2. rocas generadoras | Mayra Quiroz Garcia .edu

April 25, 2017 | Author: Anonymous | Category: Documents
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FACULTAD DE INGENIERÍA División de Ingeniería en Ciencias de la Tierra Geología de Explotación de Petróleo, agua y...

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FACULTAD DE INGENIERÍA División de Ingeniería en Ciencias de la Tierra

Geología de Explotación de Petróleo, agua y vapor

Prof. Ing. Iza Canales García Roca generadora

Roca generadora Teorías sobre el origen del petróleo

•Teorías inorgánicas o minerales

•Teoría orgánica

Teorías inorgánicas

Roca generadora Teorías sobre el origen del petróleo

Las más importantes son: • Teorías de los metales alcalinos o de Berthelot (1886). •Teoría de los metales alcalinos modificada por Byasson (1891). •Teoría de los carburos metálicos o Teoría de Mendeleiv (1897 - 1899). •Teoría de las emanaciones volcánicas (1900). •Teoría postulada por Sabatier y Senders (1902). •Teoría del origen cósmico (1903).

•Teoría por procesos subterráneos de emanación o destilación (Gaedicke, “Teoría semi-orgánica”, 1904). •Teoría de la caliza, el yeso y el agua. (1904).

Teoría orgánica

Roca generadora Teorías sobre el origen del petróleo

Haquet Nuremberg (1790) Waksman (1933) Skiner (1952) Davis y Squires (1953) Craig (1953) Francis (1954)

Teoría orgánica Evidencias

Roca generadora Teorías sobre el origen del petróleo

1.- El alto contenido de materia orgánica que tienen los sedimentos recientes de grano fino. 2.- En los restos orgánicos (animales y plantas) predominan el Hidrógeno y el Carbono, que son los componentes básicos de los hidrocarburos. 3.- La presencia de Nitrógeno y de porfirina en el pigmento del petróleo. El nitrógeno es un componente esencial en los aminoácidos y estos componen las proteínas, relacionandose por lo tanto las porfirinas con la clorofila. 4.- La actividad óptica que presenta el petróleo es una propiedad típica de las sustancias orgánicas. 5.- La presencia de fósiles geoquímicos. Estas son moléculas orgánicas sintetizadas, incorporadas en los hidrocarburos. 6.- En forma experimental se pueden generar hidrocarburos a partir de materia orgánica mediante rompimiento termal. 7.- En las cuencas sedimentarias se tienen la mayoría de los yacimientos petroleros.

Formación del petróleo

Roca generadora Teorías sobre el origen del petróleo

ELEMENTOS QUE LO FORMAN •Carbono e Hidrógeno •Azufre •Nitrógeno •Oxígeno •Algunos metales (Vanadio, 1.0 1.0 - 0.92 0.92 - 0.87 0.87 - 0.83 < 0.83

10.0 10.0 - 22.3 22.3 - 31.1 31.1 – 38.99 > 39.0

* La producción de los diversos yacimientos productores está asociada a un solo tipo de aceite crudo.

Para propósitos comerciales y asegurar un mejor valor económico de los hidrocarburos mexicanos, los aceites crudos vendidos nacional e internacionalmente son, en general, mezclas de aceites de diferentes densidades. Clasificación de las mezclas de aceite

Tipo de aceite

Maya Itsmo Olmeca

Clasificación

Pesado Ligero Superligero

Densidad en grados API

22 32 39

COMPOSICION DEL ACEITE CRUDO , CON DENSIDAD DE 35° API, (De acuerdo a procesos de destilación) Tamaño molecular Gasolina (C5 a C10) Keroseno (C11 a C13) Diesel (C14 a C18) Aceite pesado (C19 a C25) Aceite lubricante (C26 a C40) Residuos (> a C40) Total Tipo molecular Parafina Naftenos Aromáticos Asfaltenos Total

% en volumen 27 13 12 10 20 18 100 % en peso 25 50 17 8 100

Puntos de ebullición de los principales hidrocarburos

Composición química de los aceites crudos y sus productos de refinación

Clasificación de los aceites crudos

Ésta se basa en el contenido de alcanos normales, isoalcanos, cicloalcanos (naftenos) y compuestos aromáticos (bencenos). Las principales clases de aceites crudos son: ACEITES PARAFÍNICOS ACEITES PARAFÍNICO - NAFTÉNICOS ACEITES AROMÁTICOS INTERMEDIOS La evolución por varios procesos, cambia la composición de los aceites crudos, por ejemplo, la evolución térmica de un aceite parafínico - nafténico puede dar como resultado un aceite parafínico. La transformación por lo general tiene lugar en aceites pesados de la clase aromática.

ACEITES PARAFÍNICOS

Contienen en mayor proporción alcanos normales e isoalcanos, presentan un contenido de azufre menor al 1 %. ACEITES PARAFÍNICO - NAFTÉNICOS Normalmente degradados de los aceites aromático - nafténicos, contienen tanto alcanos normales como cicloalcanos, su contenido de azufre es menor al 1 %. ACEITES AROMÁTICOS INTERMEDIOS

Normalmente degradados de los aceites aromáticos - asfálticos, contienen menos del 50 % de hidrocarburos saturados y por lo general alto contenido de azufre (mayor al 1 %).

CLASIFICACIÓN DE CRUDOS Clase Parafínica

Nafténica Aromática Asfáltica Parafínico-nafténica

Parafínico-nafténica Nafteno-aromática

Nafteno-aromáticaasfáltica Aromático-asfáltica

Composición Cadenas parafínicas laterales, min. 75 % Naftenos, min, 75 % Aromáticos, min. 50 % Resinas y asfaltenos, mín. 60 % Cadenas parafínicas laterales, 60 a 70 %. Anillos nafténicos mín. 20 % Contenido similar en parafinas, naftenos y aromáticos. Naftenos o aromáticos, mín. 35 % Naftenos, aromáticos, o compuestos asfálticos, mín. 25 % Aromático o compuestos asfálticos, mín. 35 %

(Sachanen) Ejemplo Pensylvania-Rodessa (Texas). Emba-Dessor. Ninguno. Asfaltos naturales. Muchos crudos intracontinentales Maikop (U.R.S.S.) Crudos de California y ligeros del Golfo de Méx. Crudos de California y pesados del Golfo de Méx Utah, algunos crudos pesados mexicanos.

Propiedades de los productos del petróleo y del agua

Densidad en grados API

Gasolina Keroseno Diesel Aceite lubricante Residuos Agua

60 50 45 30 10 10

Peso específico

0.74 0.78 0.79 0.85 1 1

Viscosidad (milipoises)

6 20 100 500 > 105 10

cambios en la densidad de los hidrocarburos

con respecto al tipo de molécula

Hidrocarburo

Tipo molecular

Fórmula

Radio atómico

Densidad

H/C

d204

°API

n-Hexano

Parafina

C6H14

2.3

0.6594

82

Ciclohexano

Nafteno

C6H12

2.0

0.7786

50

Benceno

Aromático C6H6

1.0

0.8790

29

GAS NATURAL Es la porción de hidrocarburos que existe en los yacimientos cuya fase es gaseosa o que se encuentra como solución en el aceite, permaneciendo como gas a condiciones del nivel del mar. De la misma manera que el aceite crudo, el gas también puede incluir impurezas tales como ácido sulfhídrico, nitrógeno, dióxido de carbono, entre otros. Asimismo, cuando las impurezas alcanzan valores por encima de cierta norma, este gas es tratado a fin de eliminar estas concentraciones de impurezas. Cuando esto sucede, el gas es denominado gas natural amargo. Por el contrario, cuando la cantidad de impurezas no impide su uso como combustible no corrosivo, este gas es denominado gas natural dulce. Asimismo, los líquidos del gas natural son porciones líquidas del gas que se recuperan en los separadores, en las instalaciones de campo o en plantas de procesamiento de gas y puede incluir cantidades pequeñas de impurezas. Por ejemplo, los condensados son líquidos del gas constituidos principalmente por pentanos y componentes de hidrocarburos más pesados. Los líquidos de planta son recuperados cuando se procesa el gas, y consisten principalmente de etano, propano y butano.

PETROLEO CRUDO EQUIVALENTE

Es una manera de representar el inventario total de hidrocarburos; corresponde a la adición del aceite crudo, de los condensados, de los líquidos en planta y del gas seco convertido a líquido. Éste último, corresponde a la conversión del volumen de gas seco que de acuerdo a su poder calorífico es equivalente a cierto volumen de aceite crudo.

EL GAS GAS NATURAL: es la fracción del crudo constituido por cantidades variables de hidrocarburos gaseosos, tales como el metano, etano, propano, butano e iso-butano y ocasionalmente pequeñas proporciones de hidrocarburos líquidos (pentano y hexano preferentemente), y gases tales como el dióxido de carbono, ácido sulfúrico, nitrógeno y helio. GAS SECO: es el gas natural constituido básicamente por metano, exento de condensados del tipo de la gasolina. El gas seco contiene menos de 0.1 galones de vapores líquidos en 1000 pies cúbicos de gas. GAS HÚMEDO: es un gas natural que contiene metano e hidrocarburos gaseosos más pesados. Presenta aproximadamente de 0.3 a más galones de líquido por cada 1000 pies cúbicos del gas.

hidrocarburos como gases típicos “húmedos ” y “secos” Gas “húmedo” Metano Etano Propano Iso - butano n - butano Iso - pentano n - pentano Hexanos Heptanos

84.6 6.4 5.3 1.2 1.4 0.4 0.2 0.4 0.1

Nota: porcentajes por volumen.

Gas “seco” 96.00 2.00 0.60 0.18 0.12 0.14 0.06 0.10 0.80

características de los hidrocarburos gaseosos Punto de Presión de Potencia Condiciones críticas Peso ebullición a la vapor a calorífica Hidrocarburo Fórmula específico presión 37.8°C(100°F) superior, Temperatura Presión 2 3 (Aire = 1) atmosférica Kg/cm absoluta Kcal /m a (° C) absoluta 2 (° c) 15.6 ° C (60 ° F) Kg/cm Metano Etileno Etano Propileno Propano 1, 3-Butadieno 1-Butileno Iso-butileno Iso-butano N-butano

CH4 C2H4 C2H6 C3H6 C3H8 C4H6 C4H8 C4H8 C4H19 C4H18

0.554 0.968 1.038 1.453 1.522 1.867 1.937 1.937 2.006 2.006

-103.9 -89.0 -47.7 -42.1 -4.5 -161.4 -6.3 -6.9 -11.7 -0.5

15.96 13.28 4.15 4.36 4.43 5.13 3.65

9007 14356 15762 21093 22428 26415 27448 27278 29014 29076

-82 10 32 91 97 163 147 145 134 152

47.3 52.6 49.8 46.9 43.4 44.1 41.3 40.8 37.3 38.7

Composición de algunos gases naturales comerciales Mar del norte (Banco Leman) Metano Etano Propano Butano Pentano Nitrógeno Dióxido de carbono

94.8 3.0 0.6 0.2 0.2 1.2 -

Nota: porcentajes por volumen.

Paises Bajos (Groningen) 81.7 2.7 0.4 0.1 1.1 14.0 -

Brunei

Libia

Algeria

Nigeria (Ughelli)

88.0 5.1 4.8 1.8 0.2 0.1 -

71.4 16.0 7.9 3.4 1.3 -

86.5 9.4 2.6 1.1 0.1 0.3 -

88.1 6.3 2.1 0.3 1.1 2.1

PROPIEDADES MECÁNICAS Viscosidad Densidad Tensión superficial Volumen

PROPIEDADES ÓPTICAS Indice de refracción Dispersión refractiva Actividad óptica Espectros de difracción, de absorción y de emisión de rayos X Espectro de absorción ultravioleta Espectro de absorción en el infrarojo Fluorescencia Color Espectrometría de masas

PROPIEDADES TÉRMICAS Punto de fusión y de transición Presión de vapor y punto de ebullición Conductividad térmica Punto de inflamación y de combustión Punto de escurrimiento Valor calorífico

PROPIEDADES ELÉCTRICAS Resistividad

OTRAS PROPIEDADES Olor

PROPIEDADES MECÁNICAS VISCOSIDAD: propiedad que controla la capacidad de flujo de un fluido, se mide en poises y depende de la composición, la temperatura y el contenido de gas disuelto. Poise: es la unidad de viscosidad de una sustancia contenida en un recipiente con sección de 1 cm2, que sometida a la fuerza de una Dina, se mueve con una velocidad de 1 cm/s. DENSIDAD: es igual a la relación entre la masa y el volumen (g/cm3). El peso específico, es la relación entre los pesos de volúmenes iguales del agua y del hidrocarburo. En el área petrolera se ha adoptado de manera arbitraria la unidad de densidad en grados API (American Petroleum Institute), con la cual se manejan los diferentes tipos de petróleo, su escala es también arbitraria y es de acuerdo a la siguiente relación:

Los valores altos en °API, corresponden a pesos específicos bajos y viceversa: Nota: en México, el petróleo Olmeca tiene 39 °API, el Istmo tiene 32 °API y el Maya 22 °API.

Peso específico 0.7 0.8 0.9

°API 70 45 25.7

PROPIEDADES MECÁNICAS TENSIÓN SUPERFICIAL: es una propiedad importante en la movilidad de fluidos, caracterizada por valores de esfuerzo sobre la pared del poro o sobre otro fluido. Se calcula en Dinas/cm2. VOLUMEN: por las características de presión y temperatura a la que se encuentra el yacimiento y por la cantidad de gas disuelto, el volumen calculado cuando se encuentra en las condiciones del yacimiento es distinto al de la superficie.

PROPIEDADES ÓPTICAS INDICE DE REFRACCIÓN: el índice de refracción es inversamente proporcional a las velocidades de la luz en medios adyacentes de distinta densidad. Éste varía de 1.39 en crudos ligeros a 1.49 en crudos pesados.

DISPERSIÓN REFRACTIVA: se define como la diferencia de sus índices de refracción para dos longitudes de onda luminosa específica. ACTIVIDAD ÓPTICA: propiedad que caracteriza a las substancias orgánicas y que consiste en la rotación del plano de polarización de la luz. ESPECTRO DE DIFRACCIÓN DE RAYOS X: desviación que sufre la propagación de ondas de rayos X, cuando inciden en los hidrocarburos o encuentran en estos aberturas, de dimensiones sensiblemente iguales a su longitud de onda.

PROPIEDADES ÓPTICAS ESPECTRO DE ABSORCIÓN DE RAYOS X: se obtiene haciendo una radiación de rayos X continua en frecuencia, que atraviesa una muestra de hidrocarburos, los cuales absorben ciertas radiaciones características. ESPECTRO DE EMISIÓN DE RAYOS X: se obtiene por la radiación de rayos X, emitida por una fuente convenientemente excitada sobre una muestra de hidrocarburos, los cuales cuentan con un espectro característico.

ESPECTRO DE ABSORCIÓN ULTRAVIOLETA: corresponde a la absorción relativa de la luz ultravioleta (< 4000 Ángstroms), que los hidrocarburos realizan y que se asocia al origen de los mismos, al proceder de algunas bacterias o algas. ESPECTRO DE ABSORCIÓN EN EL INFRAROJO: corresponde con la absorción relativa del espectro de luz infrarroja (entre 8000 y 9000 Ángstroms), que los hidrocarburos realizan y que se asocia al origen de los mismos, al proceder de alguna bacteria.

PROPIEDADES ÓPTICAS FLUORESCENCIA: propiedad que caracteriza a los hidrocarburos, debido a que estos fluorescen bajo la luz ultravioleta. La fluorescencia varía en tonos de amarillo, verde y azul. El espectro emitido es siempre de mayor longitud de onda que la radiación incidente. COLOR: no tiene un color característico; los más comunes son: amarillo, café, rojizo, verdoso, café obscuro y negro. Como una característica se tiene que a mayor peso molecular, es decir, mayor número de átomos de carbono, el color es más obscuro. ESPECTROMETRÍA DE MASAS: se refiere a la distribución de una radiación compleja, en función de la longitud de onda o de la frecuencia si se trata de ondas en relación a la masa o a la energía de las partículas individuales de los hidrocarburos. El espectro cambia en función del tipo de hidrocarburo.

PROPIEDADES TÉRMICAS PUNTO DE FUSIÓN Y DE TRANSICIÓN: corresponde al cambio de estado de la materia debido a la variación de temperatura; de sólido a líquido, de líquido a gas y viceversa. PRESIÓN DE VAPOR: es el esfuerzo que ejercen los hidrocarburos en fase gaseosa o de vapor sobre las paredes de los poros de las rocas o sobre un recipiente donde se encuentran confinados al incrementar su temperatura; por ejemplo, un hidrocarburo líquido puede entrar en fase de vapor y comportarse como un gas. PUNTO DE EBULLICIÓN: es el paso de un hidrocarburo líquido al estado gaseoso, producto del incremento de temperatura, manteniendose el equilibrio de las dos fases.

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA: propiedad que tienen los hidrocarburos de transmitir calor, con la facultad de una rápida propagación cuando se encienden. PUNTO DE INFLAMACIÓN Y DE COMBUSTIÓN (PUNTO FLASH): es la temperatura en la cual se encienden los vapores del petróleo al entrar en contacto con el medio ambiente.

PROPIEDADES TÉRMICAS PUNTO DE ESCURRIMIENTO: es la temperatura mínima en la cual el petróleo fluye. Un hidrocarburo pesado (sólido), puede fluir al incrementar la temperatura. VALOR CALORÍFICO: se mide en calorías por peso de aceite o en BTU por peso de aceite. Una caloría es la cantidad de calor que se necesita para que 1 cm3 de agua, aumente un grado centígrado de temperatura. Un BTU es la cantidad de calor que se requiere para aumentar la temperatura de 1 cm3 de agua 1 °F Los aceites ligeros tienen un poder calorífico más alto, por ejemplo: Peso específico 0.7 0.8 0.9

Grados API 70.0 45.0 25.7

Valor calorífico. 11,700 cal/g 11,100 cal/g 10,875 cal/g

PROPIEDADES ELÉCTRICAS RESISTIVIDAD: Es muy pequeña, siendo del orden de

10-14 a 10-2 Ohms.

PROPIEDADES QUÍMICAS OXIDACIÓN: es la acción mediante la cual se agrega oxígeno a la molécula y se elimina hidrógeno. La reacción da lugar a bióxido de carbono y agua. El aceite ligero se transforma en pesado. C + O = CO2 CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

REDUCCIÓN (HIDROGENACIÓN): es la acción mediante la cual se adiciona hidrógeno a la molécula y se elimina oxígeno. Los hidrocarburos no saturados (con enlaces dobles o triples), se saturan y dan moléculas de enlaces sencillos.

PROPIEDADES QUÍMICAS POLIMERIZACIÓN: al modificar las condiciones físico-químicas de los aceites, las moléculas pequeñas pueden reaccionar entre sí y formar grandes moléculas complejas, llamadas polímeros. En la petroquímica esta propiedad se utiliza para la producción de plásticos, aditivos y lubricantes. ROMPIMIENTO TERMAL O CRAKING: por la acción de alta temperatura, los compuestos más pesados y complejos, dan origen a moléculas más pequeñas por la ruptura de enlaces; obteniendose compuestos con menor número de carbonos por lo tanto más ligeros. PROCESOS BIOQUÍMICOS: por la acción de bacterias y la acción del oxígeno, los hidrocarburos se degradan, originando hidrocarburos pesados.

PROPIEDADES QUÍMICAS ISÓTOPOS: son elementos que tienen igual número atómico, pero distinto peso atómico. Ej. C12 6 p 6n Peso atómico = No. de protones + No. de neutrones C13 6 p 7 n C14 6 p 8 n CATALIZACIÓN: se provoca una modificación de velocidades en las reacciones químicas, producidas por ciertas sustancias que se encuentran sin alteración al final del proceso. PIRÓLISIS: descomposición química calentamiento, sin catalizador.

obtenida

por

OTRAS PROPIEDADES OLOR: el olor de los hidrocarburos depende de la relación entre átomos de carbono e hidrógeno. - Olor a gas: los de la serie gaseosa del metano (metano, etano, propano, butano). - Olor a gasolina: indica que el hidrocarburo contiene abundancia de parafinas (n - alcanos). - Olor agradable o perfumado: indica mayor abundancia de aromáticos (benceno). - Olor desagradable a azufre, indica que tiene un alto contenido de azufre y nitrógeno.

HIDRATOS DE METANO Perspectiva histórica: 

1810. Humphrey Davy y Michael Faraday descubren el Hidrato de Metano.



1888. Villard, encontró experimentalmente hidratos de CH4.



1930. Hammerschmidt, determina que los hidratos bloquean líneas de gas (gasoductos) e investiga los gases inhibidores.



1946. El Buró Americano de Minas publicó el primer estudio amplio de hidratos.



1952. Se determina la estructura molecular de hidrato (clatratus).

HIDRATOS DE METANO 

1960. Los soviéticos reconocen el hidrato de metano como una posible fuente de energía, descubren y producen en volúmenes pequeños el primer depósito de hidratos en el permafrost siberiano.



1970. Se perfora un reflector sísmico que se interpretó con contenido de hidratos, obteniendose muestras de la base de la zona estable de los hidratos.



1990. Se realiza la caracterización inicial y cuantificación de hidratos de metano en depósitos en aguas profundas.



2000. Empiezan los esfuerzos por cuantificar las características y abundancia de los hidratos. Comienzan los esfuerzos de aprovechar el gran potencia de los hidratos como combustible.

HIDRATOS DE METANO LOS HIDRATOS DE METANO SON MOLECULAS DE METANO EN ESTRUCTURAS DE MOLECULAS DE AGUA, QUE BAJO LAS CONDICIONES DE PRESIÓN Y TEMPERATURA QUE EXISTEN EN EL TALUD CONTINENTAL Y EN LAS REGIONES POLARES (PERMAFROST) SE CONVIERTEN EN SUSTANCIAS SÓLIDAS CRISTALINAS (HIELOS DE METANO).

HIDRATOS DE METANO LOS HIDRATOS DE METANO SE ENCUENTRAN EN DIVERSAS FORMAS:

Nódulos

Vetillas

Capas

Cementante

Gas Hydrate Fracture Fill

HIDRATOS DE METANO IMPORTANCIA DE LOS HIDRATOS DE METANO UN METRO CÚBICO DE HIDRATO DE METANO CONTIENE APROXIMADAMENTE 164 METROS CÚBICOS DE GAS METANO CON TAN SOLO 0.84 MÉTROS CUBICOS DE AGUA. SE ENCUENTRAN PRINCIPALMENTE EN LOS POROS DE LOS SEDIMENTOS ARENOSOS CEMENTANDOLOS. LOS HIDRATOS SON UNA FUENTE ENERGÉTICA ALTERNATIVA MUY IMPORTANTE, YA QUE DUPLICAN LAS RESERVAS ACTUALES DE HIDROCARBUROS (GAS Y ACEITE).

HIDRATOS DE METANO LAS RESERVAS DE GAS NATURAL ESTÁN PRINCIPALMENTE LOCALIZADAS EN RUSIA Y EN MEDIO ORIENTE. EU DESTINÓ INVERTIR 75 MILLONES DE DOLARES EN 2004, EN SU PROGRAMA DE HIDRATOS DE METANO. SE CALCULA QUE EL 53 % DE TODO EL CARBONO EN EL PLANETA ESTA EN FORMA DE METANO. SEGÚN LA JAPAN NATIONAL OIL CORPORATION (JNOC, 2002), MÉXICO TIENE UN ÁREA POTENCIAL DE HIDRATOS DE METANO EN EL PACÍFICO Y EN EL GOLFO DE MÉXICO DE 19,000 Km2. EN EL SUR DE MÉXICO FRENTE A LAS COSTAS DE GUERRERO Y MICHOACÁN, POR MEDIO DE PROGRAMAS DE INVESTIGACION CONJUNTA CON VARIOS PAÍSES SE OBTUVIERON MUESTRAS (NÚCLEOS) CON 99% DE IMPREGNACIÓN DE METANO. EN EL GOLFO DE MÉXICO SE TIENEN ESTUDIOS SÍMICOS Y GEOQUÍMICOS QUE INDICAN LA EXISTENCIA DE HIDRATOS DE METANO EN AGUAS PROFUNDAS.

HIDRATOS DE METANO LOS PROYECTOS MAS IMPORTANTES LOS TIENEN: JAPÓN, RUSIA, EU., INDIA, BRASIL, CHILE Y PERÚ. EU YA TIENE DESCUBIERTOS YACIMIENTOS DE HIDRATOS DE METANO FRENTE A SUS COSTAS EN EL ATLÁNTICO. JAPÓN EN FRENTE A SUS COSTAS Y EN ÁREAS DE PERMAFROST. MÉXICO TIENE POTENCIAL EN EL GOLFO DE MÉXICO, EN EL GOLFO DE CALIFORNIA Y EN EL OCEANO PACÍFICO. MESOYACA, ES UN YACIMIENTO DE METANO QUE HA VENIDO EXPLOTANDO RUSIA, DESDE HACE VARIOS AÑOS.

LOS VAPORES DE GAS QUE ESCAPAN DE ESTAS MUESTRAS A LA PRESIÓN AMBIENTAL, PUEDEN ENTRAR EN COMBUSTION, POR ESO SE LES CONOCE COMO LOS HIELOS QUE ARDEN.

ESTRUCTURA DEL HIDRATO DE METANO MOSTRANDO EL METANO EN EL CENTRO DENTRO DE UN ENJAULADO DE HIELO (AGUA).

ESTRUCTURAS DEL HIDRATO DE METANO 46 Moléculas de agua por 8 moléculas de gas. Estructura I (Source: Sassen) 136 moléculas de agua por 24 moléculas de gas. Estructura II (Source: Sassen) 34 moléculas de agua por 6 moléculas de gas.

Estructura H (Source: Sassen)

Los hidratos de metano se encuentran en los espacios del poro de los sedimentos y puede formar cementos, nodos o capas.

DISTRIBUCIÓN DE LOS HIDRATOS EN LOS SEDIMENTOS

Diseminado

Nódulos

Vetillas

Capas masivas

PROPIEDADES FÍSICAS OBTENIDAS DE REGISTROS GEOFÍSICOS DE POZOS:

PROPIEDAD

HIDATOS DE METANO

AGUA-SATURADA (PROMEDIO)

VELOCIDAD ACÚSTICA -Vp (km/seg) -Tiempo de transito (mseg/pie)

3.6 84.7

1.5-2.0 203-152

Resistividad (ohm-m) -Aparente -Corregida

150 175

1-3

1.04-1.06

1.75

50-60

70

Densidad (aparente) (gr/cm3)

Porosidad (porcentaje)

Neutron

Presencia de hidratos de metano en ambientes Ártico y Marino. depósito ártico

depósito del fondo marino

depósito del fondo marino

superficie de terreno sólidos congelado

plataforma de perforación Profundidades mayores de 500 m.

impermeables de hidratos de metano alojados en lodo

sólidos impermeables de hidratos de metano alojados en lodo

trampa de gas metano bajo presión

trampa de gas metano bajo presión

Prof. mayores de 500 m

formas de hidratos de metano de hielo sólido en bandas y cristales cerrados hacia la superficial fría

flujo lento de

gas metano flujo lento de gas de abajo metano de abajo

sedimentos de 6 km de zona de estabilidad de hidratos profundidad indica extensiones verticales desde 1,000-2,000 pies y puede abarcar áreas horizontales amplias Flujo lento de gas metano de abajo

Diagrama de situaciones geológicas en donde los hielos de metano funcionan como sello formando trampas de metano.

Montículos de Hidratos sobre el piso oceánico.

Montículo

Gusano de hielo en los Hidratos

LOCALIDADES CON HIDRATOS DE METANO OCÉANO ARTICO

OCÉANO ARTICO

OCÉANO ATLANTICO

OCÉANO PACIFICO

OCÉANO PACIFICO

OCÉANO INDICO

OCÉANO ATLANTICO

LOCALIDADES CON HIDRATOS DE METANO

La disociación de hidratos puede ser la responsable del deslizamiento de bloques submarino en el Talud Continental.

Gran bloque de sedimento hidratado desgajado y deslizándose hacia abajo por la pendiente

Columna de gas

Pendiente original de la superficie

Flujo de escombros

Hidrato de gas no asociado Límite inferior de hidratos a alto nivel del mar

Zona hidratad a

Límite inferior de hidratos a alto nivel del mar

Los tres métodos principales considerados para la explotación del Hidrato. gas

gas

roca impermeable

capa de hidrato zona de hidrato disociado Yacimiento de gas libre

Despresurización

Vapor o agua caliente hidrato disociado

hidrato

gas

roca impermeable

metanol

hidrato disociado

hidrato

roca impermeable

Inyección térmica

roca impermeable

Inyección de un inhibidor

Conclusiones: 

Los hidratos de metano constituyen una fuente energética alternativa de gran proyección mundial, con reservas estimadas que prácticamente duplican las reservas convencionales actualmente reconocidas para los recursos energéticos fósiles.



En general existen dos ambientes primarios geológico/geográfico apropiados para la acumulación de hidratos: Áreas con aguas profundas en el Talud Continental y en los Continentes en las regiones Polares.



La explotación de los hidratos de metano pueden afectar la estabilidad de los sedimentos donde se encuentran. La falta de estabilidad puede ocasionar derrumbes submarinos a gran escala.



Los hidratos de metano representan problemas medioambientales, debido a que si el metano llega intacto a la atmósfera provoca un efecto invernadero diez veces superior al del dióxido de carbono y es susceptible de contribuir al recalentamiento del clima terrestre, por ello se deberá plantear un mecanismo de control tanto para su exploración como para su explotación.



En el mar patrimonial mexicano se tienen las condiciones adecuadas para que se formen acumulaciones de Hidratos de Metano tanto en la parte norte del Golfo de México (frente a los Estados de Tamaulipas y Veracruz), como en el Océano Pacífico (frente a los Estados de Oaxaca, Guerrero y Chiapas) y en el Golfo de California.

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