Caracterización de la propiedad de adsorción en la roca generadora para la cuantificación volumétrica del gas adsorbido en la formación muerto de la cuenca Lancones

Abstract

El estudio de los reservorios no convencionales tipo shale gas en América del Sur, viene desarrollándose con mayor interés, especialmente en el negocio de exploración y caracterización de estos reservorios, los avances tecnológicos para su explotación permitieron transformar los recursos de shale gas en reservas económicas. En el Perú la seguridad energética se basa en el gas natural, la disminución de reservas de gas natural entre el 2016 al 2018 fue de 16.1 trillones americanos de pies cúbicos o trillion cubic feet (TCF) a 10.1 TCF, lo cual refleja un índice de reposición negativo y una disminución en la exploración, mientras que con respecto al petróleo el Perú importa actualmente el 78% del petróleo que se refinan en el país. Debido a esto, fue importante desarrollar un estudio que contribuya al incremento de los recursos de gas. En la investigación se desarrolló una metodología para estimar el potencial volumétrico de gas in situ (libre y adsorbido) en la Formación (Fm.) Muerto, el cual se encuentra en la cuenca Lancones del noreste del Perú. Para ello se ha desarrollado seis etapas: identificación del área de estudio; evaluación pre - campo; trabajo en campo y muestreo sistemático; evaluación pos - campo; identificación de las muestras para la realización de las pruebas de adsorción y finalmente, descripción de la generación de isotermas en base a las mediciones de laboratorio realizados. Los resultados de las pruebas de laboratorio de adsorción mostraron una relación directa entre la cantidad de materia orgánica o total organic content (TOC) y el contenido de gas adsorbido, causado por una mayor área superficial del TOC a diferencia de otros componentes de la roca como el de las arcillas. Por otra parte, los resultados geoquímicos de laboratorio mostraron una complicada clasificación del tipo de kerógeno, lo cual no permitió confirmar la influencia que tiene este en la adsorción de gas, sin embargo, existe una posible diferencia, que se evidenció en la capacidad máxima de adsorción de Langmuir, debido a un contenido mayor de moléculas aromáticas del kerógeno, producto de una mayor madurez. Finalmente, en las áreas de investigación se obtuvo tres zonas ricas en materia orgánica: 107.449 scf/ton (pies cúbicos estándar por tonelada o standard cubic foot per ton), 106.104 scf/ton y 170.951 scf/ton, con un porcentaje de gas adsorbido de 45.4%, 50.00% y 40.6% respectivamente, que demostró el potencial de gas en la Fm. Muerto.

The study of unconventional shale gas reservoirs in South America has been developing with greater interest, especially in the business of exploration and characterization of these reservoirs. The technological advances for their exploitation allowed the transformation of shale gas resources into economic reserves. In Peru, energy security is based on natural gas, the decrease in natural gas reserves between 2016 and 2018 was from 16.1 trillion cubic feet (TCF) to 10.1 TCF, which reflects an index of negative replacement and a decrease in exploration, while about oil, Peru currently imports 78% of the oil that is refined in the country. Due to this, it was important to develop a study that contributes to the increase of gas resources. In the research, a methodology was developed to estimate the volumetric potential of gas in situ (free and adsorbed) in the Muerto Formation, which is in the Lancones basin of northeastern Peru. Six stages have been developed for this: identification of the study area; pre- field evaluation; field work and systematic sampling; post-field evaluation; identification of the samples to carry out the adsorption tests and finally, description of the generation of isotherms based on the laboratory measurements carried out. The results of the adsorption laboratory tests showed a direct relationship between the amount of organic matter or total organic content (TOC) and the content of adsorbed gas, caused by a greater surface area of TOC in contrast to other components of the rock. like that of clays. On the other hand, the geochemical laboratory results showed a complicated classification of the type of kerogen, which did not allow to confirm the influence that this has on gas adsorption, however, there is a possible difference, which was evidenced in the maximum capacity of Langmuir adsorption, due to a higher content of aromatic kerogen molecules, a product of higher maturity. Finally, in the research areas, three zones rich in organic matter were obtained: 107,449 scf / ton (standard cubic feet per ton or standard cubic foot per ton), 106,104 scf / ton and 170,951 scf / ton, with a percentage of adsorbed gas 45.4%, 50.00% and 40.6% respectively, which demonstrated the gas potential in the Muerto Formation.