El sitio de hidrato de metano de Mallik (o pozo de investigación de producción de hidrato de gas de Mallik , pozo de prueba de Mallik ) está ubicado en el mar de Beaufort , Canadá .
La región del delta del Mackenzie, en la costa del mar de Beaufort, no solo es conocida por su extraordinario paisaje ártico y su emblemática flora y fauna, sino también por sus grandes depósitos de gas natural y petróleo. Debido a esta combinación de factores, las existencias de gas natural en la región del océano Ártico canadiense son cada vez más el foco de los estudios sobre recursos energéticos y clima, que tienen como objetivo desarrollar el conocimiento de la formación, la presencia y la cantidad de hidratos de gas natural en la zona, sus impactos en el medio ambiente y qué tipo de cambios naturales e inducidos por el hombre pueden conducir a la disociación de estos hidratos. El delta se encuentra en la desembocadura del río Mackenzie , donde entra en el mar de Beaufort, aproximadamente a 2.200 kilómetros al noroeste de Calgary, Alberta. El sitio de investigación de hidratos de gas natural más importante de la zona, el campo de hidratos de gas Mallik, fue descubierto en 1971 a través de un pozo de exploración de Imperial Oil Ltd., y está ubicado a 50 kilómetros al norte del Círculo Polar Ártico. Como se supone que los hidratos de gas natural se encuentran debajo de grandes porciones de las áreas continentales árticas y de la plataforma continental marina del mundo y constituyen un enorme potencial de futuro recurso de hidrocarburos, el sitio de perforación de Mallik es un lugar de gran interés. En consecuencia, ha sido un área de investigación científica y técnica en curso sobre hidratos de gas durante más de treinta años.
El Departamento de Recursos Naturales de Canadá identificó la región del delta del Mackenzie [2] (NRCan) como una importante región de hidratos en los Territorios del Noroeste de Canadá. Las estimaciones de recursos de hidratos de gas de NRCan de 2005 indicaron un potencial de hidratos de entre 2,4 x 10 12 y 87 x 10 12 m 3 de gas natural en la región de Mallik. Una reevaluación del potencial de recursos de hidratos de gas de la cuenca del mar de Beaufort-delta del Mackenzie (véase la Figura 2) realizada en 2010 por el Servicio Geológico de Canadá reveló un potencial de 8,82 x 10 12 m 3 [3] de gas natural bruto inicial in situ (GIP). Casi todas las acumulaciones de hidratos de gas natural identificadas en el área de Mallik se encuentran debajo de una capa de permafrost de entre 300 y 700 metros de espesor, a una profundidad esperada de entre 890 y 1.100 metros por debajo de la superficie. El sitio de perforación de investigación de Mallik en la cuenca del delta del Mackenzie está ubicado en tierra y debajo de la plataforma Beaufort hasta aproximadamente 100 m de profundidad de agua; el régimen de temperatura del suelo en el subsuelo está controlado por gruesos intervalos de permafrost unido por hielo.
En el caso de los entornos asociados al permafrost en el norte de Alaska y Canadá, se han identificado yacimientos de hidratos de gas en unidades ricas en arena depositadas principalmente en entornos deltaicos. Se cree [ ¿quién lo cree? ] que muchos de los depósitos se formaron durante el último período glacial , cuando las temperaturas del suelo se enfriaron y los antiguos depósitos de gas libre probablemente quedaron atrapados en forma de hidratos. La geometría, el depósito anfitrión y las propiedades físicas y químicas de los yacimientos modernos de hidratos de gas natural apuntan a una conversión de las acumulaciones convencionales de gas libre cuando se enfriaron hasta un punto que se encontraba dentro de las condiciones de estabilidad de los hidratos, lo que permitió la formación de hidratos (véase la Perspectiva mundial sobre hidratos de gas metano del PNUMA (2012, en curso) para obtener más detalles).
El pozo de investigación de producción de hidratos de gas de Mallik, parte del "Programa de investigación y desarrollo (I+D) de hidratos de metano", [4] está ubicado en el lado noroeste de las islas Richards y es parte del delta del Mackenzie, que ingresa al mar de Beaufort. El proyecto del pozo de investigación de producción se desarrolló en la región de Mallik después de que se recuperara hidrato de metano allí mediante un proyecto de investigación en 1998, dirigido por el Servicio Geológico de Canadá y la ex Corporación Nacional de Petróleo, Gas y Metales de Japón (JNOC), con la participación del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS), el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) y otros socios de la industria. [5] El proyecto incluyó los esfuerzos de trabajo de más de 200 científicos e ingenieros de todo el mundo. Hasta el día de hoy, se han publicado numerosos artículos para documentar los resultados y conjuntos de datos adicionales, y proporcionar información sobre las propiedades físicas y geofísicas in situ de los hidratos de gas, las pruebas de producción de hidratos de gas y la relevancia de los hidratos de gas para la investigación de energía, clima y georiesgos. El principal resultado del estudio fue la caracterización de los hidratos de gas encontrados en los Territorios del Noroeste y la planificación de estudios adicionales de campo y de laboratorio. El objetivo era determinar el potencial futuro del metano como un factor importante del futuro consumo mundial de energía , la política energética adicional y evaluar la producción y las propiedades del hidrato de gas y su estabilidad. El programa se desarrolló aún más para averiguar si el aumento del uso de la quema de metano podría contribuir a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero a escala mundial, lo que afectaría al cambio climático futuro si se liberara al medio ambiente. Además, el estudio científico tenía como objetivo desarrollar nuevas técnicas de seguridad que protegieran contra las condiciones peligrosas creadas por la perforación de hidratos de gas y la construcción de tuberías y proporcionar información sobre la tecnología de perforación y producción con respecto a un nuevo desarrollo industrial.
En un período de seis años (la perforación comenzó en diciembre de 2001), se perforaron con éxito tres pozos diferentes (dos pozos de observación: Mallik 3L-38 y 4L-38, un pozo de prueba de producción: Mallik 5L-38) en el sitio de investigación de Mallik. Las operaciones de campo incluyeron la adquisición de un conjunto completo de registros de pozo abierto, núcleos continuos con permafrost e hidratos y experimentos de tomografía de pozo cruzado antes, durante y después de las pruebas de producción. Los pozos se perforaron verticalmente a una profundidad de 1.160 metros por debajo de la superficie terrestre. El análisis posterior de los datos de registro confirmó la existencia de un total de aproximadamente 110 metros (360 pies) de intervalos de yacimiento de arena de grano medio no consolidada con hidratos de gas saturados al 50-90% combinados dentro de arena intercalada, arenisca , limo y limolita de la secuencia Kugmallit del Oligoceno . Los hidratos de gas natural en estos intervalos ricos en arena de la región del delta del Mackenzie se presentan principalmente como material de relleno de poros en los yacimientos de arena y también se pueden observar con poca frecuencia como revestimientos alrededor de granos de arena individuales. El gas atrapado dentro de los clatratos es predominantemente metano termogénico que se genera debido a una alteración térmica del material orgánico. Dadas las composiciones químicas y de isótopos de carbono de la materia orgánica, el material orgánico está compuesto predominantemente por una variedad de plantas terrestres superiores con un origen terrestre. [6]
En los inviernos de 2007 y 2008, un grupo más pequeño de participantes, que incluía a JNOC y al Servicio Geológico de Canadá, llevó a cabo un nuevo programa Mallik con el objetivo principal de instalar instalaciones físicas para pruebas de producción y reinyección de agua producida, implementar y evaluar nuevos sistemas de monitoreo y realizar una prueba de reducción de presión a corto plazo para obtener información nueva e innovadora antes de realizar pruebas de producción a largo plazo en 2008. [7] El análisis continuo de los datos recopilados a lo largo del programa conducirá a una mayor y mejor comprensión de las propiedades de los hidratos de gas y su formación, la respuesta de la producción y la eficacia de las tecnologías de producción convencionales. Los resultados científicos y de ingeniería se pusieron a disposición del público para científicos, partes interesadas e ingenieros a través del Boletín del Servicio Geológico de Canadá (Boletín 544 [8] y 585 [9] ).
Mallik, como sitio de investigación de hidratos de gas en curso, es el primer pozo de prueba de producción moderno y de estudio de campo totalmente integrado de hidratos de gas natural en Canadá. Los pozos se perforaron con éxito para probar una importante acumulación de hidratos de gas natural en el delta del Mackenzie en el noroeste del Ártico canadiense. Esto brindó a los científicos la oportunidad de monitorear la respuesta física de los depósitos de hidratos de gas e investigar los hidratos de gas del permafrost en una de sus apariciones más prominentes. Desde una perspectiva técnica, los resultados del programa de investigación y desarrollo científico en la cuenca del delta del Mackenzie confirmaron las predicciones previas a la perforación de que los hidratos de gas estaban presentes en yacimientos ricos en arena y de alta saturación. Como resultado, los científicos pudieron recuperar con éxito núcleos de cable a través de los diferentes intervalos de hidratos de gas. Además, los expertos pudieron realizar experimentos de tomografía de pozo cruzado no solo antes, sino también durante y después de las pruebas de producción reales. Durante el proyecto, se pudo obtener un conjunto de diferentes registros de pozos abiertos mediante el uso de herramientas de registro de hidratos de gas nuevas y avanzadas, lo que proporcionó los primeros conocimientos sobre el espesor del yacimiento y las saturaciones generales de hidratos de gas natural. Lamentablemente, debido a la falta de tuberías o sistemas de recolección, actualmente solo hay un campo en el delta del Mackenzie, que proporciona gas natural a la ciudad de Inuvik, y no hay producción comercial de petróleo o gas.
Además, las pruebas de simulación térmica realizadas en el pozo de investigación Mallik 5L-38 no sólo se llevaron a cabo para evaluar un posible método de producción o para demostrar la viabilidad comercial de los hidratos de gas en Canadá, sino también para observar la disociación de un intervalo de hidrato de gas a temperaturas superiores al punto de estabilidad del hidrato de gas, manteniendo la presión constante. Los resultados de la simulación térmica se utilizaron luego para calibrar modelos de simulación numérica que brindan nuevos conocimientos sobre las propiedades cinéticas y termodinámicas de los hidratos de gas. [10]
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