Mdulo II:

Origen y Formacin

Gas

Mdulo II- Origen y Formacin- Gas Auxiliar en Petrleo y Gas

2 Tec. en Hig. y Seg- Brbara Belich

Al igual que el petrleo el gas se formo hace millones de aos gracias a la

descomposicin de animales y plantas que quedaron sepultados bajo lodo y

arena en lo ms profundo de lagos y zonas en donde hubo acumulacin de

agua.

Gracias al proceso de catagnesis, es decir la presin producida por las rocas, la

temperatura y el paso de los aos estos sedimentos acumulados se transforman

en gas.

En Amrica del sur y al este de la Cordillera de los Andes hay importantes

cuencas sedimentarias, la porcin de esas cuencas que se extiende del noroeste

de la Argentina a Bolivia y Per, y son principalmente gasfera.

Estas son de estructuras sedimentarias que se caracterizan por complejos sistemas

de plegamientos y fallas generados por los movimientos orognicos que dieron

origen a los Andes. Estos sistemas poseen varios rumbos estructurales alargados,

de inters para los exploradores. La complejidad y la profundidad de las

estructuras aumentan progresivamente de las llanuras hacia la regin sub-

andina. Por eso, y por la abrupta topografa del terreno, el costo de la

exploracin es elevado.

Aos atrs, el gas natural se consideraba un subproducto sin valor asociado con

la extraccin del crudo hasta que se hizo evidente que era una valiosa fuente de

combustibles y comienza a explotarse, se crean las primeras plantas de

licuefaccin.

JorgeResaltado

JorgeNota adhesivao licuacion; cambio fisico de una substancia del estado gaseoso al estado liquido, reduccion de T y aumento de Presion

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Yacimientos de gas

En estos yacimientos la mezcla de hidrocarburos se encuentra inicialmente en

fase gaseosa en el subsuelo. Los yacimientos de gas se clasifican en:

Yacimientos de gas seco:

El gas es el producto principal, son aquellos reservorios

en los cuales la mezcla de hidrocarburos se mantiene

gaseosa tanto en yacimiento como en superficie,

generalmente la composicin del hidrocarburo

presente en este tipo de yacimientos posee alrededor

de 90% de gas metano.

La alta energa cintica que poseen sus molculas y

baja atraccin de las mismas no le permiten condensar.

Yacimiento de gas hmedo

Se definen como todos aquellos reservorios en los cuales la mezcla de

hidrocarburos se mantiene gaseosa por caractersticas especficas de presin,

temperatura y composicin del yacimiento pero en superficie entra en la zona

bifsica.

El gas est mezclado con otros

hidrocarburos lquidos (ligeros a intermedios),

durante la produccin del yacimiento, la presin

disminuye y permite que el gas se condense en

petrleo lquido.

Este petrleo lquido presenta una gravedad API

mayor a los 60, es un lquido incoloro.

Cuando esta mezcla de gas y petrleo condensan,

el lquido se une, en forma de pelcula, a las paredes de los poros quedando

atrapado por lo cual no puede ser extrado.

Esto puede evitarse inyectando gas a fin de mantener la presin del yacimiento.

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Yacimiento de gas asociado (condensado)

Pueden identificarse de acuerdo a la temperatura y

presin iniciales con respecto a las fases de petrleo y

gas.

Estos yacimientos producen condensacin retrograda a

presiones por debajo del punto de roco y temperaturas

entre la crtica y la cricondentrmica.

Al disminuir la presin el gas se condensa.

Cuando la presin y la temperatura caen dentro de la regin de dos fases,

existir una zona de petrleo con una capa de gas en la parte superior. La zona

de petrleo producir como un yacimiento de petrleo de punto de burbujeo y

la capa de gas como un yacimiento monofsico de gas o como un yacimiento

retrogrado de gas.

El lquido producido puede ser incoloro, amarillo o rara vez negro y presenta una

gravedad API entre 40 y 60.

Caractersticas fsicas y qumicas del gas

Es importante conocer determinadas caractersticas del gas para entender y

predecir su comportamiento en el yacimiento.

Las propiedades tanto del crudo como del gas varan segn el tipo de

componentes que predominan en el sitio de almacenamiento, por ello a medida

que se van retirando fluidos se realizan muestras de laboratorios.

Estos anlisis permiten categorizar los tipos de yacimientos y estudiarlos con ms

profundidad. Generalmente, el gas natural es una mezcla de gases de no

hidrocarburo e hidrocarburo.

Los gases de hidrocarburo que normalmente son encontrados en un gas

natural son: metano, etano, propano, butano, pentano, y las pequeas

cantidades de hexano y ms componentes pesados.

Los gases de no hidrocarburo son impurezas, incluyen el dixido de

carbono, el sulfuro de hidrgeno, y el nitrgeno.

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Las caractersticas ms importantes son:

Fluido homogneo de viscosidad y densidad baja.

No tiene volumen definido, se expande completando el espacio en donde

fue colocado.

Incoloro e inodoro.

Menos contaminante en comparacin con los combustibles lquidos.

Beneficioso para la industria y para el uso domestico.

Liviano, ms ligero que el aire.

Como insumo energtico el gas se clasifica en:

Gas natural (GN).

Gas natural licuado (GNL).

Gas natural comprimido (GNC).

Gas licuado de petrleo (GLP).

Gas natural (GN).

Se le califica como natural puesto que no ha sido sometido a ningn proceso.

Las ventajas de este combustible fsil radican en las abundantes reservas,

eficiencia energtica, competitividad y la produccin de menor cantidad de

contaminantes al entrar en combustin.

En los ltimos aos su participacin ha sido creciente en la matriz energtica

mundial, sin embargo el petrleo seguir siendo la fuente de energa dominante.

La fraccin ms liviana del gas natural es el metano, tambin llamado

simplemente gas natural.

Es limpio, sin color ni olor; se le agrega un odorante slo como medida de

seguridad, para que pueda ser detectado por las personas.

Es entre 35% y 45% ms liviano que el aire, es por eso que se disipa rpidamente

en la atmsfera, no es txico por lo que no produce envenenamiento, puede

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producir la muerte debido a que desplaza al oxigeno a este tipos de compuestos

se los denomina asfixiantes simples.

Gas natural licuado (GNL)

Es gas natural que ha sido procesado

para ser transportado en forma lquida. Es

la mejor alternativa para brindar el

servicio a sitios apartados, donde no es

econmico llevar el gas al mercado

directamente, ya sea por gasoducto o

por generacin de electricidad.

El gas natural es transportado como lquido a presin atmosfrica y a -162 C. As,

para poder transportar el gas natural licuado, se ha de lograr reducir el volumen

del gas natural en 600 veces, donde se transportar en buques especiales

llamados metaneros. El proceso a travs del cual se logra reducir el volumen

original del gas se denomina licuefaccin.

Este proceso comenz a realizarse en el siglo XIX, gracias a fsicos y qumicos que

estudiaban las propiedades del metano. Inglaterra fue uno de los pioneros en la

importacin GNL de Venezuela, Libia y Argelia.

En esta poca Inglaterra se convierte en el primer importador mundial de gas, y

Argelia el primer exportador.

La licuefaccin consiste en la extraccin de componentes no metano como el

agua y dixido de carbono con el fin de evitar que se solidifiquen cuando el gas

es enfriado.

El GNL es inodoro, incoloro, no txico.

En el caso de derrame del GNL, este se disipa en el aire, no contamina el suelo, ni

el agua. Sin embargo la extraccin diaria de gas requiere el uso de 500 millones

de litros de agua, los cuales una vez utilizados quedan clorados y con 10 grados

menos a su temperatura normal.

Si estas aguas no son tratadas correctamente se provoca un impacto ambiental

negativo, afectando la biodiversidad y adulterando las aguas dulces de

superficie.

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Proceso del GNL

El procesamiento del GNL es muy complejo tanto desde el punto de vista tcnico

as como del comercial.

Los proyectos de GNL son proyectos que representan varios miles de millones de

dlares de inversin, por lo que requieren la participacin de compaas

integradas (que tengan unidades de exploracin, produccin y distribucin de

gas) de alta solvencia econmica y entidades financieras que contribuyan el

capital de inversin. Todos estos factores han creado una industria en la cual el

riesgo de inversin sea bajo y requiere que tanto los contratos de compra y venta

de gas sean a largo plazo.

Hay grandes reservas de gas natural en frica, Amrica del Sur, el Caribe,

Indonesia, Australia, Irak, Iran y Alaska. Parte del gas natural en estas localidades

es licuado para ser transportado a lugares donde el uso del gas natural

sobrepasa su suministro domestico. Aquellos mercados incluyen Japn, Taiwn,

Corea, Europa y los EE.UU.

El GNL ofrece mayor flexibilidad que el transporte a travs de gasoductos,

permitiendo cargamentos de gas natural ser llevadas y entregadas donde la

necesidad es mayor y los trminos comerciales son ms competitivos.

Gas natural comprimido (GNC)

Gas utilizado como combustible de vehculo, este es el mismo que utilizamos en

nuestros hogares, es transportado a alta presin en tanques o cilindros de

almacenamiento en donde se encuentran a alta presin 200 bar

El uso de GNC ha sido declarado de inters pblico en el sector del transporte en

sustitucin de los combustibles lquidos, tanto en centros urbanos como en rutas

de interconexin.

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Es parte de la solucin a los problemas ambientales asociados con los

automotores, entre los problemas ms comunes se encuentran:

Efectos por exposicin directa a combustibles lquidos

Riesgo de incendio y toxicidad al que se encuentran expuestos los conductores,

trabajadores encargados de la distribucin, vecindades donde se almacenan o

extraen estos compuestos.

Efectos en la piel por el contacto directo al combustible lquido, tragar o inhala

las emanaciones, a diferencia del gas que representa un riesgo a la salud en el

caso de estar expuestos a altas concentraciones en un sitio cerrado.

Efectos locales de las emanaciones al aire

Dependiendo de la geografa, densidad de poblacin y modelos climticos, los

efectos "locales" de las emisiones de automotor pueden extenderse a reas ms

all de los 100 Km de su fuente.

Los efectos locales de mayor preocupacin son los efectos adversos a la salud y

de dao al ambiente natural y a las estructuras hechas por el hombre.

Contaminacin del suelo y agua derivada de derrames, prdidas y la

descarga de los combustibles

La preocupacin fundamental de las prdidas accidentales o filtraciones del

almacenamiento de nafta y gasoil es su efecto sobre la napa fretica.

Son muy importantes las prdidas de estos combustibles que pueden contaminar

grandes extensiones de suelo y que se infiltran muy profundamente hasta llegar a

los acuferos.

En el caso de una prdida de gas natural de un gasoducto o estacin de

compresin, no existe riesgo de contaminacin de agua o suelo. Adems debido

a que el gas natural es ms liviano que el aire, en caso de prdida, el gas natural

se mezcla rpidamente con el aire y se disipa.

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Gas licuado de petrleo (GLP)

El GLP se obtiene del proceso de refino del petrleo y de plantas procesadoras

de gas natural las cuales aportan alrededor de un 25% y 75% de GLP, compuesto

principalmente de butano y propano en proporciones variables que suelen ser

del orden del 60% de butano y un 40% de propano.

GLP de refinera

Se obtiene principalmente de derivador del petrleo, el proceso consiste en

convertir el estado gaseoso en el que se encuentra a presin atmosfrica en

lquido mediante compresin y enfriamiento, se requieren 273 litros de vapor de

GLP para obtener 1 litro de GLP lquido.

GLP de gas natural

En los diferentes procesos de purificacin en el cual el gas natural se fracciones

en etano, GLP y gasolinas naturales.

Para obtenerlo al igual que el GNL se realiza el proceso de licuefaccin.

Para facilitar su transporte y almacenamiento, el gas licuado del petrleo que se

encuentra en estado gaseoso a condiciones normales de presin y temperatura,

se licua y se utiliza a bajas presiones (entre 5 y 9 bar) para as mantenerlo en

estado lquido.

El almacenamiento se realiza en tanques o en depsitos.

Propiedades

No es txico ni corrosivos, desplaza el oxigeno.

No contiene ningn aditivo aadido.

No contiene azufre en su composicin.

Ms pesado que el aire, por lo cual siempre se acumula en el suelo.

Incoloro, indoloro.

El GLP es un combustible econmico por su rendimiento en

comparacin con otros combustibles.

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Es excesivamente fro, porque cuando se licua se le somete a muy

bajas temperaturas por debajo de los 0C. Por lo tanto el contacto

con la piel produce quemaduras.

Diferencias entre el GNC y el GLP

Punto de observacin GNC GLP

Estado de agregacin Gaseoso Liquido

Principal componente Metano Propano

Poder calorfico con

respecto a la gasolina

Similar Mayor

Presin de carga 2.900 psi 95 a 110 psi

Densidad Ms liviano que el aire Ms pesado que el aire

Diferencias entre el gas natural y el GLP

Las principales diferencias entre ambos son la forma en que son transportados, su

eficiencia energtica y costo.

Ambos pueden usarse de forma similar en casa, por ejemplo para cocinar o

calentar agua para baarse; sin embargo, el gas natural emite menos

contaminantes, es decir, tiene una flama ms limpia.

Con respecto a precios la diferencia puede ser relativa, ya que el GLP tiene

subsidio, mientras que el gas natural se rige por los precios internacionales, sin

embargo, a la larga el gas natural puede ser ms econmico debido a que se

distribuye por va subterrnea, mientras el GLP, en cilindros.

Usos: Dentro de los recursos no renovables, el gas ocupa el primer lugar como

principal fuente de energa, debido a su disponibilidad, costo, eficiencia trmica

e impacto ambiental, por lo cual cada da tiene mayor aceptacin y

aplicabilidad en diversas industrias:

Sector petrolero, el gas se utiliza como:

Inyeccin, para recuperar crudos.

Materia Prima, en el proceso de desulfuracin, a fin de mejorar la calidad

de los derivados del petrleo.

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Combustible, en la generacin de vapor y electricidad y en otras

operaciones de produccin y refinacin.

Para el sector no petrolero, el gas se utiliza como:

Materia prima, en los procesos de reduccin del mineral de hierro en las

plantas siderrgicas.

Combustible, en una amplia gama del sector industrial, as como

combustible alterno a la gasolina para vehculos automotores.

Ventajas de la explotacin de gas

Generales:

El precio del gas es variable por lo cual le permite a las empresas competir

dentro del mercado.

Al entrar en combustin es un producto muchos ms limpio que el

petrleo.

Operaciones:

Tal y como se distribuye hoy en da el gas natural tiene una disponibilidad

inmediata tanto en las industrias como en los domicilios.

Esto permite liberarse de grandes estantes de reservas y disminuye el coste

que implica construir y mantener las mismas dentro de las normas de

seguridad.

La combustin del gas cesa tan rpido como cese la demanda de calor

del aparato.

La regulacin automtica es sencilla y de gran precisin, manteniendo

constante la temperatura o la presin al variar la carga.

Ambientales:

La combustin del gas natural est clasificada mundialmente como la ms

limpia entre las energas no renovables.

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Aplicaciones:

Usos industriales: generacin de vapor, industria alimenticia, secado,

coccin de productos cermicos, fundicin de metales, tratamientos

trmicos, temple y recocido de metales, generacin elctrica, sistemas de

calefaccin, centrales trmicas.

Comercio y servicio: aire acondicionado, calefaccin, agua caliente,

coccin de alimentos.

Transporte

Odorizacin

La odorizacin del gas comenz con el fin de disminuir las muertes por

envenenamiento. Un hecho crucial que llevo a las industrias a odorizar el

compuesto fue una fuga de gas no odorizado en una escuela en Texas en donde

mueren 200 personas en 1937, considerado el tercer peor desastres sucedido en

Texas.

Debido a la variedad de suministro de gas, configuracin de los sistemas y

mtodos de operacin no hay un odorante especfico que pueda ser

recomendado para todos los sistemas o para el mismo sistema todo el tiempo.

Hay tres tipos de compuestos muy utilizados en este proceso:

Mercaptanos: umbral de olor bajo, muy resistente a la oxidacin.

Sulfuros: resistente a la oxidacin de tuberas, umbral de olor muy alto.

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Sulfuros cclicos: compuestos de olor dulce de poco impacto, puede ser

utilizado como nico odorante a diferencia de los dos anteriores que

deben ser mezclados.

Extraccin de gas natural en Argentina

48%

5% 7%

8%

9%

9%

11% 3%

Extraccin de Gas Natural por Provincia (ao 2010)

Neuqun

Mendoza

Chubut

Estado Nacional

Tierra del Fuego

Santa Cruz

Salta

Resto

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Punto de burbujeo: condiciones de presin y temperatura a las cuales sale

la primera burbuja del gas en solucin del petrleo. Cuando se descubren,

todos los petrleos de los yacimientos de petrleo contienen algn gas

natural en solucin. A menudo, el petrleo est saturado con gas cuando

se lo descubre, lo que significa que el petrleo est reteniendo todo el gas

que puede a la temperatura y la presin del yacimiento y que est en su

punto de burbujeo. Ocasionalmente, el petrleo estar subsaturado. En

este caso, a medida que se hace descender la presin, la presin a la cual

comienza a desarrollarse el primer gas a partir del petrleo se define como

el punto de burbujeo.

Punto de roco: puntos en los cuales existe fase gaseosa con una parte

infinitesimal de lquido.

Condensacin retrograda: formacin de hidrocarburos lquidos en un

yacimiento de gas cuando la presin del yacimiento desciende por

debajo del punto de roco durante la produccin. Se denomina

retrgrada porque una parte del gas se condensa en un lquido en

condiciones isotrmicas, en lugar de expandirse o evaporarse cuando

baja la presin.

Temperatura cricondentrmica: es el punto de temperatura mxima en la

curva envolvente de la regin de dos fases en el diagrama de

composicin presin-temperatura, de fluidos de yacimientos, es decir,

sistemas de hidrocarburos complejos. Temperatura mxima a la cual dos

fases pueden existir.

Fase: cualquier parte homognea y diferente fsicamente del sistema en

estudio, por ejemplo en el caso de tener un cubo de hielo, agua lquida en

cualquier proporcin y vapor de agua estaramos hablando de un sistema

de tres fases o trifsico. A continuacin se presenta un Diagrama de Fases

para hidrocarburos con el fin de reflejar un poco mejor la informacin a

mencionar.

http://www.glossary.oilfield.slb.com/es/Terms/r/retrograde_condensation.aspx