Pasar al contenido principal

¿Por qué el combustible del futuro se ha convertido en un gran problema para los petroleros?

добыча
© gazprom.ru / Бованенковское месторождение

A menudo se habla de los hidratos de gas como del combustible del futuro, y no es de extrañar. Los científicos calculan que sus reservas mundiales duplican aproximadamente los recursos de los yacimientos convencionales de gas natural. Pero hay un "pero". Aunque es tecnológicamente posible extraer el metano de la trampa de hielo donde se ha formado debido a la formación de hidratos, es demasiado caro. Así que, por ahora, en lugar de su potencial estatus de "movimiento perpetuo" o "garante del desarrollo sostenible", los compuestos cristalinos de agua y gas son, por el contrario, una especie de "antihéroes" que reducen la eficacia de la extracción de hidrocarburos.

Sin embargo, lo primero es lo primero.

¿Qué son los hidratos de gas?

Los hidratos de gas se encuentran en la naturaleza, ya sea en el fondo de los mares y océanos, o en áreas de permafrost. Son cristales blancos, similares a una masa de nieve, que consisten en gas y agua congelada. Es decir, este es exactamente el mismo metano que produce Gazprom o Novatek, pero, en sentido figurado, ha caído en una especie de ratonera. Érase una vez, sus moléculas, que sobresalían de las entrañas de la Tierra, se congelaron junto con el agua y ahora representan una sola estructura con ella.

Hasta cierto punto, los hidratos de gas pueden compararse con el gas de esquisto, ya que en ambos casos se trata de condiciones especiales para la ocurrencia de la misma sustancia. El esquisto, como saben, es una roca con una estructura en capas, comparable a un panal de abejas. No es rentable extraer minerales de él por el método clásico, ya que cada "panal" microscópico está aislado y no se comunica con los demás. Es por eso que la explotación industrial de los depósitos de esquisto comenzó solo después de que se inventó el método de fracturación hidráulica o fracking, que permite crear un solo depósito subterráneo a partir de numerosas celdas individuales.

экологи
© Photo by Paul-Alain Hunt on Unsplash

Es muy posible que algo similar suceda algún día con los hidratos de gas. Mientras tanto, los científicos no tienen nada de que jactarse en esta área. Por supuesto, existen tecnologías para extraer metano de los cristales de hielo e incluso se utilizan en Japón y en algunos otros países en la práctica, pero sus perspectivas son aún más vagas que, por ejemplo, el transporte en pilas de combustible de hidrógeno. Este último, como saben, ha existido en forma de prototipos durante muchas décadas, pero su operación comercial no se ha vuelto más rentable durante este tiempo y, por lo tanto, numerosos prototipos aparecen ante el venerable público exclusivamente en las principales festividades. No son un negocio en estado puro, hoy en día es solo una forma de publicidad de imagen destinada a crear una reputación como una “empresa verde”.

Tormenta de trabajadores del petróleo y el gas

Los empleados de la industria del petróleo y el gas no perciben los hidratos de gas tan positivamente como los representantes de otras profesiones. Para ellos, estos cristales son plagas maliciosas que reducen significativamente la rentabilidad de los depósitos operativos. Incluido el petróleo, ya que necesariamente contienen gas asociado.

El caso es que durante la producción de hidrocarburos en las regiones del norte, debido a las bajas temperaturas y la alta presión del yacimiento, el proceso de formación de hidratos ocurre directamente en los pozos, lo que reduce el flujo de fluidos. Es decir, reduce significativamente la productividad y, en algunos casos, incluso genera la necesidad de reparaciones no programadas.

Арктика
© gazprom-neft.ru

Existen varios métodos para tratar tales complicaciones, pero no todos son perfectos. En la mayoría de los casos, se vierte metanol relativamente barato en el pozo, que no solo es una sustancia tóxica, sino que también se evapora rápidamente, es decir, se consume en grandes volúmenes.

“Obviamente, el metanol necesita una alternativa, o al menos aditivos, que aumenten la efectividad de su uso y reduzcan los efectos negativos. Lo que pasa es que cuando se utiliza en concentraciones importantes, pasa a la fase gaseosa y se evapora, razón por la cual su importante consumo en campo. Además, cuando se mezcla con agua en bajas proporciones (hasta un 5%), por el contrario, acelera bruscamente el proceso de crecimiento de los hidratos, lo que está comprobado por nuestros estudios. Hay otra desventaja importante: no siempre se tiene en cuenta el efecto del metanol en la destrucción de tuberías y equipos, ya que en estado puro, en condiciones de laboratorio, no es corrosivo. Pero en condiciones reales, al disolverse en agua salada en presencia de hidrocarburos, cambia el pH y la fuerza iónica de la solución, lo que a su vez conduce a la activación de procesos electroquímicos en materiales metálicos y su daño”, dice un representante del Centro Ártico de la Universidad de Minería de San Petersburgo de la Emperatriz Catalina II, Georgy Buslaev.

Perspectivas para resolver el problema

Él es parte de un grupo de científicos universitarios que está estudiando hidratos de gas y probando inhibidores que pueden aumentar la efectividad para tratar las complicaciones en el desarrollo de depósitos. Incluye no solo a científicos destacados a tiempo completo liberados de las actividades docentes, sino también a especialistas de departamentos especializados, estudiantes de posgrado e incluso estudiantes. Diariamente, realizan experimentos para finalmente encontrar la mejor combinación base de diferentes solventes.

Буслаев
© Форпост Северо-Запад / Павел Долганов

“Nuestro laboratorio fue inaugurado hace un año y medio. Gracias a las nuevas oportunidades que aparecieron en relación con la compra de equipos modernos, pudimos crear un equipo científico que trabaja en varias direcciones a la vez. Se trata de investigaciones fundamentales en el campo de la génesis de los hidratos de gas, necesarios para su aprovechamiento como nueva fuente de energía, e investigaciones encaminadas a combatir las complicaciones en pozos y oleoductos, y al desarrollo de métodos y algoritmos de investigación para obtener datos rápidos y precisos. Procesando. La tarea es identificar las condiciones termobáricas bajo las cuales se forman y descomponen los cristales de agua y metano, así como construir dependencias basadas en estos datos que puedan usarse tanto para problemas fundamentales como aplicados”, explicó Anna Lavrik, estudiante de posgrado de la Universidad de Minería.

Cada año que pasa, la búsqueda de soluciones óptimas para combatir la formación de hidratos será más urgente. Al fin y al cabo, hoy en día se ponen en producción sobre todo yacimientos situados en las regiones polares o en Siberia Oriental, donde el permafrost y las bajas temperaturas medias anuales del aire hacen que este problema sea más típico que en la provincia de petróleo y gas de Siberia Occidental.

La Universidad de Minería de San Petersburgo entiende esto muy bien y planea crear su propia escuela científica junto con personas de ideas afines en un futuro cercano. Es decir, formar un sistema de conocimientos fundamentales sobre la formación de hidratos y una metodología para combatir este fenómeno, que mejorará la eficiencia del desarrollo de depósitos de petróleo y gas en el extremo norte y el este de Siberia.

лаборатория
© Форпост Северо-Запад