Biblioteca_Visual_del_Petr_leo

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Fuente / ilustración: Carlos Elenes /mail: elenes1971@yahoo.com.mx 
La Biblioteca Visual del Petróleo es una obra única en su tipo en habla 
española, porque el Instituto Mexicano del Petróleo solicitó a sus especialistas 
que redactaran y supervisaran la obra, la cual está profusamente ilustrada 
con dibujos, esquemas y fotografías que ayudan a comprender mejor los 
procesos industriales del petróleo. Asimismo, presenta de manera amena, 
sencilla y atractiva los procesos de la industria petrolera, que van desde 
la localización de yacimientos y la extracción del crudo en alta mar (En 
las entrañas de la Tierra) y los procesos químicos que se producen en la 
refinación (La transformación del petróleo), hasta la influencia del petróleo y 
sus derivados en la actividades diarias, así como el futuro de los combustibles 
(El petróleo en la vida cotidiana).
La Biblioteca Visual del Petróleo, por su innegable valor informativo y de 
divulgación, contribuirá a fomentar la cultura petrolera en nuestra sociedad, 
con el fin de que se conozcan mejor las actividades que diariamente realiza 
el personal de la industria petrolera nacional para colaborar en el desarrollo 
del país. Además, el conocimiento de las diversas disciplinas que intervienen 
en la exploración, explotación y transformación del petróleo podrá despertar 
o reafirmar vocaciones profesionales entre los jóvenes de nuestro país.
PortadaBiblioteca.indd 1 23/11/2015 05:43:51 p. m.
Biblioteca Visual del Petróleo
Segunda edición, México, 2015
Editor: René Anaya Sarmiento.
Coordinación general de textos: David Velázquez Cruz y Arturo Trejo Rodríguez.
Corrección de estilo: Esther Romero Gómez.
Fotografías: Archivo IMP: Pedro Espíndola Serrano.
Ilustraciones: Carlos Elenes Díaz.
Diseño: Luis Enrique Ramírez Juárez.
D.R. © 2015, Instituto Mexicano del Petróleo
Eje Central Lázaro Cárdenas Norte 152
Col. San Bartolo Atepehuacan
Delegación Gustavo A. Madero, 07730
México, D.F.
Todos los derechos reservados. Queda prohibida la reproducción total o parcial 
de esta obra por cualquier medio o procedimiento, comprendidos la reprografía 
y el tratamiento informático, la fotocopia o la grabación, sin la previa autorización 
por escrito de los titulares del copyright.
Impreso y hecho en México/Printed and made in Mexico
Biblioteca Visual
del Petróleo
Dr. Ernesto Ríos Patrón
Director General
Dr. Gustavo Murillo Muñetón
Director De investiGación en exploración y proDucción
M. en C. Florentino R. Murrieta Guevara
Director De investiGación en transformación De HiDrocarburos
Ing. Marco Antonio Osorio Bonilla
Director De tecnoloGía De proDucto
M. en C. Jorge A. Mendoza Amuchástegui
Director De servicios en exploración y proDucción
Ing. Roberto Javier Ortega Ramírez
Director De servicios en inGeniería
M. en C. Rafael Ramos Palmeros
Director De Desarrollo De talento
M. en A. Alfredo Rosas Arceo
Director De planeación De la operación
Lic. Javier Dueñas García
Director De finanzas y aDministración
M. en D. Fabiana Galeno Rodríguez
titular De la uniDaD De asuntos JuríDicos
M. en C. Patricia Agundis Salazar
coorDinaDora De asesores De la Dirección General
Lic. Guillermo Narváez Bellacetín
titular Del órGano interno De control
Lic. Juan Cristóbal Ramírez Peraza
Gerente De comunicación social y relaciones públicas
Directorio
Contenido
Presentación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Parte I En las entrañas de la Tierra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Geología petrolera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Exploración geofísica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Ingeniería de yacimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Perforación, terminación y reparación de pozos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Los procesos de recuperación de hidrocarburos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Herramientas para pozo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Producción del petróleo en el mar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Parte II La transformación del petróleo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
El petróleo bajo la lupa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Del pozo a la refinación: transporte, 
distribución y almacenamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Las refinerías . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
El petróleo y su refinación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Petroquímica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
Combustibles y lubricantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
La refinería limpia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Fuentes de energía alternativas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Parte III El petróleo en la vida cotidiana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Un material único . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Nuestro mundo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Contaminación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Por un ambiente limpio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
El petróleo y el ambiente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
Petróleo, electricidad y transporte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
Energías sostenibles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
Aspectos económicos del petróleo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
La investigación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Presentación
La biblioteca visual Del petróleo representa la conti-nuación del compromiso contraído por el Instituto Mexicano del Petróleo (IMP) desde su creación, el 
23 de agosto de 1965, de contribuir a aumentar y conso-
lidar la cultura petrolera de la sociedad y en especial de 
los niños y jóvenes, futuros profesionales y dirigentes del 
país.
En sus cinco décadas de existencia, el IMP ha recibido 
en sus instalaciones tanto a estudiantes que continúan o 
completan su preparación, ya sea prestando su servicio 
social, realizando prácticas profesionales o recorriendo 
sus instalaciones como parte de una visita guiada, orga-
nizada para estudiantes de educación media superior y 
superior.
Por lo tanto, esta obra, dirigida principalmente a niños y 
adolescentes, editada con un lenguaje claro y ameno —no 
exento de precisión científica y tecnológica— forma parte 
de ese quehacer del IMP por mostrar el mundo de la in-
vestigación y aplicación de los adelantos tecnológicos en la 
industria petrolera.
La biblioteca visual Del petróleo, que ahora llega a uste-
des, es una edición corregida y aumentada de la versión 
anterior de 2006, en la que se presentan todas las fases 
de esta importante industria nacional, que van desde la 
búsqueda de hidrocarburos, pasando por las labores de 
extracción, refinación y transformación, hasta el empleo 
de productos derivados del petróleo en la vida cotidiana.
Se trata de mostrar que el petróleo y sus derivados es-
tán presentes en nuestro país, no sólo como un motor de 
empuje de nuestro desarrollo económico, sino también 
como parte integral de nuestro quehacer cotidiano, ya 
que prácticamente en todos los productos que emplea-
mos diariamente se encuentran materiales que han sido 
posibles gracias a este combustible fósil. Tanto así, que 
prácticamente sería inimaginable prescindir un solo día 
de los combustibles y productos derivados de los hidro-
carburos, como la tinta impresa en estas páginas.
Por esa razón, es motivo de orgullo y satisfacción para 
el Instituto Mexicano del Petróleo publicar, dentro de los 
actos conmemorativos de su quincuagésimo aniversario, 
la nueva edición de la biblioteca visual Del petróleo, con la 
que refrendamos nuestro compromiso social y nuestra 
vocación de difundir los desarrollos científicos relaciona-
dos con la industria petrolera.
El IMP contribuye así a reforzar la cultura petrolera 
de nuestro país, especialmente en estos tiempos, ya que 
estamos convencidos de que en los próximos años la 
industria petrolera nacional seguirá desempeñando un 
papel importante en el desarrollo económico y social de 
nuestro país.
Dr. Ernesto Ríos Patrón
Director General del IMP
En las entrañas 
de la Tierra
Parte I
BiBlioteca Visual del Pe tróleo12
Elemento Peso [%]
Carbono 84-87
Hidrógeno 11-14
Azufre 0-2
Nitrógeno 0.2
Figura 1. Composición del petróleo. Figura 2. Petróleo pesado (izquierda) y ligero (derecha).
Figura 3. Columna egipcia.
Figura 4: Campo Tiburón.
Figura 5. La vida cotidiana sería distinta sin el uso del petróleo.
En las entrañas de la Tierra 13
Figura 2. Petróleo pesado (izquierda) y ligero (derecha).
Figura 4: Campo Tiburón.
Figura 5. La vida cotidiana sería distinta sin el uso del petróleo.
La palabra petróleo es la forma caste-llana de petroleum, y proviene del latín petro, que significa piedra, y 
oleum, que significa aceite. Por lo tanto, 
el término petróleo se refiere a un aceite 
que proviene de las rocas.
El petróleo es un hidrocarburo líquido 
y viscoso, compuesto principalmente por 
hidrógeno (H) y carbono (C) —de ahí su 
nombre—, además de otros elementos 
químicos como azufre (S), oxígeno (O) y 
nitrógeno (N) (Figura 1). 
Una de las propiedades principales 
del petróleo es su densidad, que se mide 
comparándola con la del agua (1 g/cm3); 
por eso hay petróleo ligero (0.87 a 0.83 
g/cm3), medio (0.92 a 0.87g/cm3) y pesado 
(0.92 a 1.0 g/cm3). Considerando lo ante-
rior, un petróleo pesado será más oscuro 
que un petróleo ligero (Figura 2).
Antes de la era cristiana, el petróleo ya 
se usaba como impermeabilizante y com-
bustible. En Babilonia y Asiria recurrieron 
al hidrocarburo para el alumbrado; a los 
árabes y los hebreos les era útil con fines 
medicinales, mientras que los egipcios lo 
empleaban en pinturas murales y para em-
balsamar a sus momias (Figura 3).
Los habitantes de Mesoamérica, por 
su parte, utilizaron el chapopote en su 
vida cotidiana. Se trata de un derivado del 
petróleo al que en esa época ya le daban 
diferentes usos: lo mismo podía ser aro-
matizante o limpiador de dientes, o ser 
parte fundamental en el tratamiento de 
enfermedades como el reumatismo. 
La palabra chapopote proviene del 
náhuatl tzauchli, que significa pegamento 
o engrudo, y popochtli, que quiere decir 
perfume, y desde el siglo XV hasta el XVIII, 
cuando las expediciones y el comercio 
marítimo fueron intensos, se aprovechó 
para impermeabilizar los cascos de made-
ra de los barcos.
Aunque el petróleo se ha utilizado des-
de la antigüedad, su industria en América 
se inició con la primera perforación de un 
pozo en 1858, en Pensilvania, Estados Uni-
dos. En México, la producción de petróleo 
mediante la perforación de pozos en tie-
rra comenzó entre 1901 y 1904, y fue hasta 
1967 cuando en el Campo Tiburón, frente 
a las costas de Tamaulipas, en el Golfo de 
México, se instaló la primera plataforma 
marina para extraer petróleo; tenía capaci-
dad para perforar hasta 12 pozos (Figura 4).
El uso del petróleo se generalizó hasta 
tal punto durante el siglo XX, que nuestra 
vida cotidiana sería totalmente distinta sin 
este preciado producto. Ejemplo claro de 
ello son la gasolina, la turbosina y el diesel, 
derivados del petróleo que diariamente 
mueven aviones, helicópteros, camiones, 
automóviles y motocicletas. Los plásticos, 
algunas medicinas, pinturas, grasas y fibras 
textiles también son derivados del hidro-
carburo (Figura 5).
¿Cómo se formó el petróleo?
 
El petróleo se forma a partir de la transfor-
mación, por calor, de la materia orgánica 
Geología petrolera
El pEtrólEo
El mundo de hoy depende del petróleo y otros combustibles fósiles, 
ya que son la principal fuente de energía. El petróleo y el gas natural 
producen más de la mitad de la energía que se consume en el planeta.
BiBlioteca Visual del Pe tróleo14
Tipos de rocas
R o c a s 
S e d i m e n t a r i a s
R o c a s 
Í g n e a s
R o c a s 
Í g n e a s
R o c a s 
M e t a m ó r f i c a s
Figura 6. Depósito de roca sedimentaria
Figura 7. Depósito de roca sedimentaria
proveniente de organismos (principal-
mente algáceos) que se acumulan y se 
transforman dentro de las rocas sedimen-
tarias (Figura. 6 y 6a). Esto sucede después 
de que estas rocas son sepultadas, duran-
te millones de años, por importantes es-
pesores de otras rocas de su tipo. 
Una roca sedimentaria se forma de 
pequeños pedazos de otras rocas que se 
desgastan por la acción del aire y el agua, 
y que son transportadas y acumuladas en 
depósitos llamados cuencas sedimentarias 
(Figura 7).
La formación de petróleo se puede 
describir mediante dos mecanismos: el 
primero se refiere al petróleo producido 
directamente por los organismos o pro-
veniente de su estructura biológica; el 
segundo consiste en la conversión de lípi-
dos (grasas), proteínas y carbohidratos de 
estosorganismos en materia orgánica (ke-
rógeno), dentro de una roca sedimentaria. 
Los factores que controlan la formación 
de petróleo en el subsuelo son: cantidad 
y calidad de la materia orgánica contenida 
en la roca y grado de madurez térmica.
En las entrañas de la Tierra 15
Las rocas de ambientes de depósitos 
marinos tienden a ser potencialmente ge-
neradoras de petróleo líquido, mientras 
que las de ambientes continentales tienden 
a ser potencialmente generadoras de gas.
La acumulación de la materia orgánica 
ocurre tanto en el mar como en los con-
tinentes. Después de ser sepultada por 
grandes paquetes de rocas sedimentarias, 
podrán darse las condiciones (de tempe-
ratura y de cantidad y calidad de materia 
orgánica) para que se genere petróleo, (Fi-
gura 6a).
Sistema petrolero
El sistema petrolero es un sistema natu-
ral, que incluye todos los elementos y 
procesos geológicos esenciales para que 
un yacimiento de hidrocarburos exista en 
la naturaleza. Los elementos esenciales 
son: la roca generadora, la roca almacén 
y la roca sello. Los procesos del sistema 
son la formación de la trampa y la genera-
ción, migración y acumulación del hidro-
carburo (Figura 8).
Todos los elementos esenciales deben 
darse en tiempo y espacio para que pue-
dan ocurrir todos los procesos que dan 
origen a la acumulación de hidrocarburos, 
a esto se le llama sincronía. La ausencia de 
uno solo de los elementos o procesos eli-
mina la posibilidad de tener un yacimien-
to de petróleo.
Roca generadora
Una roca generadora es aquella rica en 
contenido de materia orgánica y que tie-
ne la capacidad de generar hidrocarburos. 
Actualmente, a las rocas generadoras se 
les considera yacimientos no convencio-
nales, ya que debido a sus características 
particulares un gran porcentaje del aceite 
que generan continúa atrapado en ellas, y 
sólo es recuperable con técnicas moder-
nas de extracción. Las rocas generadoras 
son comúnmente lutitas o calizas.
Roca almacén
Una roca almacén es aquella donde co-
múnmente se almacena el petróleo de-
bido a sus características de porosidad 
materia orgánica
materia orgánica
sedimentos 
que cubren
materia orgánica
sedimentos
FIG 4
Figura 6a. Acumulación de materia orgánica en mar y en tierra.
Figura 8. Sistema petrolero
 Migración secundaría
 Migración primaría
Roca 
generadora
Roca 
almacén
Roca 
sello
Aceite Gas
 
 
 Trampa
 
 
 Trampa
BiBlioteca Visual del Pe tróleo16
Fases de los 
Hidrocarburos
 Roca Sello
 
 
 Roca
 Generadora 
Gas Natural
Petróleo
Roca Almacén
G A S
A C E I T E
TRAMPAS
i l u s t r a c i ó n : C a r l o s E l e n e s
Figura 9. Roca generadora, roca almacén y roca sello.
Figura 10. Trampas estratigráficas y estructurales.
En las entrañas de la Tierra 17
y permeabilidad. Las rocas almacén son 
regularmente areniscas, sin embargo, en 
México son principalmente rocas carbo-
natadas (Figura 9). 
Roca sello
Es una unidad de roca relativamente im-
permeable, de baja porosidad y que actúa 
como una barrera al paso o escape de los 
fluidos contenidos en los yacimientos. Las 
lutitas y las evaporitas generalmente cons-
tituyen excelentes rocas sello.
Sincronía
Sincronía se define como la ocurrencia 
de fenómenos en un mismo tiempo. En el 
caso del sistema petrolero se refiere a la 
relación espacio-tiempo de los elementos 
(rocas almacén y sello) y procesos geoló-
Figura 11. Provincias petroleras de México. PEMEX (2013).
gicos (roca generadora, migración y acu-
mulación) relacionados con los yacimien-
tos de hidrocarburos.
Trampa
Una trampa petrolera es una estructura 
geológica en la que las rocas almacena-
doras están rodeadas por estructuras que 
funcionan como sello, de tal modo que los 
hidrocarburos se quedan atrapados.
En términos generales las trampas de 
hidrocarburos pueden ser estratigráficas 
o estructurales, o bien combinadas. Las 
trampas estratigráficas se caracterizan por 
un cambio de permeabilidad, en tanto, las 
trampas estructurales son aquellas que 
resultan de la deformación de los estratos 
de roca generados por movimientos de la 
corteza terrestre (Figura 10).
Zonas petroleras de México
Las zonas petroleras de México están dis-
tribuidas en el oriente del país, y corres-
ponden a grandes cuencas sedimentarias 
donde la acumulación de materia orgánica 
tiene potencial para generar hidrocarbu-
ros. Durante millones de años en estas 
áreas se han acumulado sedimentos que 
han dado lugar a la generación, acumula-
ción y migración de petróleo.
En México se reconocen 12 provincias 
petroleras (Figura 11), seis provincias pro-
ductoras (Sabinas-Burro-Picachos, Bur- 
gos, Tampico-Misantla, Veracruz, Sureste 
y Golfo de México Profundo) y seis pro-
vincias con potencial medio-bajo (Plata-
forma de Yucatán, Cinturón Plegado de 
Chiapas, Cinturón Plegado de la Sierra 
Madre Oriental, Chihuahua, Golfo de Ca-
lifornia y Vizcaíno-La Purísima-Iray).
Golfo 
de México
Trópico de Cáncer
23º 27'
Golfo de California
Provincias 
petroleras de México
 1 Sabinas - Burro - Picachos
 2 Burgos
 3 Tampico - Misantla
 4 Veracruz
 5 Sureste
 6 Golfo de México profundo
 7 Plataforma de Yucatán
 8 Cinturón plegado de Chiapas
 9 Cinturón plegado de la Sierra Madre Orintal
10 Chihuahua
11 Golfo de California
12 Vizcaíno - La Purísima - Icay
SISTEMA DE COORDENADAS : GEOGRÁFICAS
DATUM: WGS84
1 : 4,000,000
0 100 200 300 Km.
12
11
10
2
6
4
9 5 
1
9
6
7
3
8