YACIMIENTOS DE HIDRATOS DE GAS COMO POSIBLE FUENTE DE ENERGÍA Y SU ESTUDIO EN COLOMBIA

YACIMIENTOS DE HIDRATOS DE GAS COMO POSIBLE FUENTE DE ENERGÍA Y SU ESTUDIO EN COLOMBIA

        Paul Andrés Mendoza Vecino.

        Estudiante 7 semestre de Ingeniería de Petróleos

        Universidad Industrial de Santander  

RESUMEN

La industria de petróleo y gas  en estos tiempos está experimentando un giro hacia nuevas alternativas de exploración y producción de hidrocarburos, hacia ambientes geológicos complejos, con el fin de suplir la gran demanda energética mundial realizándola de una manera responsable en los sectores sociales, ambientales y económicos.

En el  presente documento se detallara una breve descripción de los hidratos de metano  , y algunos aspectos relevantes, que hacen que estos compuestos sean importantes como futura fuente de energía, tales como su estabilidad, poder calorífico y estimación de reservas mundiales.

Palabras claves: Hidratos, Gas natural, Reservas, Fuente energética.

ABSTRACT

The oil and gas industry in these times is experiencing a shift towards new alternatives for exploration and production of hydrocarbons, towards complex geological environments, in order to meet the great global energy demand by carrying it out in a responsible manner in the social, environmental and economic sectors.

In this document we will detail a brief description of methane hydrates and some relevant aspects that make these compounds important as a future energy source, such as their stability, calorific value and estimation of world reserves.

Key Words: Hydrates, Natural gas, Reservations, Source of energy.  

INTRODUCCION

Los Hidratos de Gas son una mezcla de agua y gas (principalmente metano) que se acumulan en estado sólido, bajo ciertas condiciones de alta presión y bajas temperaturas. Los hidratos de  gas tienen una gran relevancia como futura fuente de gas natural, que es un recurso aprovechable en la producción de electricidad, petroquímica y consumo doméstico.

La composición de los hidratos de gas consiste en cierta cantidad de moléculas de gas que son rodeadas por una malla de moléculas de agua. Aunque existen distintos tipos de gases que pueden llegar a conformar hidratos, se sabe que los más abundantes corresponden a los de metano. Está comprobado que una fracción de hidrato de gas a condiciones ideales sobre la superficie, 60° F y 14,69 psi de presión, el volumen de gas en superficie se expande 164 veces el

Volumen de gas en yacimiento, por ejemplo está comprobado que si tenemos 1 m3 de hidratos de gas en yacimiento (fondo marino), obtendremos 164 m3 de gas y 0,84 m3 de agua en la superficie [4].

Los primeros registros sobre experimentación para el descubrimiento de los hidratos aparecen en 1811, gracias a la aportación de Sir Humphrey Davy, pero solo en 1934 apareció la primera publicación (Schmidt) en relación con el taponamiento de las tuberías de gas por la formación de los hidratos. La ocurrencia geológica se conoce desde 1960 con el descubrimiento por los rusos del campo Messoyakha (N.Siberia) y en 1972 por ARCO-EXXON en el pozo Eilleen state 2 en Alaska.

Existe un interés mundial en investigación sobre hidratos de gas que está en aumento. Las naciones desarrolladas como Japón, India, Estados unidos, Canadá y Noruega están invirtiendo grandes recursos a través de diversos organismos  en camino a la búsqueda y extracción de estos hidratos. La cantidad de gas presente en los hidratos de gas en el mundo se estima a un valor que podría llegar a 6.5 x105 TCF (2012), lo que quiere decir que los depósitos de hidratos de metano contienen más carbón orgánico que todo el petróleo, carbón y  gas natural convencional del mundo combinados.

Estabilidad de los Hidratos de gas

Una de las condiciones más relevantes que se debe tener en cuenta al momento de la presencia de yacimientos de hidratos de gas es su zona de estabilidad la cual se verá afectada por factores predominantes en la geología del yacimiento los cuales son el gradiente geotérmico, la composición de agua como la del gas críticamente importantes cuando se realizan estas predicciones. Hay otros factores más difíciles de determinar y a menudo exhiben variaciones significativas en la formación química del agua como la salinidad, también la presencia de cantidades pequeñas de otros gases como dióxido de carbono (CO2) y ácido sulfhídrico (H2S).

En cuanto a la sal (NaCl) cuando está presente en las moléculas de agua que conforma los hidratos, baja el rango de la temperatura de formación de estos. Un ejemplo de la máxima salinidad observada dentro de areniscas del permafrost en el campo Prudhoe Bay, Alaska.

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Figura 1. Estabilidad del hidrato de metano en función de la presión y la temperatura. La mezcla de metano y agua a bajas temperaturas y a altas presiones resulta un sólido (zona color rosado).Si se añade más sal al agua, la curva rosa se desplaza hacia la izquierda, mientras si hay presencia de gases como dióxido de carbono, sulfuro de hidrogeno la curva se desplaza hacia la derecha., tomada Schlumberger. Autores Timothy S.Collett, Rick Lewis, Takashi Uchida.

Geología de los yacimientos de Hidrato de metano

En la naturaleza los hidratos de gas se pueden formar en los sedimentos de los fondos marinos y en tierra en las zonas de "permafrost" de las regiones Árticas del hemisferio norte, el ambiente geológico en el cual el sistema sedimentos/roca existen, se determina en gran parte por los valores de porosidad, permeabilidad y grado de litificación del medio. Como se escribió anteriormente hay generalmente dos ambientes geológicos primarios para la acumulación de hidrato: 1. Áreas de agua profunda próximas a tierra firme y 2. Fondo marino próximo a regiones polares.

Aunque la presencia de hidrato de metano natural ha sido comúnmente observada como granos diseminados, hay otras formas en las cuales puede estar estos hidratos como capas masivas de hidrato puro, nódulos atrapados en los sedimentos y vetas llenando pequeñas fracturas [9].

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Figura 2. Vetas de hidratos de gas en sedimentos Oregón EEUU

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Figura 3. Hidratos de gas en granos diseminados en Mallik(Canadá)[pic 4]

Figura 4. Nódulos de hidratos de gas en Tokio

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Figura 5. Capas masivas de hidrato puro. Vancouver island

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