Tight oil y tight gas: tecnologías de extracción y captura y almacenamiento de CO2

Tight oil y tight gas

Introducción

Tight oil (aceite compacto): petróleo crudo atrapado en formaciones rocosas con espacios porales y permeabilidades mucho menores que las de los yacimientos tradicionales. Al ser depósitos de muy baja permeabilidad, el petróleo contenido en su interior no fluirá al pozo a tasas económicas sin la asistencia de procesos de perforación y terminación tecnológicamente avanzados.

Tight gas: se refiere al gas natural, principalmente metano, encontrado en rocas de grano fino ricas en materia orgánica (lutitas, areniscas y carbonatos).

1998: se realizó la primera extracción de gas a nivel comercial en ese yacimiento, considerado como un hito en el desarrollo de la fracturación hidráulica.

Estados Unidos es el principal precursor y productor de gas no convencional, con predominio del tight gas. En 2007, el 17% del gas producido en Estados Unidos era de este tipo, y para 2010 se estimó que alcanzaría el 26%.

Desarrollo: tecnologías para recuperar el tight oil y el tight gas

Las principales tecnologías empleadas son:

• Perforación horizontal: su propósito es aumentar el contacto entre el yacimiento y el pozo. Se perfora en forma horizontal a profundidades que suelen situarse entre 1.000 y 3.000 m por debajo de la superficie, tipicamente por encima del depósito de tight oil para maximizar la exposición al intersticio rocoso.
• Fracturamiento hidráulico (fracking): técnica que genera y conecta fracturas en la roca para aumentar la permeabilidad efectiva y permitir que el petróleo o gas fluyan hacia el pozo a tasas comercialmente viables.

Características de estos yacimientos

• Permeabilidades muy bajas.
• Presiones anormales.
• Las presiones capilares pueden dominar el comportamiento del fluido en la roca.
• Formaciones cargadas con gas y trampas no tradicionales.
• Ausencia de un contacto claro con agua (falta de acuífero de soporte).

Conclusión

La recuperación de hidrocarburos en formaciones tight resulta considerablemente más difícil y, por ende, mucho más costosa. En ocasiones esto determina si es rentable o no su extracción. Además, las operaciones de extracción pueden provocar impactos ambientales si no se aplican buenas prácticas. Extraer tight oil/gas es una técnica compleja que requiere planificación, control y tecnología adecuada para minimizar riesgos y maximizar la eficiencia.

Captura, uso y almacenamiento de CO2 (CAC)

Introducción

En 2006 se registraron 29.195 millones de toneladas de CO2, con un crecimiento del 28% de las emisiones de carbono respecto a 1995. Los principales países por volumen de emisiones de CO2 en millones de toneladas fueron: China: 6.018; Estados Unidos: 5.903; Rusia: 1.704; India: 1.293; Japón: 1.247.

CAC: captura y almacenamiento de CO2 (en inglés, CCS).

Durante años se ha inyectado CO2 en campos petroleros en producción para mejorar la recuperación de hidrocarburos, por dos motivos principales:

• Suministrar energía a los yacimientos productores (mejorar la recuperación).
• Almacenar CO2 en yacimientos agotados o no utilizados como medida de mitigación de emisiones.

Desarrollo: fases de CAC

En el uso de tecnologías de captura y almacenamiento de CO2 se distinguen tres fases principales:

Captura de CO2

El objetivo es separar o secuestrar el CO2 del resto de la mezcla gaseosa mediante métodos físicos y químicos. Existen tres técnicas de captura en función del punto del proceso donde se realiza:

• Precombustión: la técnica transforma el combustible (por ejemplo, gas natural o biomasa) para producir un gas de síntesis (syngas). El CO2 se separa antes de la combustión final. Esta tecnología se apoya en procesos ya conocidos en la industria y se sigue perfeccionando para mejorar su eficiencia.
• Oxicombustión: utiliza oxígeno en lugar de aire para la combustión, por lo que los gases de escape están compuestos principalmente por H2O y CO2; es más fácil separar el CO2 del vapor de agua mediante condensación.
• Postcombustión: el combustible y el aire son quemados y los gases resultantes pasan a etapas de separación —típicamente a través de columnas de absorción y regeneración— para capturar el CO2.

Transporte

Una vez capturado, el CO2 debe ser transportado hasta el sitio de almacenamiento por tuberías, buques u otros medios. El transporte supone costes e infraestructura que afectan la viabilidad económica del proyecto.

Almacenamiento de CO2

El CO2 puede almacenarse en diversos tipos de formaciones geológicas:

• Yacimientos de hidrocarburos agotados o en última fase de producción.
• Formaciones geológicas profundas (acuíferos salinos profundos).
• Capas de carbón económicamente no explotables.

Sleipner (1996): en el campo de Sleipner, ubicado en el Mar del Norte, la inyección y almacenamiento de CO2 se llevó a cabo con éxito a escala industrial. El gas natural producido en la instalación contenía aproximadamente un 9% de CO2 antes del proyecto; tras la captura y el almacenamiento se redujo a alrededor de 2,5%.

Conclusión

La captura y el almacenamiento de CO2 son tecnologías relativamente nuevas en despliegue masivo y, por ello, todavía presentan elevados costes, especialmente relacionados con la infraestructura y el transporte del CO2. Sin embargo, bien implementadas y económicamente viables, las tecnologías CAC pueden ser herramientas eficaces en la lucha contra la contaminación y el cambio climático. Una planificación adecuada y la inversión en infraestructura reducen riesgos y costos, haciendo más óptima la aplicación de estas soluciones a largo plazo.