ISSN: 2007-9753
Latindex Folio: 23614

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Distribución del gas metano (CBM y Shale Gas) en las cuencas de Sabinas y Chihuahua, México.

Resumen

Este estudio se realizó utilizando muestras de minas y de afloramientos, las cuales fueron caracterizadas mediante petrografía, geoquímica y modelado numérico. Para conocer la distribución del gas en las cuencas que estudiamos, se reconstruyó la transformación térmica por subsidencia de los carbones y lutitas carbonosas considerando la evolución del flujo de calor con el tiempo.
 
En total en la Cuenca de Sabinas se recolectaron: 3 muestras de carbón, 22 muestras en canister y 52 isotubos con gas extraído directamente de los mantos estudiados. Para la cuenca de Chihuahua se tomaron 35 muestras de carbón, 75 muestras de lutitas carbonosas y 4 isotubos con gas de carbón.
Los análisis efectuados para caracterizar la evolución y madurez de la materia orgánica en las muestras fueron: Reflectancia de la vitrinita %Ro, análisis elemental e inmediato, Rock Eval6® (Bulk rock) y análisis isotópicos, δ13C, δD, (gas de carbón).
Mediante una simulación de maduración artificial en medio confinado en laboratorio de muestras de carbón de la cuenca de Sabinas, se estimó la producción térmica del gas. Esto permitió estimar los recursos en gas metano en las cuencas considerando la historia de la evolución térmica de la materia orgánica tanto de los carbones como de las lutitas carbonosas. Para realizar los cálculos del gas generado por tonelada de carbón y/o por tonelada de lutitas carbonosas, se construyó un programa informático que permitió obtener la información necesaria para poder graficar la distribución actual del gas en las formaciones estudiadas de las dos cuencas.
 
Los principales resultados que se obtuvieron para la Cuenca de Sabinas fueron: La materia orgánica (MO), corresponde a una mezcla de tipo III y tipo II.
Es la primera vez que se reportan en la Cuenca de Sabinas valores altos de IH, de 227 a 667, con un promedio de 456.
Los valores de reflectancia de vitrinita van de: 0.8 a 1.5, con un promedio de 1.22 de %Ro.
Las subcuencas de la parte norte, son las de mayor riqueza orgánica con valores de: 32 a 45 de %TOC y, por extensión, las de mayor importancia económica.
 
Las curvas de isovalores, para las cantidades estimadas de metano, definieron dos zonas con valores máximos de producción de: 3.9 a 5.5 m3/t de gas generado por tonelada de carbón. Los valores isotópicos que se midieron van de: (δ13C ‰ (V-PDB) -42.019 a -37,21), y δD (V- SMOW) (-148.18 a –162.96), estos valores indican un origen termogénico para el gas de carbón muestreado.
Los resultados obtenidos para la cuenca de Chihuahua fueron:
Los carbones de la Formación San Carlos corresponden a MO tipo III. La relación IH contra %Ro indica inmadurez para la mayoría de las muestras de la Formación San Carlos, posicionándose al inicio de la ventana del aceite.
 
Los mayores isovalores de %TOC, (de 19 a 42 de %), para la Formación San Carlos se localiza hacia la zona de Sierra Rica. Los valores más bajos en %TOC, (3.7 a 7.45), se localizan en la zona de Jaso y en la zona de Nuevo Lajitas. La riqueza en %TOC se considera intermedia, con valores de 7.9 a 13 en %TOC.
Los valores de reflectancia en la zona de Sierra Rica van de 0.70 a 1.33 de %Ro, Nuevo
Lajitas con %Ro de 0.56 a 0.70, y la zona de Jaso de 0.30 a 0.50 %Ro.
La zona de Sierra Rica se considera la de mayor generación de gas metano con valores estimados de: 0.56 a 2.98 m3/t. Este gas está asociado a mantos de carbón mineral de la Formación San Carlos.
Las zonas Jaso y Nuevo Lajitas, presentaron estimaciones bajas para la generación de gas metano, con valores de: 0.1 a un máximo 0.47 m3/t.
 
Para la Formación Ojinaga se han estimado valores de generación de gas metano del orden de: 0.19 a 2.19 m3/t.
Los valores isotópicos encontrados en el gas muestreado directamente de las formaciones estudiadas fue entre 1.52 a 2 ppm, y/o < 0.2 %, son valores cercanos a los hallados en la atmósfera por lo que no se pudo establecer la metanogénesis de esas formaciones.
 
En conclusión, se considera que la metodología aplicada en este trabajo da resultados que se acercan más a la realidad actual de la cuenca, esta metodología permitió tener la información necesaria para hacer un balance de masa y energía en las formaciones productoras de gas en las dos cuencas. Se considera que se cumplió con los objetivos planteados por lo que se recomienda continuar aplicando esta metodología para el análisis de otras cuencas de gas en México.

Palabras clave:
cuencas de Sabinas-Chihuahua, carbón, lutitas carbonosa.