Este documento presenta información sobre gas asociado a mantos de carbón (CBM). Explica conceptos clave como la absorción y adsorción de metano en el carbón, así como métodos de extracción como la perforación horizontal y pozos en configuración de espina de pescado. También resume las principales reservas de CBM en el mundo, con Rusia y Estados Unidos a la cabeza, e indica que Colombia podría albergar entre 5.5 y 18.3 trillones de pies cúbicos de CBM, concentrados en cuencas como Sinú-San Jac

1. GAS ASOCIADO A MANTOS DE CARBÓN
(COAL BED METHANE,CBM)
Julián David De Bedout Ordóñez
Julián David De Bedout Ordóñez
Geólogo, UIS (Bucaramanga, Colombia)

2. 1.INTRODUCCIÓN
2.CONCEPTOS CBM
3.EXTRACCIÓN
4.CBM EN MUNDO Y COLOMBIA
5.METODOLOGÍA EXPLOR. CBM
6.SECUESTRO DE CO2 Y E-CBM
7.CONCLUSIONES
CONTENIDO
Julián David De Bedout Ordóñez
Geólogo, UIS (Bucaramanga, Colombia)

3. 1.INTRODUCCIÓN
2.CONCEPTOS CBM
3.EXTRACCIÓN
4.CBM EN MUNDO Y COLOMBIA
5.METODOLOGÍA EXPLOR. CBM
6.SECUESTRO DE CO2 Y E-CBM
7.CONCLUSIONES
CONTENIDO
Julián David De Bedout Ordóñez
Geólogo, UIS (Bucaramanga, Colombia)

4. HC’S NO CONVENCIONALES

5. Tomado de McCarthy et al, 2011
SISTEMAS PETROLÍFEROS

6. %Ro=0,5
1.35
0.5
2
24
%Ro PARÁMETRO MADURÉZ

7. Ro:2
Ro:1,35
Ro:0,5
BIOGÉNESIS
I: Algas, Fitoplancton
II: Fitoplancton, Plantas
Superiores
III: Plantas
Superiores
IV: Plantas Quemadas, Oxidadas
VAN KREVELEN Y %Ro

8. Lagos
Algas
Fitoplancton
Lípidos
Tipo I
Petróleo
iso-alcanos
n-alcanos
Grasas
KERÓGENO TIPO I

9. Marino
Fitoplancton y
Plantas Super.
Lípidos
Carbohidratos
Proteinas
Tipo II
Petróleo y Gas
Cicloalcanos
Aromáricos
Polim. Aminoácid.
Azucares
Grasas
KERÓGENO TIPO II

10. Delta, Estuarios,
Parálico
Plantas
Superiores
Carbohidratos
Lignina
Tipo III
Gas
Metano
Celulosa
KERÓGENO TIPO III

11. Tomado y modificado de Tissot y Welte, 1984
¿QUÉ TIPO DE CARBÓN?

12. Tomado de Tissot y Welte, 1984Tomado de Allix et al, 2011
VAN KREVELEN

13. 1.INTRODUCCIÓN
2.CONCEPTOS CBM
3.EXTRACCIÓN
4.CBM EN MUNDO Y COLOMBIA
5.METODOLOGÍA EXPLOR. CBM
6.SECUESTRO DE CO2 Y E-CBM
7.CONCLUSIONES
CONTENIDO
Julián David De Bedout Ordóñez
Geólogo, UIS (Bucaramanga, Colombia)

14. Tomado de Al-Jubori et al, 2009
DIACLASAS DEL CARBÓN
FRONTALES: Flujo continuo
INTERPUESTAS: No son
Continuas
DIACLASAS

15. ABSORCIÓN:
Moléculas se introducen
en la estructura de otra
Fuerzas
Intermoleculares
(Van der Waals)
Metano Molec. Carbón
Tomado de Ochoa y Vargas, 2011
ABSORCIÓN VS ADSORCIÓN

16. ADSORCIÓN: Superficial, moléculas
Solo se adhieren a la
Superficie, no entran.
Tomado de Ochoa y Vargas, 2011
ABSORCIÓN VS ADSORCIÓN

17. Tomado de Ochoa y Vargas, 2011
ABSORCIÓN VS ADSORCIÓN
Al-Jubori et al, 2009
6 veces más Gas
que una arenisca

18. DESORCIÓN:
Moléculas desprenden
Microporos de la matriz
Entran Sistema
de fracturas
Tomado de Ochoa y Vargas, 2011
Gradiente de
Presión al sacar agua
DESORCIÓN VS DIFUSIÓN

19. DIFUSIÓN: Flujo Molecular aleatorio
Zona de alta
concentración
Zona de baja
concentración
A través de la
matriz y los
microporos
DESORCIÓN VS DIFUSIÓN

20. FLUJO EN FRACTURAS:
Gas Fluje a través
de las fracturas
El Gas fluje según
la Ley de Darcy
FLUJO DEL GAS LIBERADO

21. Tomado de Al-Jubori et al, 2009
DESORCIÓN, DIFUSIÓN Y FLUJO

22. RANGO CARBÓN Y GENERACI.

23. Tomado de Al-Jubori et al, 2009
GASES GENERADOS (RANGO)

24. Tomado de Arias, 2010
CALIDAD DEL GAS

25. FRACTURAS SEGÚN RANGO
BITUMINOSO

26. 1.INTRODUCCIÓN
2.CONCEPTOS CBM
3.EXTRACCIÓN
4.CBM EN MUNDO Y COLOMBIA
5.METODOLOGÍA EXPLOR. CBM
6.SECUESTRO DE CO2 Y E-CBM
7.CONCLUSIONES
CONTENIDO
Julián David De Bedout Ordóñez
Geólogo, UIS (Bucaramanga, Colombia)

27. Cantidad de Gas Adsorbido
en la matriz del Carbón
Misma Temperatura
ISOTERMAS DE LANGMUIR
Cambian con
la Presión
Gas Adsorbido Con el Rango
GAS ADSORBIDO

28. Tomado de Al-Jubori et al, 2009
cf/ton
Antracita
Bitum. Medio Volátiles
Bitum. Alto Volátiles A
Bitum. Alto Volátiles B
ISOTERMAS DE LANGMUIR
GAS ADSORB. VS PRESIÓN
Sin agua
Agua en los sitios
de Adsorción

29. Operaciones comerciales
exitosas:
BITUMINOSO:
Menos Gas
Adsorbido
ANTRACITA:
Más Gas
Adsorbido
Fácil de
extraer
Menos FracturasMás Fracturas
Difícil, toca
Fracturar más

30. AGUA EN EL CARBÓN
El agua satura
La matriz y las fracturas
Toca extraerla primero

31. Tomado de Anderson et al, 2004
PERFIL DE PRODUCCIÓN CBM

32. EXTRACCIÓN VERTICAL

33. Tomado de Marbun y Thariq, 2012
PERFORACIÓN HORIZONTAL
Mayor área de contacto
con el Carbón

34. BILATERALPOZO
HORIZONTAL
CONFIGURACIONES DE POZO

35. Tomado de Marbun y Thariq, 2012
PERFORAC. MULTILATERAL
MUCHA MÁS
ÁREA DE
CONTACTO

36. QUAD-LATERALTRILATERAL
CONFIGUR. MULTILATERALES

37. Tomado de Fragoso, 2011
QUAD-PINNATE
POZOS ESPINA DE PESCADO
PINNATE
SIMPLE

38. Tomado de Fragoso, 2011
PINNATE
SIMPLE
POZO ESPINA DE PESCADO
MAYOR
ÁREA DE
CONTACTO

39. Vertical
Vertical Fracturado
PROD. ACUMULADA VS TIEMPO

40. Horizontal
6 Verticales
6 Vertic Fract
PROD. ACUMULADA VS TIEMPO

41. Bilateral
Trilateral
Quadlateral
PROD. ACUMULADA VS TIEMPO
Pinnate

42. Tomado de Al-Jubori et al, 2009
EXTRACCIÓN IDEAL CBM

43. 1.INTRODUCCIÓN
2.CONCEPTOS CBM
3.EXTRACCIÓN
4.CBM EN MUNDO Y COLOMBIA
5.METODOLOGÍA EXPLOR. CBM
6.SECUESTRO DE CO2 Y E-CBM
7.CONCLUSIONES
CONTENIDO
Julián David De Bedout Ordóñez
Geólogo, UIS (Bucaramanga, Colombia)

44. Tomado de BP, 2013
U.S.A
Colombia
Rusia
Canadá
China
300 Tcf
5.5 Tcf
70 Tcf
1162.5 Tcf
109.3 Tcf
GAS CONVENCIONAL
Irán 1187.3 Tcf
RESERVAS DE GAS MUNDO

45. Tomado de Reeves, 2009
ÁREAS CARBÓN EN MUNDO

46. Tomado de Al-Jubori et al, 2009
RESERVAS CBM EN MUNDO

47. RESERVAS CBM EN MUNDO
Irán=1187.3 Tcf Rusia=1162.5 Tcf
Canadá=70 Tcf China=109.3 Tcf

48. Tomado de García, 2010
CUNDINAMARCA
Y BOYACÁ
N. SANTANDER
CALIDAD CARBÓN COLOMBIA
SANTANDER

49. Ciénaga
de oro
Guachinte
Amagá
Umir
Guaduas
La Jagua
Cerrejón
Carbonera
Cuervos
Catatumbo
CUENCAS CARBONÍFERAS

50. Tomado de García, 2010
FM. CERREJÓN
SÍSMICA DEL CERREJÓN
Delimitar la formación de interés

51. FM. CERREJÓN
Sub-bituminoso=Gas Biogénico
Bituminoso=Gas Termogénico

52. Tomado de Al-Jubori et al, 2009
GASES GENERADOS (RANGO)

53. Colombia: 5.5 Tcf CBM=17.5 Tcf
Tomado de García, 2010
RESERVAS CBM COLOMBIA

54. RESERVAS CBM COLOMBIA
Tomado de Vargas, 2012

55. Tomado de Vargas, 2012
CBM=14.6 -18.3 TcfColombia=5.5 Tcf

56. 1.INTRODUCCIÓN
2.CONCEPTOS CBM
3.EXTRACCIÓN
4.CBM EN MUNDO Y COLOMBIA
5.METODOLOGÍA EXPLOR. CBM
6.SECUESTRO DE CO2 Y E-CBM
7.CONCLUSIONES
CONTENIDO
Julián David De Bedout Ordóñez
Geólogo, UIS (Bucaramanga, Colombia)

57. CUENCAS CARBONÍFERAS
Tomado de García, 2010

58. UMIR, COLON-MITO JUAN, CUERVOS

59. EXPLORAR SINCLINALES
Tomado y modificado de Ward et al, 1977
AÚN CONSERVADOS
SINCLINALES ANTICLINALES
EROSIONADOS

60. Tomado de García et al, 2009
MODELAMIENTO GEOQUÍMICO 1-D
VENTANA GAS BIOGÉNICO DESDE CRETÁCICO

61. Tomado de Sarmiento, 2011
ANÁLISIS DE MADURÉZ
FM. UMIR
VENTANA OIL
AL E
VENTANA GAS
BIOGÉNICO
AL W
FM. UMIR

62. Tomado de García, 2010
INTERPRETACIÓN SÍSMICA
Para delimitar la formación de interés
Saber profundidad de perforación

63. Tomado de García, 2010
MODELAMIENTO GEOQUÍMICO 2-D
Saber en que ventana de generación

64. MODELAMIENTO GEOQUÍMICO 3-D
Tomado de Mesa y Renfigo, 2011
Ventana de
Generación
(Volumen)

65. Tomado de Al-Jubori et al, 2009
EXTRACCIÓN IDEAL CBM

66. 1.INTRODUCCIÓN
2.CONCEPTOS CBM
3.EXTRACCIÓN
4.CBM EN MUNDO Y COLOMBIA
5.METODOLOGÍA EXPLOR. CBM
6.SECUESTRO DE CO2 Y E-CBM
7.CONCLUSIONES
CONTENIDO
Julián David De Bedout Ordóñez
Geólogo, UIS (Bucaramanga, Colombia)

67. El CO2 se inyecta en
los cuerpos salinos
El CO2 se inyecta en
estructuras
abandonadas
4 FORMAS DE SECUESTRO CO2

68. El CO2 desplaza al petróleo
generando una producción
Mejorada (Enhanced)
El CO2 desplaza al
metano del carbón
y queda atrapado.
Enhanced-CBM
4 FORMAS DE SECUESTRO CO2

69. Tomado de Reeves, 2009
CO2
CH4
N2
ADSORCIÓN EN CARBÓN

70. cf/ton
Antracita
Bitum. Medio Volátiles
Bitum. Alto Volátiles A
Bitum. Alto Volátiles B
MÁS GAS CON ANTRACITA
MEJOR PARA SECUESTRO DE CO2 Y E-CBM
AUNQUE LOS OTROS TAMBIÉN SIRVEN

71. METODOLOGÍA SECUESTRO

72. Tomado de Grimm et al, 2012
POSIBLES DIFICULTADES

73. Tomado y modificado de Ward et al, 1977
LÍMITE MÁXIMO SECUESTRO

74. 1.INTRODUCCIÓN
2.CONCEPTOS CBM
3.EXTRACCIÓN
4.CBM EN MUNDO Y COLOMBIA
5.METODOLOGÍA EXPLOR. CBM
6.SECUESTRO DE CO2 Y E-CBM
7.CONCLUSIONES
CONTENIDO
Julián David De Bedout Ordóñez
Geólogo, UIS (Bucaramanga, Colombia)

75. CONCLUSIONES
MEJOR CARBÓN PARA CBM
HÚMICO: KERÓGENO TIPO III
DIACLASAS
FRONTALES:
Flujo continuo
INTERPUESTAS:
No son Continuas

76. CONCLUSIONES
SUB-BITUMINOSO=Gas Biogénico
BITUMINOSO=Genera más Gas
y está más fracturado
RANGO Y GAS
CALIDAD DEL GAS
CBM=98.6% CH4
Convencional=73.9% CH4

77. CONCLUSIONES
AGUA EN EL CARBÓN
EXTRAER
EL AGUA
GRADIENTE
DE PRESIÓN
LUEGO
SALE EL
GAS
PERFIL DE PRODUCCIÓN CBM
FASE 1:DECLINA H2O Y CH4 AUMENTA
FASE 2:CONTINUA HASTA “DESHIDRATARSE”
FASE 2:EL GAS DECLINA HASTA EL CIERRE

78. Tomado de Anderson et al, 2004
PERFIL DE PRODUCCIÓN CBM

79. CONCLUSIONES
EXPLOTACIÓN CBM
PERFORACIÓN
HORIZONTAL
PERFORACIÓN
VERTICAL
MEJOR
POZOS TIPO
ESPINA DE
PESCADO
EXTRAEN MÁS GAS
MEJOR CONFIGURACIÓN POZO
PINNATE

80. CONCLUSIONES
RESERVAS CBM MUNDO
RUSIA=MÁS CBM DEL MUNDO
Rusia=1162.5 Tcf CBM=600-4000 Tcf
Irán=1187.3 Tcf GAS CONVENCIONAL
(BP, 2013)

81. CBM=14.6 -18.3 Tcf
Colombia=5.5 Tcf
(Vargas, 2012) (García, 2010)
CBM=17.5 Tcf
(BP, 2013)
1) Sinú-San Jacinto
2) Cesar-Ranchería
3) VSM
4) Cordillera Oriental
5) VMM
CONCLUSIONES
RESERVAS CBM COLOMBIA
CUENCAS CON MÁS POTENCIAL CBM

82. 1) Cuenca Carbonífera
2) Áreas con la formación de interés
3) Sinclinales
4) Modelamiento Geoquímico 1-D
5) Interpretación Sísmica
6) Modelamiento Geoquímico 2-D y 3-D
7) Perforación en Espina de Pescado
CONCLUSIONES
METODOLOGÍA EXPLORACIÓN CBM

83. CONCLUSIONES
SECUESTRO DE CO2
EXTRACCIÓN MEJORADA:
PETRÓLEO Y CBM
ADSORCIÓN EN CARBÓN
CO2 > CH4 > N2
ANTRACITA
ADSORBE MÁS CO2 Y GENERA MÁS E-CBM

84. CONCLUSIONES
DIFICULTADES SECUESTRO DE CO2
1) Cambio lateral de Facies (Arenas)
2) Pozos mal abandonados (escapes)
3) Gas escape por fallas cercanas
4) Pozo horizontal escape (arriba,abajo)
5) Máximo a 900 – 1500m

85. GAS ASOCIADO A MANTOS DE CARBÓN
(COAL BED METHANE,CBM)
Julián David De Bedout Ordóñez
Julián David De Bedout Ordóñez
Geólogo, UIS (Bucaramanga, Colombia)