RT Dissertation/Thesis
T1 Técnicas avanzadas para la caracterización de petróleospesados, productos derivados y sus fracciones : aplicaciones en ingeniería de yacimientos y medioambiente
A1 Esquinas Gómez, Noemi
A2 Universidad de Huelva. Departamento de Ingeniería Minera, Mecánica y Energética
K1 Petróleo -- Aspecto del medio ambiente
K1 Hidrocarburos
K1 Geoquímica orgánica
AB En un mundo donde las energías fósiles continúan hoy día jugando un papel crucial, lascompañías petroleras siguen evaluando la viabilidad económica de yacimientos de petróleocrudo no convencional a fin de asegurar las necesidades energéticas de la población. En estecontexto, los petróleos pesados y extrapesados constituyen una parte importante de lasreservas mundiales de hidrocarburos, cuya explotación conlleva considerables problemastécnicos y riesgos medioambientales. La problemática ligada a las fracciones pesadas delpetróleo crudo explica muchas de las dificultades presentadas durante la explotación dehidrocarburos.Por otro lado, a pesar de la disminución de vertidos petroleros durante las últimasdécadas, los vertidos derivados de las tareas de extracción y transporte de petróleo siguenponiendo en peligro los ecosistemas marinos y terrestres. Las fracciones pesadas del petróleoy sus derivados generan serias dificultades en la recuperación de terrenos afectados porvertidos como resultado de la dificultad que presentan estas fracciones a ser meteorizadas obiodegradadas.La caracterización de estas fracciones polares o de crudos pesados no es una tareasencilla, dado que el procedimiento analítico de las macromoléculas que constituyen lafracción asfalténica es muy complejo. Así, el desarrollo de protocolos analíticos para realizar lacaracterización de productos enriquecidos en las fracciones polares resulta completamentenecesario.El protocolo propuesto en esta tesis ha permitido elucidar los mecanismos deformación de los “tarmats” en los yacimientos considerados. En el caso de las muestras devertidos costeros, el protocolo ha posibilitado realizar un seguimiento de la evolución de laatenuación natural de los mismos, así como establecer que la técnica TD/GC-MS es un métodode caracterización rápida de los vertidos en combinación con otras técnicas pirolíticas.Los resultados han permitido también establecer grupos de petróleos pesadosgenéticamente diferentes en campos como los estudiados en Los Llanos (Colombia) y Ceuta(Venezuela). Además, se ha podido identificar los mecanismos que han dado lugar a laformación de “tarmats”, así como establecer correlaciones crudo-crudo y crudo-roca madre.Por último, se concluyó que el principal factor que controla la atenuación natural sonlos ciclos climáticos estacionales, viéndose la misma ralentizada al final de los periodosestivales. Además, se establecieron varios ratios diagnósticos basadas en compuestossaturados con el fin de discernir los diferentes tipos de meteorización. Los ratios basados encompuestos aromáticos, sin embargo, solo permitieron una aproximación cualitativa a lameteorización, sin distinguir entre biodegradación, volatilización y fotodegradación. La pirolisissecuencial de muestras sin fraccionar de vertidos petroleros se puede usar como herramientade identificación rápida, puesto que se ha observado que el análisis CG-MS del producto de ladesorción térmica permite identificar de manera bastante clara los mismos compuestos que seidentifican empleando el análisis CG-MS de las fracciones saturada y aromática. Comoconsecuencia, el residuo de la desorción térmica solo contiene principalmente asfaltenos,como demuestra que en sus pirocromatogramas se observan los mismos picos que en el casode la pirólisis de la fracción asfalténica.
AB Nowadays, fossil fuels still play a crucial role. As a result, oil companies are exploringthe economic viability of non-conventional oil fields to ensure population energy needs. Heavyoils and extra heavy oils signify an important part of the oil reserves worldwide. Theirexploitation implies technical problems and environmental risks, and therefore theproblematic linked to the oil heavy fractions generates difficulties in hydrocarbons production.Despite the positive trends in the reduction of oil spills, they continue to put marineecosystems at risk, as well as terrestrial ecosystems, when there are accidents duringexploration, extraction or transportation. Heavy oil fractions, in this case, generate seriousdifficulties in the recovery of land affected by discharges, both marine and terrestrialenvironments. This is due to the resistance of these fractions to weathering andbiodegradation.Heavy oils, and its heavy fractions are not easy to characterize. Difficulties are mostlyrelated to asphaltenes, which are relatively abundant molecules in oil with a very complexanalytic. In this context, it is necessary the development of analytical protocols that facilitateheavy oil characterization, and this is the main scope of this thesis.The proposed protocol has revealed the intra reservoir "tarmats" formationmechanisms. In coastal oil spills, the protocol gave the possibility to follow the naturalattenuation in the environment. It was also revealed that TD/GC-MS is a rapid forensic tool incombination with pyrolytic analysis.Some of the specific results obtained in the applied cases developed in this workelucidated genetically different oil groups in fields affected with heavy oils in Los Llanos(Colombia) and Ceuta (Venezuela). Moreover, we have been able to identify oil mixing, as wellas explaining the "tarmats" formation mechanisms. Finally, it has been possible to identify theoil-oil and oil-source rock correlations thanks to simultaneous analysis of rock, oil and"tarmats".On the other hand, in the context of environmental studies, seasonal climate cycleswere shown as the main factor controlling natural attenuation advances after an oil spill, Inaddition, some diagnostic ratios using saturate compounds were selected to distinguishbetween distinct types of weathering and aromatic ratios were also useful to obtain aqualitative approach although without distinguishing between biodegradation, volatilizationand photodegradation. The sequential pyrolysis of spilled products may be use as a rapidforensic tool, since the compounds identified by GC-MS of thermally desorbed products areidentified as well those in saturated and aromatic fractions. In addition, the thermaldesorption residue is predominantly asphaltenic, as revealed by the thermal desorptionproduct pyrochromatogram (very similar to the asphaltene pyrochromatogram).
PB Universidad de Huelva
YR 2018
FD 2018
LK http://hdl.handle.net/10272/16123
UL http://hdl.handle.net/10272/16123
LA spa
DS Repositorio Institucional de la Universidad de Huelva
RD 1 jun 2026