ENSAYO

SHALE GAS & SHALE OIL

PRESENTADO POR:

FABIO ANDRES CANCINO GARCIA

PRESENTADO A:

GRUPO DE MODELAMIENTO DE PROCESOS HIDROCARBUROS (GMPH)

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

FACULTAD DE INGENIERIAS FISICOQUIMICAS

ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS

BUCARAMANGA

2013

SHALE GAS

El Shale gas es un gas natural que esta atrapado dentro de formaciones shale. Los shale son formaciones sedimentarias de grano fino que bajo la influencia de altas presiones y temperaturas son convertidos en rocas. Como resultado del atrapamiento los organismos durante la sedimentación a través de los años y bajo la influencia de las altas presiones y temperaturas, estas rocas conocidas como rocas sedimentarias se convierten ricas en recursos como el petróleo y gas natural.

Los granos del estrato de shale gas están muy unidos y esto no permite suficiente permeabilidad para permitir el flujo de fluidos en el pozo. El shale gas no es generalmente considerado como una fuente convencional de gas natural y esta se encuentra dentro de la misma clase de las areniscas, capa de carbón de metano (CBM), e hidratos de metano.

La probabilidad de encontrar un recurso como el petróleo en una estructura shale es alta pero el recobro es bajo debido a su estructura geológica (baja permeabilidad y capa delgada). Esto ha echo que gran parte de su exploración sea un riesgo comercial.

La revolución del shale gas comenzó en US. Varios factores vinieron en juego, tales como: Disminución de las reservas convencionales, crecimiento de los precios del gas natural, fluctuaciones de la oferta debido a la inestabilidad en el medio oriente, entre otros. Como los recursos de shale gas se han convertido en una fuente de energía viable, su caracterización ha ganado importancia. El contenido orgánico en estos shales es medido por la clasificación TOC, la influencia en las velocidades de compresión así como la densidad y anisotropía en estas formaciones. Consecuentemente esto debería ser posible para detectar los posibles cambios en la TOC de la respuesta sísmica en superficie. Junto con la TOC, las formaciones shale tienen diferentes propiedades en términos de maduración, gas in place, permeabilidad, y fragilidad.

En las últimas décadas, los recursos de shale gas han surgido como una fuente viable de energía. Esto fue posible después del shale Barnett de la cuenca Fort Worth donde fue exitosamente desarrollado con la aplicación del fracturamiento hidráulico y perforación horizontal.

Posteriormente los científicos comenzaron a buscar otras cuencas de shale en los estados unidos y pronto el Devonian Antrim de la cuenca Michigan, el Devonian Ohio de la cuenca Appalachian, el Devonian New Albany en la cuenca Illinois y el Cretaceous Lewis en la cuenca San juan fueron explorados y desarrollados.

El desarrollo de estos shale cambio el enfoque tradicional que los geólogos habían estado teniendo. La secuencia de gas primero se genera en la roca madre, seguida por su migración hacia la roca almacén en donde se queda atrapado. Las formaciones de shale gas son tanto como en las rocas generadoras, como en las rocas almacén. No hay necesidad de la migración y puesto que la permeabilidad es cerca de cero, se forma su propio sello.El gas podría estar atrapado como gas libre en fracturas naturales y poros intergranulares, como gas absorbido dentro querógeno y bitumen. Los yacimientos de shale gas son caracterizados por bajas ratas de producción (20-500 Mcf/d) pero por lo general se extienden en grandes áreas y tienen hasta 450 m de espesor.

Los métodos geofísicos pueden ayudar en la caracterización de los recursos de shale gas. Sin embargo la metodología adoptada es en general bastante diferente de la metodología aplicada en los yacimientos convencionales. Además, la caracterización de cada yacimiento de shale gas podría requerir tipos de instrumentos particulares y tener que ser aplicados con cuidado.

Figura 1: Ilustración de shale gas comparado con otros depósitos de gas.

(Tomado de: US Energy Information Administration).

SHALE OIL

Oil shale es una roca sedimentaria de grano fino contenida con un material solido orgánico llamado querógeno. El querógeno es de alto peso molecular y tiene baja solubilidad en cualquier solvente. Sin embargo, los hidrocarburos pueden ser recuperados del oil shale por calentamiento de la roca a altas temperaturas. Los primeros desarrollos alrededor del mundo resultaron de esta característica y no de usar o requerir procesos o equipos sofisticados. Cuando el oil shale es calentado a temperaturas cercanas de 900 a 950 ºF, el querógeno solido se piroliza, produciendo productos gaseosos, líquidos y dejando atrás un residuo carbonoso sucio. Esto sucede si el tiempo de calentamiento es segundos u horas, si se lleva a cabo a presión ambiente o elevada, si el medio de transferencia de calor es gaseoso o sólido y si el calor es transferido por conducción, convección o radiación. En definitiva es fácil pirolizar el oil shale. Por lo tanto el proceso de conversión para el oil shale es técnicamente mucho más simple que la gasificación o licuefacción del carbón, que implican reacciones más difíciles en condiciones de operación más severas.

La tasa de depositación de la materia orgánica en las cuencas de oil shale fue lenta y de material extremadamente de grano fino, mientras que el crecimiento de la materia orgánica fue rápido. Un pie de oil shale generalmente representa varios miles de años de depositación. La materia orgánica, la cual es el mayor constituyente de los oil shale podría ser minerales de arcilla, ceniza volcánica, feldespatos, sílice, carbonato de calcio o magnesio. La materia orgánica, que es solida e insoluble en solventes orgánicos, es irreconocible, pero a menudo se atribuye a las algas y los casos de esporas. Muchos oil shale contienen materia orgánica reconocible tal como hojas, tallos, peces, crustáceos y reptiles. Microscópicamente, la materia orgánica aparece en las ampollas de tamaño micrométrico las cuales son amarillas, naranjas, o de color rojizo, aunque la materia orgánica negra generalmente esta presente. La mayor parte del oil shale son de color negro, por lo tanto, aunque muchos oil shale son de color gris marrón claro a gris marrón oscuro, como en el caso de Mahogany Ledge of Colorado recibe el nombre por su color y apariencia.

El oil shale generalmente es no poroso, roca impermeable, de baja gravedad específica en donde los planos de estratificación están fuertemente cementados. Sin embargo algunos oil shale (generalmente los que tienen un alto contenido de humedad) son débiles y se rompen con facilidad a lo largo de los planos de estratificación.

El shale oil podría ser considerado una proteína o un carbohidrato, en contraste al petróleo que es un hidrocarburo. Las moléculas de shale oil se cree que contienen

no solo carbono e hidrogeno, sino también oxígeno, nitrógeno y azufre. Un alto porcentaje de moléculas están insaturadas.

El procesamiento del oil shale generalmente suele distribuirse en dos categorías: sobre el suelo (superficie) y subterráneo (in-situ). Estos procedimientos también se pueden combinar en un sistema in situ modificado (MIS). Esta configuración tiene la ventaja que los fluidos del proceso y los parámetros operacionales pueden ser controlados y manipulados fácilmente. Los procesos de superficie, sin embrago tienen la desventaja de que enormes cantidades de crudo oil shale debe ser extraído, transportado para regresar al área, procesado, y el residuo solido eliminado de una manera ambientalmente aceptable.En el proceso de recuperación in-situ se requiere menos extracción y manejo de solidos, pero tiene la desventaja inherente de que algunos sensores remotos se deben utilizar para controlar casi todas las condiciones de operación del proceso, lo que complica el problema de control.

Por otra parte en Colombia, la decisión de la petrolera canadiense Canacol y de su socia Conoco-Phillips de iniciar perforación en el pozo Oso Pardo 1, en la cuenca del Magdalena Medio, en búsqueda de hidrocarburos no convencionales, abre la puerta para que las cinco compañías que tienen contratos se aventuren en este nuevo negocio. Si bien Colombia tiene reservas petroleras para unos siete años, la apuesta del shale oil espera aportar entre 11 y 26% de nuevas reservas al país y en gas alcanzaría entre 33 y 66%, según los reportes de la Agencia Nacional de Hidrocarburos (ANH) en la pasada ronda petrolera.

Tomado de: http://shaleoilcolombia.com

CONCLUSIONES

Los yacimientos de shale gas y shale oil, han sido unos de los yacimientos no convencionales más estudiados en los últimos años debido a que las reservas con las cuales actualmente contamos empezaron a disminuir y esto hizo que se empezase a buscar una nueva forma de energía. Es por esto que se avanzado en las investigaciones de estos yacimientos alrededor del mundo.

La explotación del shale gas ha generado fuertes impactos ambientales alrededor del mundo, en donde el fracturamiento hidráulico esta generando una gran contaminación en las aguas subterráneas, y es por esto que algunos acuíferos que son utilizados para el consumo humano, están siendo afectados por los aditivos utilizados en esta práctica.

En Colombia aún no se ha empezado con la producción de shale gas, pero gracias a un avance tecnológico desarrollado por Ecopetrol es posible saber cómo se comportan los yacimientos de este hidrocarburo no convencional en distintos escenarios de producción. Su nombre es UGET (herramienta de evaluación de gases no convencionales).Este es un inicio promisorio de la investigación de estos yacimientos en nuestro país.

REFERENCIA BIBLIOGRAFICA

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