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Hidratos de gas

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Los hidratos de gas natural son sólidos cristalinos formados por gas (principalmente CH4) y agua, estables en condiciones termobáricas dadas por altas presiones y bajas temperaturas que se encuentran en la naturaleza en zonas de permafrost y en cuencasoffshore de márgenes continentales.
Además de las varias aplicaciones relacionadas con el estudio en este tema, el interés internacional en los hidratos de gas natural ha crecido recientemente debido principalmente a las significativas cantidades de carbono que se estima almacenado
en forma de hidratos en el mundo, indicando un importante potencial como recurso energético. En este sentido un número creciente de países han establecido programas de investigación al respecto, abarcando desde simulaciones a nivel molecular hasta
pruebas de campo para producción de gas a partir de sedimentos conteniendo hidratos en zonas de permafrost.
Los métodos de producción de gas a partir de hidratos se basan en el desplazamiento de las condiciones del reservorio respecto a las condiciones de estabilidad del hidrato. Es así que inicialmente los métodos estudiados se basan en la desestabilización por inyección de fluidos calientes, la despresurización y la inyección de inhibidores de formación. Actualmente, métodos como la generación de puntos calientes por combustión in-situ o inyección de CO2 están siendo estudiados. Programas de cooperación internacional han llevado a cabo las primeras pruebas de producción onshore Canadá aplicando desestabilización por métodos térmicos en el año 2002 y despresurización en el 2007 y 2008. Actualmente el país de avanzada en el área es Japón, donde con el programa MH21 espera implementar las primeras pruebas de producción off-shore en el año 2016.
La primera indicación de la ocurrencia de hidratos de gas tiene lugar a través del BSR (bottom simulating reflector) en secciones sísmicas de reflexión debido al importante cambio de la impedancia acústica entre los sedimentos conteniendo hidratos y los sedimentos conteniendo gas libre por debajo de la zona de estabilidad de hidratos. Esto origina una respuesta sísmica en la forma de un reflector paralelo al fondo marino que en la mayoría de los casos coincide con la isoterma a la profundidad determinada y de polaridad inversa a la del reflector originado por el fondo marino.
Los métodos de muestreo tradicionales para sedimentos marinos someros no son adecuados para la obtención de muestras conteniendo hidratos de metano debido a que normalmente su concentración es baja y la desestabilización originada por el aumento de la temperatura y disminución de la presión hace que no sea posible su identificación directa en el testigo. Si bien existen métodos indirectos que se basan en la determinación de concentración de cloruro o perfiles de temperatura a lo largo de testigos convencionales que permiten inferir la presencia de hidratos, actualmente existen métodos de muestreo específicos que se basan en la preservación de la muestra mediante el mantenimiento de la presión en el testigo (Presurized Piston Cores). A nivel mundial, las expediciones que han generado la mayor cantidad de información sobre la existencia de hidratos de metano en áreas off-shore son las del IODP (Integrated Ocean Drilling Program).
En diciembre de 2008 tuvo lugar en Montevideo el Primer Encuentro Regional sobre Hidratos de Gas en el Cono Sur. El mismo contó con la participación de expertos de empresas e institutos de investigación de Chile, Brasil y Argentina con programas de investigación en el tema. En este sentido cabe destacar que Chile se encuentra en su segundo proyecto sobre hidratos ya habiendo obtenido muestras de los mismos en sedimentos off-shore, mientras que Argentina y Brasil también han identificado varios BSRs a lo largo de sus cuencas off-shore.
En el mar territorial uruguayo, se ha identificado evidencia sísmica de la ocurrencia de hidratos de gas basada en la presencia de BSRs en secciones sísmicas de reflexión 2D. La primera identificación de BSRs en Uruguay se realizó de acuerdo a información sísmica adquirida off-shore entre 1970 y 2002 (de Santa Ana et al., 2004), disponibles hasta el momento en soporte no digital tales como papel y acetato. Con el objetivo de incrementar el conocimiento respecto a la ocurrencia de este recurso energético no convencional en Uruguay, la gerencia de Exploración y Producción de ANCAP comenzó los trabajos de interpretación en más de 10.000 km de sísmica de reflexión 2D regional y de semi-detalle adquirida en los años 2007 y 2008. Adicionalmente procesamientos sísmicos especiales fueron realizados en algunas de estas nuevas secciones para la identificación de chimeneas de gas utilizando multi-atributos y redes neuronales.
Los resultados preliminares de la identificación de BSRs en la sísmica adquirida en 2007 y 2008, confirman las interpretaciones originales indicando incluso la presencia de BSRs en áreas donde se desconocía su existencia, como en la zona sur de la Cuenca Oriental del Plata, mostrando que el potencial de este recurso en el off-shore de Uruguay es mayor de lo que se creía (fig 1).
 
 
 
Figura 1. Sección sísmica adquirida en el off-shore de Uruguay en el año 2008
donde se muestra el BSR y zonas de amplitud incrementada por debajo de la
base de la zona de estabilidad de hidratos sugiriendo la presencia de gas libre.


Los procesamientos para identificación de chimeneas de gas sugieren el origen termogénico y vías de migración del gas que alimenta las capas hidratadas. Adicionalmente, las acumulaciones de gas en forma de gas libre por debajo de la base de la zona de estabilidad de hidratos revisten particular interés en lo que respecta a prospectos de gas sub-hidrato.
Si bien actualmente no es viable la producción de gas a partir de los reservorios de hidratos de metano en cuencas off-shore, se espera que dentro de los próximos años esto se logre como resultado de los esfuerzos de cooperación internacional en investigación y desarrollo de tecnologías de producción. En este sentido, los resultados obtenidos respecto a la ocurrencia de los hidratos de metano off-shore Uruguay son alentadores y ameritan la continuidad de las investigaciones y generación de proyectos apuntando a la identificación y caracterización de las áreas más adecuadas para una futura producción.
 
 
Tomasini J., De Santa Ana H.; ANCAP, Exploración y Producción; HIDRATOS DE GAS NATURAL: ESTADO ACTUAL DE LA INVESTIGACIÓN REGIONAL Y EN URUGUAY. ASPECTOS TECNOLÓGICOS Y TENDENCIAS FUTURAS; Taller de Recursos Energéticos del Uruguay; 2009; Montevideo, Uruguay; Revista de la Asociación de Ingenieros Químicos del Uruguay;
Separata Noviembre 2009.

 

             
 

   
 
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