“UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ” “FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA”

DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE QUÍMICA, INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

CARRERA PROFESIONAL: INGENIERÍA QUÍMICA DEL GAS NATURAL Y ENERGÍA

CÁTEDRA: INGENIERIA DEL GAS NATURAL I

TEMA:

CATEDRÁTICO: Dr. Ms. PALACIOS VELASQUEZ ABRAHAM

ALUMNO: ARONI MATINEZ, lino

SEMESTRE:7° SEMESTRE

11 de abril del 2016

I.- RESUMEN

TRAMPAS DE HIDROCARBUROS – TIPOS DE YACIMIENTOS

El origen de gas natural se dio hace millones de años cuando una serie de

organismos descompuestos como animales y plantas, quedaron sepultados

bajo lodo y arena, en lo más profundo de antiguos lagos y océanos. En la

medida que se acumulaba lodo, arena y sedimento, se fueron formando capas

de roca a gran profundidad. La presión causada por el peso sobre éstas capas

más el calor de la tierra, transformaron lentamente el material orgánico en

petróleo crudo y en gas natural.

El gas natural se acumula en bolsas entre la porosidad de las rocas

subterráneas. Pero en ocasiones, el gas natural se queda atrapado debajo de

la tierra por rocas sólidas que evitan que el gas fluya, formándose lo que se

conoce como un yacimiento.

II.- INTRODUCCIÓN

Los primeros descubrimientos de yacimientos de gas natural fueron hechos en

Irán entre los años 6000 y 2000 A.C

En el año 900 a.c. en china se reporta la perforación del primer pozo de 150 m

de profundidad.

El gas natural se acumula en bolsas entre la porosidad de las rocas

subterráneas. Pero en ocasiones, el gas natural se queda atrapado debajo de

la tierra por rocas sólidas que evitan que el gas fluya, formándose lo que se

conoce como un yacimiento.

III.- OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Identificar los orígenes de gas natural

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Describir los orígenes de gas natural.

Describir la formación del gas natural.

Describir la formación de la roca madre.

IV.- MARCO TEÓRICO

¿QUÉ ES EL GAS NATURAL?

Es un energético natural de origen fósil, que se encuentra normalmente en el

subsuelo continental o marino. Se formó hace millones de años cuando una

serie de organismos descompuestos como animales y plantas, quedaron

sepultados bajo lodo y arena, en lo más profundo de antiguos lagos y océanos.

En la medida que se acumulaba lodo, arena y sedimento, se fueron formando

capas de roca a gran profundidad. La presión causada por el peso sobre éstas

capas más el calor de la tierra, transformaron lentamente el material orgánico

en petróleo crudo y en gas natural. El gas natural se acumula en bolsas entre la

porosidad de las rocas subterráneas. Pero en ocasiones, el gas natural se

queda atrapado debajo de la tierra por rocas sólidas que evitan que el gas

fluya, formándose lo que se conoce como un yacimiento. 

El gas natural se puede encontrar en forma "asociado", cuando en el

yacimiento aparece acompañado de petróleo, o gas natural "no asociado"

cuando está acompañado únicamente por pequeñas cantidades de otros

hidrocarburos o gases. 

La composición del gas natural incluye diversos hidrocarburos gaseosos, con

predominio del metano, por sobre el 90%, y en proporciones menores etano,

propano, butano, pentano y pequeñas proporciones de gases inertes como

dióxido de carbono y nitrógeno. 

HISTORIA DEL GAS NATURAL

Los primeros descubrimientos de yacimientos de gas natural fueron hechos en

Irán entre los años 6000 y 2000 A.C. Estos yacimientos de gas, probablemente

encendidos por primera vez mediante algún relámpago, sirvieron para

alimentar los "fuegos eternos" de los adoradores del fuego de la antigua

Persia. 

También se menciona el uso del gas natural en China hacia el 900 A.C.

Precisamente en China se reporta la perforación del primer pozo conocido de

gas natural de 150 metros de profundidad en el 211 A.C. Los chinos perforaban

sus pozos con varas de bambú y primitivas brocas de percusión, con el

propósito expreso de buscar gas en yacimientos de caliza. Quemaban el gas

para secar las rocas de sal que encontraban entre las capas de caliza. 

El gas natural era desconocido en Europa hasta su descubrimiento en

Inglaterra en 1659, e incluso entonces, no se masificó su utilización. La primera

utilización de gas natural en Norteamérica se realizó desde un pozo poco

profundo en la localidad de Fredonia, estado de Nueva York, en 1821. El gas

era distribuido a los consumidores a través de una cañería de plomo de

diámetro pequeño, para cocinar e iluminarse. 

A lo largo del siglo 19, el uso del gas natural permaneció localizado porque no

había forma de transportar grandes cantidades de gas a través de largas

distancias, razón por la que el gas natural se mantuvo desplazado del

desarrollo industrial por el carbón y el petróleo.

Un importante avance en la tecnología del transporte del gas ocurrió en 1890,

con la invención de las uniones a prueba de filtraciones. Sin embargo, como los

materiales y técnicas de construcción permanecían difíciles de manejar, no se

podía llegar con gas natural más allá de 160 kilómetros de su fuente. Por tal

razón, la mayor parte del gas asociado se quemaba en antorchas y el gas no

asociado se dejaba en la tierra.

El transporte de gas por largas distancias se hizo practicable a fines de la

segunda década del siglo 20 por un mayor avance de la tecnología de

cañerías. En Estados Unidos entre 1927 y 1931 se construyeron más de 10

grandes sistemas de transmisión de gas. Cada uno de estos sistemas se

construyó con cañerías de unos 51 centímetros de diámetro y en distancias de

más de 320 kilómetros. Después de la Segunda Guerra Mundial se

construyeron más sistemas de mayores longitudes y diámetros. Se hizo posible

la construcción de cañerías de 142 centímetros de diámetro. 

A principios de la séptima década del siglo veinte tuvo su origen en Rusia la

cañería de gas más larga. La red de Northern Lights, de 5470 kilómetros de

longitud, cruza los Montes Urales y unos 700 ríos y arroyos, uniendo Europa

Oriental con los campos de gas de Siberia del Oeste en el círculo Ártico. Otra

red de gas, más corta, pero de gran dificultad de ingeniería, es la que se

extiende desde Argelia, a través del Mar Mediterráneo hasta Sicilia. El mar

tiene más de 600 metros de profundidad en algunos tramos de la ruta.

¿CÓMO SE FORMAN EL GAS NATURAL Y SU RELACIÓN CON EL PETRÓLEO?

El gas natural, es parte de la familia de hidrocarburos, al igual que el petróleo,

se forma en el subsuelo profundo en sedimentos con alto contenido de materia

orgánica y denominados “roca madre”. Este proceso tiene lugar en extensas

regiones geológicas denominadas cuencas sedimentarias, La materia orgánica

presente en los sedimentos se deriva a partir de organismos marinos y

terrestres (lagos), depositados en diversos ambientes sedimentarios antiguos

de baja energía y deficiencia del oxígeno, hasta mixtos (deltas), bajo

condiciones reductoras y un rápido sepultamiento que permiten la acumulación

de esta materia.

Cuáles son las etapas de generación de los hidrocarburos? Hay tres estados

importantes en la evolución de la materia orgánica a hidrocarburos: diagénesis,

catagénesis y metagénesis (“Petroleum Formation and Occurrence from Tissot,

B.P. and Welte, D.H. (1984)”).

 se inicia una vez que la materia orgánica es enterrada formándose cuatro

grupos principales de compuestos orgánicos o biopolímeros que son

sintetizados por plantas y animales: carbohidratos, proteínas, ligninas y lípidos.

El producto final de la diagénesis es el KERÓGENO, definido como la materia

orgánica en la roca sedimentaria insoluble en solventes orgánicos. El

“kerógeno”, es una compleja sustancia formada por largas cadenas de carbono

e hidrógeno, con átomos de oxígeno, nitrógeno y azufre, asociados a anillos

heterocíclicos, es la materia prima la cual se convierte en hidrocarburo

(petróleo y gas natural) bajo condiciones geológicas particulares.

En la diagénesis cada tipo de Kerógeno tiene una química única, ya que su

composición está controlada por los tipos de macerales y los biopolímeros

originales que lo constituyen. Durante la diagénesis temprana, los biopolímeros

complejos son rotos y transformados en geomónomeros, poco estables, que

son transformados en geopolímeros complejos estables. La transición a los

geopolímeros ocurre en un tiempo geológicamente corto. Esta variabilidad

química de los tipos de Kerógenos inmaduros y los cambios que ocurren hasta

que el petróleo y gas natural sean generados, pueden presentarse como

gráficos de la relación hidrógeno/carbono (H/C) versus la relación oxígeno

carbono (O/C) . En este estado inicial diagenético el único hidrocarburo

producido en cantidades medibles es el metano biogénico, como producto de la

destrucción anaeróbica. Si los kerógenos son sometidos a temperaturas más

altas que en la etapa de diagénesis, se alcanza la segunda etapa de la

evolución de la materia orgánica, la catagénesis, que se define como la etapa

en la el kerógeno genera el petróleo y el gas natural.

La cantidad relativa de gas y/o crudo (petróleo) que proviene de un cierto tipo

de kerógeno lo determina la naturaleza de la materia orgánica o biomasa fósil y

se identifican 4 tipos principales de kerógeno:

Tipo 1 (sapropélico): derivado de esporas y algas planctónicas y una porción

pequeña de materia animal fuertemente degradada por acción bacteriana.

Tiene una alta relación de hidrógeno respecto al oxígeno H/C (usualmente

entre 1,3 y 1,7) y poco O (O/C<0,1). Común en cuencas de agua dulce y es

rico en Exinita.

Tipo 2 (marinos mixtos): mezcla de algas, organismos marinos y detritos de

plantas transportados. Resulta un tipo transicional entre el 1 y el 2. Tiene alta

relación relativa H/C y baja O/C (aunque más que el Tipo 1 pues incluye

cetonas y ácidos carboxílicos). Es el tipo de kerógeno más común en cuencas

marinas y el más común fuente de petróleo. Tiende a producir petróleos

nafténicos y aromáticos y más gas que el Tipo I

Tipo 3 (kerógeno húmico): derivado de plantas terrestres (lignito, tanino,

celulosa), cone baja relación inicial H/C y alta relación O/C. Durante la

maduración genera abundante agua y metano. La mayoría de los carbones se

forman a partir de este kerógeno. Frecuentemente continental parálico rico en

Vitrinita.

Tipo 4 (kerógeno residual – inerte): derivado de materia orgánica

descompuesta en forma de hidrocarburos aromáticos policíclicos. H/C < 0,5.

No tiene potencial de generación de petróleo / gas. Principalmente constituido

por Inertinita y algunos amorfos de descomposición de materia vegetal.

¿ORIGEN ORGÁNICO DEL GAS NATURAL?

El origen geológico del gas natural es semejante y en algunos casos igual al

del petróleo. Existen dos (2) teorías fundamentales que explican su origen,

tales como: la teoría biológica y la teoría no biológica. La teoría

biológica sostiene que el gas fue creado durante el período carbonífero de la

formación de la Tierra, hace 280 a 345 millones de años, por la

descomposición de las plantas y animales que murieron y cuyos restos fueron

arrastrados a las profundidades de antiguos lagos y océanos; dicha teoría

señala que mucha de esa materia orgánica fue descompuesta por el aire u

oxidada y se perdió en la atmósfera pero otra fue enterrada antes de que se

marchitara y depositada en aguas estancadas libres de oxígeno, que

previnieron su oxidación. Con el paso del tiempo, la arena, el lodo y otros

sedimentos arrastrados por las corrientes se compactaron en las rocas. Estos

estratos apilados, causaron que la materia orgánica quedara preservada en las

rocas sedimentarias y éstas, por su peso, crearon presiones y calor lo que

originó el cambio de ese material orgánico en gas y petróleo. La temperatura es

el factor principal en la formación de crudos y de allí es que se conoce el gas

biogénico o microbiano, casi metano puro. En cambio, la teoría no

biológica sostiene que el gas fue creado cuando el carbón transportado a la

Tierra por meteoritos, depositó abundante hidrógeno en la atmósfera

originando la formación de hidrocarburos los cuales se calentaron produciendo

metano.

El gas natural está formado por un pequeño grupo de hidrocarburos:

fundamentalmente metano con una pequeña cantidad de propano y butano. El

propano y el butano se separan del metano y se usan como combustible para

cocinar y calentar, distribuidos en bombonas. El metano se usa como

combustible tanto en viviendas como en industrias y como materia prima para

obtener diferentes compuestos en la industria química orgánica. El metano se

distribuye normalmente por conducciones de gas a presión (gaseoductos).

¿ORIGEN INORGÁNICO DEL GAS NATURAL?

Explica el origen de estos hidrocarburos gracias a la combinación de elementos

químicos como el carbono y el hidrógeno sometidos a altas temperaturas y

presiones, ubicados en capas muy profundas de la tierra.

Cósmica

Según la cual los hidrocarburos se forman por la unión directa del C y el H sometidos a altas presiones y temperaturas durante

La formación de la Tierra. Presencia de metano en la atmosfera de otros planetas.

Metamórfica

Durante los grandes cataclismos de la corteza terrestre se ha detectado CH4 en los terrenos afectados. La búsqueda vendría ligada a zonas de fallas profundas.

Reacciones de carburos metálicos con agua

Su existencia estaría en rocas ígneas fundamentalmente.

Ejemplos: Augila-Nafoora(precámbricos) en Libia, White Tiger en Vietnan

FORMACIÓN DE LA ROCA MADRE

roca madre es una roca sedimentaria rica en materia orgánica capaz en un momento determinado de generar hidrocarburos en cantidad suficiente para ser acumulado y explotado de forma rentable

una roca madre es efectiva cuando puede expulsar los hidrocarburos que ha generado.

la calidad de una roca madre viene fijada por su contenido en materia orgánica (toc) y su grado de evolución.

El proceso mediante el cual los hidrocarburos contenidos en la roca madre, se desplazan hacia formaciones adyacentes, se denomina migración primaria.

Esta migración no es fácil de explicar. Existen para ello varias teorías,

entre ellas:

• arrastrado por el agua expulsada durante la compactación

• por su disolución en el agua lo que solamente se producirá a altas profundidades y temperaturas

Una vez que los hidrocarburos alcanzan la roca almacén, se produce

lallamada migración secundaria que es el desplazamiento de los

hidrocarburos dentro de la misma hasta que estos encuentran en su

camino un freno (pliegue, falla, etc.), que corta su movimiento y permite

suacumulación para formar un yacimiento.

Las causas del desplazamiento del gas natural ( y el petróleo) en el

almacén son su flotabilidad en el agua que rellena el almacén y el

hidrodinamismo propio de la cuenca.

Las distancias recorridas por los hidrocarburos en su migración

secundaria varían en función de las características de los almacenes y

del tamaño de la cuenca, pero pueden alcanzar valores de hasta 100 km

por millón de años.

CONCLUSIONES

Se describió el origen del gas natural.

Se describió la formación del gas natural.

Se describió la formación de la roca madre.

VI.- BIBLIOGRAFIA

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