Petrolioa hidrokarburo-mota ezberdinen nahasketaz osaturiko likido oliotsu eta sukoia da, jatorri naturalekoa. Batez ere hidrokarburoak eratzen dituzten karbonoz (% 84-87) eta hidrogenoz (% 11-14) osatzen da, eta beste konposatu organikoetatik eratorritako elementu- edo ezpurutasun-proportzio aldakorrak eduki ditzake (% 1-8), hala nola sufrea (sulfuro lineal edo ziklikoak, merkaptanoak eta abar), oxigenoa (gantz-azidoak, azido naftenikoak, fenolak, zetonak, eterrak eta abar), nitrogenoa (aminak, amidak, zianuroak, anilinak eta abar), metalak (konposatu organometalikoetako sodioa, burdina, nikela edo banadioa), ura, gatzak eta abar.

Petrolioaren ezaugarri fisiko-kimikoak (kolorea, dentsitatea, bero-energiaeta abar) hura osatzen duten hidrokarburo-motaren araberakoak dira. Beraz, hidrokarburo astunak nagusi direnean (C eta H atomo ugariz osaturiko kate alifatiko luzeak dituztenak), dentsitate altuko petrolio likatsuak sortzen dira (asfalto eta fuel-olioak) eta, hidrokarburo arinak nagusi direnean (C eta H atomo gutxi dituzten kate alifatiko laburrez osaturiko hidrokarburo likido eta gaseosoak), dentsitate baxuko petrolioa sortzen da (gasolinaren parekoak). Petrolioa sailkatzeko beste eredu bat petrolioa osatzen duten hidrokarburo-mota nagusien araberako sailkapenean datza; horren arabera, petrolio parafinikoak, olefinikoak, naftenikoak eta aromatikoak desberdindu daitezke.

Petrolioa ugaria da munduan zeharreko lur azpiko hainbat hobitan. Hobien kokapena eta ezaugarriak ezagutzeak eta ondorengo ustiatzeak prospekzio- eta produkzio-lan espezializatuen emaitza dira. Erauzi ondoren, petrolio gordina findu egiten da petrolio-findegietan, eta, horren ondorioz, petroliotik eratorritako hainbat produktu lortzen dira, hala nola kerosenoa, gasolina, fuel-olioa, olio lubrifikatzaileak, asfaltoa, kokea, bentzenoa, toluenoa, sufrea eta abar (petrolioaren fintze).

Petrolioak eta petroliotik eratorritako produktuek berebiziko garrantzia dute gaur egungo gizartean; izan ere, asko erabiltzen dira erregai gisa eta industria kimikoan. Egunerokotasunean erruz erabiltzen ditugu haietatik eratorritako erregaiak, elektrizitatea, plastikoak, eraikuntza-materialak, pinturak, zuntz sintetikoak, sendagaiak, ongarriak, elikagaiak  eta abar.

La Brea mundrun-aintzira (Kaliforniako Los Angelesko La Brea Tar Pits Museoa)

Petrolioaren jatorria eta eraketa

Petrolioaren jatorria eta eraketa-prozesuak azaltzeko, hainbat hipotesi izan dira historian zehar. XIX. eta XX. mendeen hasieran, kimikaren inguruko ikerketen goraldiarekin batera, Berthelot, Mendeleef eta Sabatier zientzialarien laborategi-lanen ondorioz, petrolioaren jatorri inorganikoaren inguruko teoriak zabaldu ziren. XX. mendearen hasieratik, aldiz, petrolioaren inguruko interes ekonomikoek bultzaturik, geroz eta ugariagoak izan ziren petrolioaren eraketa-prozesuak ikertu eta haien jatorri organikoa frogatzen zuten ikerketa-lanak.

Petrolioaren sorrera eta hobiak arroka sedimentarioei lotuta agertzen dira. Oro har, arroka sedimentarioek materia organikoaren eduki altua dute, batez ere ingurune sedimentario itsastarretakoak direnean. Sedimentuekin batera metatzen den materia organikoak jatorri kontinentala (batez ere begetala) edo jatorri itsastarra (planktonetik eratorritakoa) izan dezake, eta ugariagoa da jatorri itsastarreko materia organikoa. Metatu eta materia organikoa sedimentuetan barneratuta gelditzen denean, milioika urtez sedimentu berriek estali, eta geroz eta sakonera handiagoetan lurperatzen da lurrazalean. Lur azpian, milaka metroko sakoneretan, baldintza anaerobioek eta presio eta tenperatura altuek, batetik, sedimentuen litifikazioa eta, bestetik, materia organikoaren hartzidura eta deskonposizioa eragiten dituzte, eta mota ezberdinetako hidrokarburo-motak barneratzen dituzten arroka sedimentarioak sortarazten dituzte (arroka ama).

Arroka sedimentarioetan barneratutako hidrokarburoak gas edo likido egoeran sortzen direnez, prozesu geologiko batzuen ondorioz (presio litostatikoaren aldaketak eta deformazio-prozesuak: toles eta hausturen sorrera), hidrokarburoak arroken porositatean zehar migratu, eta presio baxuagoko guneetan edo gune iragazgaitzek mugatutako arroka porotsuetan (arroka biltegietan) pilatu daitezke, eta petrolio-hobiak sortu. Petrolio-hobiak, beraz, egitura geologiko jakin batzuk dauden lekuetan sortu ohi dira gehienetan; ia beti toles antiklinaletan (% 80), baina inoiz baita faila, diskordantzia estratigrafiko edo diapiroei lotuta ere.

Petrolio-hobia (iturria: EVE-EEEren Energiaren Hiztegi Entziklopedikoa)

Petrolio-ustiapena

Petrolio-hobien esplorazioa

Petrolio-hobien aurkikuntza aurrez prestaturiko ikerketa zientifikoen emaitza izan ohi da. Petrolio-pilaketa gehienak egitura eta ezaugarri jakin batzuk dituzten lur azpiko arroka sedimentarioetan, karbonato eta hareharrietan, daude, baina batzuetan arroka igneo edo metamorfiko zartatuetan ere sor daitezke. Beraz, bistan da geologia oso garrantzitsua dela petrolio-hobiak bilatzeko orduan.

Lur azpiko petrolio-hobiak topatzeko, materia organiko ugari pilatu zeneko ingurune edo arro sedimentarioetan metatutako arroka sedimentarioak bilatu eta ikertu behar dituzte geologoek. Horretarako, gainazaleko arrokak ikertzeaz gain, lur azpiko arrokak ere ikertzen dituzte. Lurrazalaren ikerketa aztertu beharreko eskualdearen ezaugarri geologikoak ezagutzean datza. Horretarako, mapa geologikoak, airetiko eta satelite bidezko argazkiak eta hainbat laborategi-lan egiten dira (datazio bioestratigrafiko eta erradimetrikoak, analisi geokimikoak, analisi petrografikoak, analisi petrofisikoak eta abar).

Lurpeko arroken ezaugarriak ezagutzea, aldiz, zailagoa da. Lurrazalean azaleratzen diren arroken ezaugarriek lur azpian daudenen zenbait ezaugarri jakiteko balio duten arren, ez da nahikoa, eta zenbait teknika geofisiko bereziren bidez lortutako informazioa ere erabiltzen da. Teknika geofisiko horien artean arruntenak eremu kontinentaletan edo itsasoan egiten diren ikerketa sismikoak dira.

• Ikerketa sismikoa. Soinu-iturri batek (leherketa edo energia txikiko bibrazio-eragile batek) eragindako uhin sismikoak lurrazalean barrena nola barreiatzen diren neurtzen da (abiadura, norabidea, anplitudea, islapenak eta abar). Arroka-mota bakoitzak ezaugarri akustiko jakin batzuk dituenez, lortutako informazio sismikoa interpretatuz lur azpiko arroken ezaugarrien inguruko informazioa lortzen da.

Petrolio-hobien esplorazioan, beste ikerketa geofisiko mota batzuk ere erabili ohi dira, hala nola:

• Ikerketa grabimetrikoa. Sentikortasun handiko grabimetroak erabiliz, lurrazaleko grabitazio-indarra eta aldaketak neurtzen dira. Grabitate-indarraren magnitudea eta norabidea arroka-mota bakoitzaren dentsitatearen araberakoa da.

• Ikerketa magnetometrikoa. Lurraren eremu magnetikoaren aldaketak neurtzean oinarritzen da. Eremu magnetikoa arroka-mota bakoitzaren suszeptibilitate magnetikoaren araberakoa da.

• Ikerketa elektrikoa. Arroka-mota bakoitzak korronte elektrikoa garraiatzeko ahalmen edo eroankortasun bat du. Gainera, arroken poroetan fluidoak daudenean —ura, petrolioa edo gasa—, arroken eroankortasun elektrikoak erraz neur daitezkeen aldaketak jasaten ditu.

Behin ikerketa guztien emaitzak interpretatuta, eskualde jakin batean petrolioa egoteko aukerak zenbatekoak diren jakin daiteke. Esplorazio-prozesuaren azkeneko urratsa petrolio-hobiak topatzeko aukera handiak dauden lekuetan esplorazio-putzuak zulatzea da. Putzu horiek lur azpiko arroken laginak eskuratu eta ikertzeko balio dute, eta, era berean, aurreko ikerketen araberako petrolio-hobia dagoen ala ez zehazteko. Esplorazio-putzuek inbertsio ekonomiko handia eskatzen dute, eta, praktikan, zulatzen diren guztietatik % 10ek bakarrik topatzen dituzte gas- edo petrolio-hobiak.

Produkzio-fasea

Esplorazio-fasean topatzen diren petrolio-hobietatik % 20 besterik ez da ekonomikoki errentagarria; beraz, oso gutxi iristen dira hurrengo ustiatze-fasera, produkzio-fasera.

Petrolioa eskuratzeko, topatutako hobian zehar hainbat produkzio-putzu zulatzen dira 900 eta 5.000 metro bitarteko sakoneretan, nahiz eta sakonago ere zulatu izan den. Antzina, putzuak zulatzeko perkusio-teknika erabiltzen zen. Kable batetik zintzilik zegoen zizel antzeko metalezko pieza astun baten kolpeek arroka zartatu, eta pixkanaka zulatzen joaten zen. Zulatze-sistema hori merkea da, eta baliagarria sakonera txikiko zulatzeetarako (ehunka metro), baina zundaketa-abiadura oso motela da, eta, hobi presurizatuetara iristean, petrolioa kontrolik gabe irteten da kanpora.

Gaur egun, sakonera handiko zulaketak egiteko (milaka metrokoak) biratze-teknika erabiltzen da. Zulagailua altzairuzko hodiz osatutako ardatzari lotua dago, eta lehorreko zulatze-dorrean edo itsas plataforman eraikitako biratze-mahai baten bidez birarazten da. Zulatzean, etengabe lohi bereziak injektatzen dira hoditeriaren barnetik, barautsa hoztu eta errazago labaintzeko, eta, bide batez, gorako bidean, zulaketa-hormaren eta hoditeriaren artetik bueltatzean, erauzitako arroka-zatiak gainazalera garraiatzeko. Zulaketa aurrera doan heinean, zuloan hodiak jarri, eta zementuz edo epoxi erretxinaz indartzen da.

Zulaketa petrolio-hobira iritsitakoan, zulatze-dorrea kendu eta produkzio-burua ipintzen da. Hainbat modutara ekoitz daiteke petrolioa:

• Eskuratze primarioa. Hobiko presioak bultzatuta, petrolioa berez irteten denean kanpora. Horrela, hobian dagoen petrolio gordinaren % 25 eskuratzen da batez beste.

• Eskuratze sekundarioa. Denbora igaro ahala, presioa jaitsi egiten da, eta hobiko produkzioa ere bai. Produkzioa areagotu eta hobian geratzen den petrolioaren % 15 eskuratzeko, petrolioari irteten lagundu behar zaio. Petrolioa ateratzen jarraitzeko, beharrezko presioa mantentzen da hobian, ura edo gasa injektatuz. Horretarako, injekzio-putzuak zulatzen dira leku aproposetan —hobiaren ezaugarri geologikoen arabera aukeratzen dira—.

Eskuratze sekundariorako beste teknika batzuk ere badira; hona hemen batzuk:

• Gas bidezko jasotzea. Gasa produkzio-putzuan bertan injektatzen da. Injektaturiko gasaren eta petrolio likidoaren arteko nahasteari esker, zuloa betetzen duen petrolioaren pisua eta likatasuna txikitu, eta produkzioak jarrai dezake, hobi-presio txikiagoarekin bada ere.

• Ponpatzea. Aurreko teknikak erabili ezin direnean erabiltzen da, edo haien ondoren, hobi-presioa txikiegia denean. Zuloan ponpak murgildu, eta petrolioa gainazaleraino ponpatzen da. Ponpak pistoidunak, elektrikoak edo hidraulikoak izan daitezke.

Eskuratze primario eta sekundarioaz gain, badaude petrolio-hobietako produkzioa areagotu eta sustatzeko beste teknika batzuk ere. Eskuratze tertziariokoak dira, eta, horietan, petrolioaren ezaugarri fisikoak aldatzea da helburua, biltegi-arrokako arraildura eta poroetatik errazago ibil dadin. Teknika horiek hiru taldetan sailkatzen dira:

• Metodo termikoak. Beroa erabiltzen da petrolioaren likatasuna gutxitzeko; horretarako, zuloan ur beroa edo ur-lurruna injektatzen da. Beroa hobian bertan sartzea ere badago, aire beroa injektatuz. Batez ere petrolio astunekin erabiltzen da.

• Petrolioarekin nahasten diren eta kapilaritate-indarrak ahultzen dituzten produktuen erabilera. Horretarako, hidrokarburo disolbagarriak edo gasak (propanoa, butanoa, nitrogenoa eta abar) erabiltzen dira.

• Metodo kimikoak. Zenbait produktuk (polimeroek, xaboiek, disoluzio kaustikoek eta abarrek) eta hidrokarburoen fasearteko molekulek elkarri eragiten diote, eta hidrokarburoen gainazal-tentsioa txikiagotu egiten da.

Azkenik, petrolioa lurrazalera atera ondoren, petrolio likidoa, gasa eta ura bereizi egin behar dira (ia beti egoten dira petrolioarekin batera) eta, gero, biltegiratu egin behar da, kontsumo-merkatuetara bidali aurretik.

Zulatze-dorrea (iturria: EVE-EEEren Energiaren Hiztegi Entziklopedikoa)

Itsas zabaleko petrolio-plataforma

Petrolio-merkataritza: ekoizleak, erreserbak eta erabilera energetikoa

Petrolio gehiena hobi gutxi batzuetan pilatuta dago. Munduko petrolio-produkzioaren % 70 munduko 3 eskualdetan egiten da: Ekialde Ertainean, SEBS ohian eta Estatu Batuetan. Produkzio handiena duten herrialdeak Saudi Arabia (507 Mt, munduko produkzioaren % 12,9), Errusia (477 Mt, munduko produkzioaren % 12,1) eta Estatu Batuak (310 Mt, munduko produkzioaren % 7,9) dira (EIA, 2007).

Gaur egungo gizartean, petrolioak eta petroliotik eratorritako produktuek berebiziko garrantzia dute; izan ere, besteak beste, petrolioa kontsumo handieneko erregai fosila da. Gizarte industrializatuenek petrolio-kontsumo tasa handienak dituzten arren, ez dira petrolio-ekoizle nagusiak. Hori dela eta, herrialde ekoizle eta kontsumitzaileen arteko petrolio-merkataritzak berebiziko garrantzia du garapen ekonomikoan. Petrolio gehien inportatzen duten herrialdeak Estatu Batuak (582 Mt), Japonia (213 Mt) eta Txina (127 Mt) dira (EIA, 2007). Esportatzaile nagusiak, berriz, Saudi Arabia (364 Mt), Errusia (253 Mt) eta Iran (132 Mt) dira (EIA, 2007).

Lurrean dagoen petrolio-kantitatea mugatua da, eta gaur egungo gizarteak duen petrolio-beharra, aldiz, izugarri handia. Hori dela eta, garrantzi oso handiko tresna ekonomiko, politiko eta estrategikoa da petrolioa. Horrek guztiak eta azken hamarkadetako produkzio-maila altuek eskuragarri duten petrolio-kantitatea, petrolio-erreserbak, xehetasun handiz kalkulatzera behartzen ditu petrolio-ekoizle nagusiak. Petrolio-erreserba esaten zaio une jakin batean eta une horretako baldintza ekonomiko eta teknologikoen arabera eskuragarri dagoen petrolio-kantitateari. Petrolio-erreserba frogatuak, berriz, une horretako teknologiaren eta baldintza ekonomikoen arabera hurrengo urteotan % 80-90eko ziurtasunarekin esplotagarri izango diren petrolio-erreserbak dira. Mundu mailako erreserba frogatuak 1.331,7 mila milioi upelekoak dira (EIA, 2007). Petrolio-esplorazioen eta produkzio teknologien hobekuntzek eta beste energia-iturri batzuen erabilera handitzeak epe motzean erreserben mantentzea ekar badezakete ere, litekeena da epe luzean (50-150 urtera) eskuragarri egon daitekeen petrolioa akitzea. Gizarteak dagoeneko hasia du petrolioaren ordezkoak bilatzeko bidea; bide hori garaiz egitea da egungo gizarteak duen erronka nagusietako bat.

Petrolio-erreserben aldaketa 2001-2006 aldian, milioi upeletan. Kanadaren erreserben gorakada azken hamarkadetan bertan aurkitutako harea bituminoso edo mundrun.hareei zor zaie (iturria: US Energy Information Agency, International Energy Annual Report)