la capa de suelo orgánico y el subsuelo. Las capas desuelo y subsuelo de arcilla y arena árida cargadas de agua se apartan

cuidadosamente y se conservan para volver a colocarse en su lugar original yrecrear el contorno topográfico una vez que se extrae el depósito de bitumen.

La arena bituminosa tiene un espesor de 40 a 60 metros, y se sitúa sobreuna formación plana de piedra caliza.

Después de la excavación, se añaden agua y soda cáustica a la arenabituminosa, y este producto se traslada hasta el emplazamiento de extracción,donde se lo agita y se le inyectan burbujas de aire para que el petróleo negro subahasta la superficie y pueda retirarse.

Luego, el bitumen se somete a procesos de refinamiento que producen unpetróleo crudo sintético, el cual se vuelve a refinar y procesar mediantetransformaciones químicas para obtener diferentes productos de petróleo.

Se necesitan aproximadamente dos toneladas de arena bituminosa paraproducir un barril, alrededor de 1/8 de tonelada, de petróleo. Con los métodosactuales, es posible recuperar la mayor parte del bitumen aproximadamente el75% que satura la arena bituminosa.

Una vez que se extrae el petróleo de la arena bituminosa, los restos dearena vuelven a colocarse en el área de extracción, y luego vuelve a depositarsecuidadosamente el subsuelo y después el suelo orgánico que se habían quitadopara obtener el bitumen. A continuación se plantan árboles y plantas de la regiónpara ayudar a recuperar el ecosistema original. Con el tiempo, el área excavadarecobra toda su diversidad anterior, incluida la vida animal, como un ecosistemanaturalmente autosustentable.

Además del uso de excavadoras y camiones, existen otros procesos deextracción del bitumen; entre ellos, el bombeo en frío de las reservas fluidas debitumen, y drenaje por gravedad asistido con vapor, donde se inyecta vapor paraseparar el bitumen de la arena que se encuentra a gran profundidad y luego sebombea el bitumen que se acumula gracias a la aplicación de esta energía decalor.



Proceso De Mina A Cielo Abierto

Aquí grandes áreas de tierras están libres de árboles y arbustos, y luego sequita la capa superior del suelo y la arcilla para exponer la arena petrolífera. Estemétodo de minería a cielo abierto utiliza grandes camiones y palas para remover

la arena, que puede tener un volumen en cualquier lugar de 1-20% de asfalto.Después de la transformación y mejora, el resultado final es enviado a lasrefinerías, donde es convertido en combustible de avión, gasolina y otrosproductos derivados del petróleo.

Proceso In Si tu

Este método relativamente nuevo, se utiliza principalmente para obtener aceite de alquitrán en la arena que está enterrada muy profunda bajo la superficiede la Tierra, para ser luego recuperada con un camión y una pala. En la tecnologíain situ se inyecta vapor en las profundidades de la tierra para separar el bitumenviscoso de la arena y luego se bombea hacia la superficie. El bitumen pasa por elmismo proceso de mejora y de refinación.

El producto final de las arenas bituminosas es muy similar, si no mejor queel de la extracción de petróleo convencional. Pero la extracción intensiva y elproceso de actualización significa que sacar el petróleo de las arenas debituminosas normalmente cuesta varias veces más dinero frente a la producciónpor los métodos convencionales.

Efectos Sobre El Medio Amb iente Los proyectos de extracción de petróleo mediante arenas bituminosas

afectan al terreno, al agua, al aire e indirectamente, afectan al cambio climáticodebido a que los productos derivados del petróleo básicamente son combustiblesy emiten gases de efecto invernadero en su combustión.

Efectos sobre el aire:

A largo plazo, estos proyectos no afectan a la calidad del aire, aunquepueden producirse emisiones puntuales de sulfuro de hidrógeno (SH2), que es ungas incoloro, tóxico, combustible y con olor desagradable (se dice que huele ahuevos podridos).

Efectos sobre el terreno:

Obviamente, estos proyectos implican el desplazamiento de grandes masasde tierra, afectando así a acuíferos y provocando deforestación. Se estima que es



necesaria una tonelada de arena bituminosa para la extracción de un barril depetróleo.

Los proyectos de extracción de crudo deben llevar en este caso un equivalente ala declaración de impacto ambiental y un plan de recuperación del terreno.

Efectos sobre el agua:

En los procesos de extracción que impliquen un tratamiento posterior delas arenas se utilizan entre 2 y 4,5 volúmenes de agua por cada volumen de crudoproducido (es decir, que por cada metro cúbico producido se utilizan entre 2 y 4,5metros cúbicos de agua).

Si no se desarrolla un sistema de depuración de aguas antes de verterlas aríos o lagos, éstos se verán contaminados, comprometiendo la salubridad en elcurso bajo de los ríos.

Actuales Explotaciones De Bi tumen

Canadá y Venezuela son los principales países en la actualidad queexplotan, procesan y exportan arenas bituminosas, copando ambos casi latotalidad de las reservas mundiales de este tipo de crudo.

La producción de crudos procedentes del bitumen de las arenas se hacuadruplicado desde 1990. Actualmente la extracción es de 1 millón de barrilesdiarios, quienes podrían incrementarse a 3 millones para el 2015, según informede las cámaras de Producción y Comercio de Alberta.

A nivel global existen otros 70 países que también explotan estas arenas,entre los países más reconocidos o los que siguen a Venezuela y Canadá son: losEstados Unidos de norte América, Rusia, República de Congo, Arabia Saudita,Madagascar e Irán.

En Venezuela las inversiones extranjeras en las Arenas Petrolíferasalcanzaron 45 millardos de dólares entre 1996 y 2004, las autoridades esperanotros 60 millardos de dólares hasta 2020. Esto es debido a la existencia dealrededor de 35 proyectos de expansión y planificación, en los que trabajan firmas

canadienses y extranjeras.

Próxima Reserva

Las Arenas Bituminosas podrían convertirse en materia prima para laquímica básica y la obtención de combustibles dentro de un tiempo que casi nadiese atreve a cuantificar pero que parece mucho más cercano cada día que pasa. Elhecho es que las arenas bituminosas llevan ahí desde la noche de los tiempos,



pero no ha sido hasta tiempos recientes que la industria ha vuelto sus ojos haciaellas de forma seria.

Así de sencillo, y a la vez así de complejo, porque el procesado de las arenassupone un reto técnico y ambiental. La porción técnica ya ha sido superada hasta

cierto punto, no así la ambiental, sobre todo por dos problemas principales. Por una parte, las clásicas objeciones a la minería a cielo abierto, por otra, la ingentecantidad de agua que es necesario consumir para obtener el betún.



Conclusión



B ib lio g rafía

http://es.wikipedia.org/wiki/Arenas_aceiteras

http://intentandocambiarelmundo.blogspot.com/2009/07/arenas-

bituminosas.html

http://www.tecmovia.com/2011/08/12/arenas-bituminosas-una-alternativa-real-al-petroleo-tradicional/

http://www.atmosferis.com/2011/07/arenas-bituminosas-de-athabasca.html


http://intentandocambiarelmundo.blogspot.com/2009/07/arenas-bituminosas.html









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