El agotamiento del petróleo es la disminución en la producción de petróleo de un pozo, yacimiento petrolífero o área geográfica.
Disponibilidad de recursos
El suministro natural de petróleo de la Tierra es efectivamente fijo porque el petróleo se forma de manera natural demasiado lento para ser reemplazado al ritmo en que se extrae. A lo largo de muchos millones de años, el plancton, las bacterias y otra materia animal y vegetal quedaron enterrados en sedimentos del fondo oceánico. Cuando las condiciones eran las adecuadas —falta de oxígeno para la descomposición y suficiente profundidad y temperatura de soterramiento— estos restos orgánicos se convirtieron en compuestos de petróleo, mientras que el sedimento que los acompañaba se transformó en arenisca, limolita y otras rocas sedimentarias porosas. Al quedar sellados por rocas impermeables como esquisto, sal o intrusiones ígneas, formaron los yacimientos de petróleo que se explotan en la actualidad.
Modelos de declive de la producción La teoría del pico de Hubbert realiza predicciones sobre las tasas de producción basándose en las tasas previas de descubrimiento y en las tasas de producción previstas. Las curvas de Hubbert predicen que las curvas de producción de los recursos no renovables se aproximan a una curva de campana. Así, según esta teoría, una vez superado el pico de producción, las tasas de producción entran en un declive irreversible.
A corto y medio plazo, el declive de la producción de petróleo se produce de manera predecible en función de las circunstancias geológicas, las políticas gubernamentales y las prácticas de ingeniería. La forma de la curva de declive varía según se considere un pozo, un yacimiento o un conjunto de yacimientos. A más largo plazo, los avances tecnológicos han desafiado algunas de estas predicciones.
Declive de la producción de un pozo petrolífero
Un pozo petrolífero individual suele producir a su tasa máxima al comienzo de su vida útil; posteriormente, la tasa de producción disminuye hasta un punto en el que deja de producir cantidades rentables. La forma de la curva de declive depende del yacimiento petrolífero y del mecanismo de empuje del yacimiento. Los pozos situados en yacimientos con empuje por agua y por casquete de gas suelen producir a una tasa casi constante hasta que el avance del agua o la expansión del casquete de gas alcanza el pozo, provocando un brusco descenso de la producción de petróleo. Los pozos con empuje por gas en solución y por expansión del petróleo presentan declives exponenciales o hiperbólicos: muy rápidos al principio y que posteriormente tienden a estabilizarse.
La forma de la curva de producción de un pozo petrolífero también puede verse afectada por diversos factores no geológicos:
La producción del pozo puede limitarse deliberadamente debido a la falta de demanda del mercado o por regulación gubernamental. Esto reduce la tasa de declive, pero no modifica de forma significativa la producción total del pozo. Puede recurrirse a la fracturación hidráulica o a la acidificación para provocar un fuerte incremento de la producción, lo que también puede aumentar las reservas recuperables de un determinado pozo. El yacimiento puede someterse a un proyecto de recuperación secundaria o terciaria, tratado en la siguiente sección.
Declive de la producción de un yacimiento petrolífero Los pozos petrolíferos individuales suelen formar parte de yacimientos petrolíferos con múltiples pozos. Al igual que ocurre con los pozos individuales, las curvas de producción de los yacimientos petrolíferos varían en función de la geología y de la forma en que son desarrollados y explotados. Algunos yacimientos presentan perfiles de producción simétricos con forma de campana, pero es más habitual que el periodo de incremento de la producción sea más breve y pronunciado que el posterior declive. Más de la mitad de la producción suele obtenerse después de que un yacimiento haya alcanzado un pico o una meseta. Los perfiles de producción de muchos yacimientos muestran picos bien definidos, pero en los grandes yacimientos es más habitual que la producción alcance y mantenga una meseta antes de comenzar a descender. Una vez que un yacimiento entra en declive, este suele seguir una curva de declive exponencial. A medida que este declive se estabiliza, la producción puede continuar durante mucho tiempo a tasas relativamente bajas.
Algunos yacimientos petrolíferos de los Estados Unidos llevan produciendo durante más de cien años.
Las curvas de producción de los yacimientos petrolíferos pueden verse modificadas por diversos factores:
La producción puede verse restringida por las condiciones del mercado o por la regulación gubernamental. Un proyecto de recuperación secundaria, como la inyección de agua o de gas, puede volver a presurizar el yacimiento y aumentar la recuperación total. El yacimiento puede someterse a un proyecto de recuperación mejorada de petróleo, como la perforación de pozos para la inyección de disolventes, dióxido de carbono o vapor. Esto permite extraer una mayor cantidad de petróleo de la roca, incrementando la producción final del yacimiento.
Declive de la producción de múltiples yacimientos
La mayor parte del petróleo se encuentra en un reducido número de yacimientos de gran tamaño. Según la teoría del pico de Hubbert, la producción comienza lentamente, aumenta cada vez con mayor rapidez, después se ralentiza y se estabiliza hasta alcanzar un máximo, tras lo cual empieza a disminuir. En la fase final, la producción suele entrar en un periodo de declive exponencial en el que el descenso se vuelve progresivamente menos pronunciado. Es posible que la producción de petróleo nunca llegue realmente a cero, pero terminará siendo muy reducida.
Entre los factores que pueden modificar esta curva figuran:
Una demanda insuficiente de petróleo, que reduce la pendiente de la curva y desplaza su máximo hacia el futuro. Fuertes aumentos del precio cuando se alcanza el pico de producción, debido a que la oferta no consigue satisfacer la demanda. Si el aumento de los precios provoca una caída brusca de la demanda, puede producirse una depresión en la parte superior de la curva. El desarrollo de nuevas tecnologías de perforación o la explotación de petróleo no convencional pueden reducir la pendiente del declive al permitir producir más petróleo del que se había previsto inicialmente.
Producción en los Estados Unidos
La producción de petróleo en los Estados Unidos, excluyendo Alaska, siguió durante varias décadas la curva teórica de Hubbert, aunque posteriormente comenzó a desviarse considerablemente de ella. La extracción de petróleo convencional en Estados Unidos alcanzó su máximo en 1970; a mediados de la década de 2000 había descendido hasta niveles comparables a los de la década de 1940. En 1950, Estados Unidos producía más de la mitad del petróleo mundial, pero en 2005 esa proporción había caído hasta aproximadamente el 8 %. En 2005, las importaciones estadounidenses de petróleo crudo alcanzaron un máximo equivalente al doble de la producción nacional; desde entonces, la producción de petróleo del país ha aumentado y las importaciones han disminuido un 41 %.
El máximo de extracción de petróleo convencional en 1970 había sido predicho por una de las dos proyecciones propuestas por Hubbert en 1956. En 1972 se eliminaron todas las cuotas de importación y los controles sobre la producción nacional de petróleo en Estados Unidos. A pesar de ello, y de que los precios se cuadruplicaron durante la crisis del petróleo de 1973, el declive de la producción en los 48 estados continentales no se revirtió hasta 2009. Desde entonces, la producción de petróleo crudo aumentó de forma pronunciada entre 2009 y 2014, de modo que la tasa de producción de octubre de 2014 era un 81 % superior a la media registrada en 2008.
La curva real de producción de Estados Unidos se desvía de forma significativa de la curva propuesta por Hubbert en 1956:
Cuando los excedentes de petróleo provocaron un exceso de oferta en el mercado y los bajos precios comenzaron a afectar a las curvas de demanda y producción, organismos reguladores como la Railroad Commission of Texas intervinieron para restringir la producción. La curva alcanzó un máximo más elevado y más pronunciado de lo previsto. La extracción en los yacimientos convencionales disminuyó después de 1970, pero comenzó a recuperarse y alcanzó un segundo pico, de menor magnitud, en 1988. Esto ocurrió porque el supergigante yacimiento de la Bahía Prudhoe, en Alaska, no fue descubierto hasta 1968 y el Sistema de oleoducto Trans-Alaska no se completó hasta 1977. Después de 1988, la producción de Alaska alcanzó su máximo y la producción total de Estados Unidos volvió a disminuir. En 2005, Prudhoe Bay ya había producido más del 75 % de sus reservas de petróleo. Incrementos de la producción durante la década de 2010.
Implicaciones de un pico mundial
Un pico en la producción de petróleo podría provocar una escasez mundial de petróleo, o podría incluso pasar desapercibido si la demanda disminuye al mismo tiempo que aumentan los precios. Mientras que las escaseces del pasado se debieron a insuficiencias temporales del suministro, superar el pico de Hubbert implicaría que la producción de petróleo continuaría disminuyendo y que la demanda de estos productos tendría que reducirse para ajustarse a la oferta. Los efectos de dicha escasez dependerían de la velocidad del declive y del desarrollo y adopción de alternativas eficaces.
Catástrofe
El uso de combustibles fósiles permite a los seres humanos consumir energía a un ritmo superior al de su reposición. La economía industrial depende actualmente en gran medida del petróleo como combustible y como materia prima para la industria química. Por ejemplo, más del 90 % del transporte en los Estados Unidos depende del petróleo.
Desde la década de 1940, la agricultura ha incrementado de forma espectacular su productividad, principalmente gracias al uso de pesticidas químicos, fertilizantes y una mayor mecanización. Este proceso se conoce como la Revolución Verde. El aumento de la producción de alimentos permitió que la población mundial creciera de forma muy significativa durante los últimos cincuenta años. Los pesticidas dependen del petróleo como ingrediente esencial y los fertilizantes requieren gas natural. La maquinaria agrícola también necesita petróleo.
La mayoría, o incluso todos, los usos de combustibles fósiles en la agricultura pueden sustituirse por alternativas. Por ejemplo, con diferencia el mayor consumo de combustibles fósiles en la agricultura corresponde al empleo de gas natural como fuente de hidrógeno para el proceso Haber-Bosch de fabricación de fertilizantes. El gas natural se utiliza simplemente porque actualmente es la fuente de hidrógeno más barata; si esto cambiara, podrían emplearse otras fuentes, como la electrólisis alimentada mediante energía solar, para obtener el hidrógeno necesario para producir fertilizantes.
La escasez de petróleo podría obligar a adoptar métodos de agricultura ecológica con menores insumos, que pueden requerir más mano de obra y provocar un desplazamiento de población desde las zonas urbanas hacia las rurales, invirtiendo la tendencia a la urbanización predominante en las sociedades industrializadas; sin embargo, algunos agricultores ecológicos que emplean técnicas modernas han informado de rendimientos comparables a los de la agricultura convencional, pero sin recurrir a fertilizantes artificiales ni pesticidas de elevado consumo de combustibles fósiles.