Sitio de hidratos de gas de Mount Elbert

El yacimiento de hidrato de metano de Mount Elbert (o pozo de prueba de hidrato de gas de Mount Elbert , pozo de prueba de Mount Elbert ) es un yacimiento de prueba de gas natural situado en la vertiente norte de Alaska . El pozo se perforó por primera vez en 2007 como parte de un acuerdo de investigación cooperativa con BP Exploration (Alaska), Inc. (BPXA) y el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) en colaboración con el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS). ^[1] El objetivo era ayudar a determinar si el hidrato de gas natural de la zona puede convertirse en un recurso de gas comercialmente viable. Los resultados hasta el momento son prometedores.

• Primer pozo de prueba estratigráfico dedicado a hidratos de gas en la vertiente norte de Alaska ;
• Primera aplicación de pruebas de presión con cable de pozo abierto de duración extendida utilizando pruebas de dinámica modular en un yacimiento que contiene hidratos de gas;
• 504 pies (154 m) de núcleo recolectado (100 pies (30,5 m) con hidratos);
• Confirmación de la existencia de una saturación de hidratos del 60 al 75% dentro de arenas de calidad de yacimiento en intervalos objetivo;
• Validación de métodos utilizados para identificar la posible presencia de hidratos;
• Se confirmó la capacidad de la formación para producir gas a partir de hidratos mediante la reducción de presión;
• Los datos de pozos permitieron realizar simulaciones de modelos de yacimientos de un sistema de yacimientos heterogéneo y complejo que contiene hidratos de gas natural a escala de pozo y de campo.

La región de la vertiente norte de Alaska (ANS) es conocida en gran medida por su remota vida silvestre y entorno ártico, y por la prolífica producción de petróleo de los yacimientos petrolíferos de Prudhoe Bay. Sin embargo, las acumulaciones de hidratos de gas natural en la vertiente norte son cada vez más el foco de los estudios sobre recursos energéticos y clima, que buscan comprender la cantidad de hidratos que se encuentran en esta región y cómo esos depósitos pueden responder a cambios naturales y/o inducidos en la presión y/o temperatura. La región de la vertiente norte se encuentra al norte de la cordillera Brooks y está delimitada por los mares de Beaufort y Chukchi al norte y al oeste, y la frontera entre Canadá y Estados Unidos al este. Si bien la ANS es remota, las investigaciones recientes en la región han ofrecido información innovadora sobre el potencial para predecir e identificar ocurrencias significativas de hidratos de gas natural (NGH) en depósitos subterráneos, así como su potencial de producción futura.

La región de la vertiente norte de Alaska fue identificada por el USGS como una importante región de hidratos en los Estados Unidos. Las estimaciones actuales del USGS indican ~85 billones de pies cúbicos (2.400 km3 ⁾ (Tcf) de recursos de gas técnicamente recuperables de las acumulaciones de hidratos en esta región. La perforación dentro de la región de la gran bahía de Prudhoe ha permitido la delineación y evaluación de dos tendencias en particular que han sido el foco de estudios recientes, las tendencias Eileen y Tarn. La tendencia Eileen fue indicada por primera vez por la evaluación dedicada de hidratos de gas realizada en el pozo de exploración Northwest Eileen State #2 en 1972 por Arco y Exxon. ^[2] La evaluación de los datos de cientos de registros de pozos de la industria permitió a Collett identificar una serie de extensos horizontes de arena que contienen hidratos de gas que se encontraban en gran parte debajo de la base del permafrost. Posteriormente, los problemas de perforación con el pozo Cirque-1 de 1991 confirmaron la presencia de extensos hidratos de gas mezclados con el permafrost (la tendencia Tarn) en un área justo al oeste de las acumulaciones de Eileen. ^[3] Estas tendencias de hidratos de gas natural coinciden con porciones de yacimientos de petróleo establecidos dentro del campo petrolífero de Prudhoe Bay (Unidad Prudhoe Bay - PBU), la Unidad del río Kuparuk (KRU) y la Unidad Milne Point (MPU) y están situadas dentro y debajo de una gruesa capa de permafrost a una profundidad de hasta 600 metros debajo de la superficie. Esta área está ubicada a lo largo del límite más septentrional de la cuenca de Colville, que inicialmente se formó durante un evento de rifting del Jurásico - Cretácico que resultó en la separación del margen norteamericano al sur y el Terrane Compuesto del Ártico al norte. Debido a una tasa de hundimiento lenta pero constante y un flujo relativamente constante de sedimentos clásticos en la cuenca de Colville, la cuenca ha crecido y evolucionado durante los últimos 120 millones de años y ahora está delimitada por el frente montañoso de Brooks Range al sur y al este y por Barrow Arch al norte, que sigue aproximadamente la costa de Alaska-Beaufort. ^[4]

En el Ártico , los hidratos de gas pueden aparecer de forma natural en tierra, asociados a regiones de permafrost , y en el lecho marino o por debajo de él, en sedimentos marinos. En el caso de entornos asociados al permafrost en el norte de Alaska y Canadá, se han identificado hidratos de gas en unidades ricas en arena depositadas en entornos cercanos a la costa y en tierra. A diferencia de la mayoría de los hidratos de gas que se encuentran en todo el mundo, se cree que muchos de los depósitos árticos ricos en arena en la vertiente norte eran originalmente acumulaciones convencionales de gas libre. Durante el último período glacial, estos depósitos que antes contenían gas libre probablemente quedaron atrapados en forma de hidratos a medida que bajaban las temperaturas atmosféricas y del subsuelo. La geometría, el reservorio anfitrión y las propiedades físicas y químicas de las ocurrencias modernas de hidratos de gas natural apuntan a una conversión de acumulaciones convencionales de gas libre cuando se enfriaron hasta un punto que estaba dentro de las condiciones de estabilidad de los hidratos, y los hidratos pudieron formarse (ver Perspectiva mundial del PNUMA sobre los hidratos de gas metano (2012, en progreso) para más detalles y también Collett et al., 2011 ^[5] para una sinopsis completa sobre los hidratos de gas de la vertiente norte de Alaska).

El pozo de prueba estratigráfico de hidratos de gas de Mt. Elbert , parte del “Programa de investigación y desarrollo (I+D) de hidratos de metano”, ^[6] estaba ubicado en la vertiente norte de Alaska dentro de la unidad Milne Point del campo petrolífero de Prudhoe Bay . El pozo se perforó como parte de un acuerdo de cooperación más amplio entre el Departamento de Energía de los EE. UU. (DOE) y BP Exploration Alaska (BPXA), ^[7] en colaboración con el Servicio Geológico de los EE. UU. (USGS) y varias universidades y socios de la industria, para evaluar si el hidrato de gas natural de la vertiente norte de Alaska podría producirse de manera viable, ya sea técnica o comercialmente. El sitio se seleccionó en función de evaluaciones geológicas y geofísicas que identificaron el sitio de Mount Elbert como una trampa de hidratos de gas limitada por fallas con dos posibles yacimientos ricos en arena. ^[8] El proyecto reunió a un equipo de científicos del USGS, DOE, BPXA, la Universidad Estatal de Oregón y RPS Energy para recolectar y evaluar muestras de núcleos, registros de pozos geofísicos y datos de pruebas de presión diseñados para ayudar a determinar la naturaleza de los yacimientos de hidratos de gas y su posible respuesta a las posibles técnicas de producción en preparación para la exploración futura esperada en North Slope. ^[9]

El pozo de prueba estratigráfico de hidratos de gas de Mount Elbert se perforó desde una plataforma de hielo construida para proteger la sensible tundra ártica con operaciones de perforación diseñadas para verificar la naturaleza de uno de los catorce prospectos de hidratos de gas previamente identificados por el proyecto dentro de la Unidad Milne Point. La plataforma Doyon 14 comenzó a perforar el pozo de prueba el 3 de febrero de 2007. Las operaciones de campo incluyeron la adquisición de un conjunto completo de registros de Wireline, más de 150 metros de núcleo continuo y datos de prueba de presión de formación y concluyeron las operaciones de campo el 21 de febrero de 2007. El pozo se perforó verticalmente a una profundidad de 914 metros debajo de la superficie terrestre. El análisis posterior de los datos de registro confirmó la existencia de un total de aproximadamente 30,5 metros (100 pies) de arena combinada con hidratos de gas saturados al 60-75% en dos yacimientos distintos. Los hidratos en estos intervalos ricos en arena en la región de North Slope se encuentran principalmente como material de relleno de poros en yacimientos de arena. Los estudios geoquímicos revelaron que el gas atrapado en las acumulaciones de hidratos de ANS es predominantemente metano termogénico que probablemente migró hacia arriba a lo largo de fallas y fracturas hacia depósitos más superficiales desde las acumulaciones de petróleo y gas natural existentes en el subsuelo, más profundas, de la región de North Slope. Los resultados científicos combinados del programa de campo se publican en la edición de febrero de 2011 (volumen 28, número 2) de la revista Journal of Marine and Petroleum Geology de Elsevier.

El Monte Elbert, como sitio de investigación de hidratos de gas, es el primer pozo de prueba dedicado a NGH que se perforó en la vertiente norte de Alaska. Los resultados del pozo de prueba del Monte Elbert mostraron que los esfuerzos de los científicos para predecir dónde y cuánto NGH existe en el subsuelo utilizando conjuntos de datos del subsuelo convencionales, como registros de cable y datos sísmicos 3D, tuvieron éxito en la predicción del espesor del yacimiento y las saturaciones generales de gas de hidratos de metano. Respaldaron la conclusión de que las herramientas y técnicas de exploración del subsuelo convencionales son adaptables para la exploración de NGH en la ANS y también pueden usarse para prospectar acumulaciones de hidratos de metano en otras regiones alrededor del mundo (se puede encontrar más información en "Energy resource potential of methane hydrates" de NETL. ^[10]

El programa de campo de Mount Elbert también marcó la primera vez que un equipo de científicos en la vertiente norte de Alaska realizó una prueba de formación de dinámica modular (MDT) de corto plazo en el fondo del pozo ^[11] que confirmó la capacidad de la formación que contiene hidratos de gas para liberar gas a través de la despresurización y proporcionó información adicional para complementar las pruebas anteriores realizadas en el sitio de Mallik en 2002. Los resultados de la prueba MDT proporcionaron información clave sobre la respuesta del yacimiento de las formaciones de hidratos naturales a la reducción de la presión. Los datos de la prueba de campo de Mount Elbert se han utilizado desde entonces para completar simulaciones de modelado de yacimientos de un sistema de yacimiento heterogéneo y complejo que contiene hidratos de gas natural tanto a escala de pozo como de campo. ^[12] En general, los éxitos operativos y técnicos en el sitio de Mount Elbert proporcionaron un mayor impulso para las asociaciones entre la industria y el gobierno en la investigación de hidratos de gas que aprovechan la infraestructura existente y la base de conocimientos desarrollada a lo largo de 30 años de desarrollo de la industria en la vertiente norte de Alaska.

• Vídeo: El concepto de disociación de hidratos mostrando el ejemplo del monte Elbert en Alaska [1] ^{[ enlace muerto permanente ‍ ]}
• Geología marina y petrolera, volumen 28, número 2 [2]
• Laboratorio Nacional de Tecnología Energética, Estados Unidos de América - Potencial de recursos energéticos de los hidratos de metano [3]
• Laboratorio Nacional de Tecnología Energética, Estados Unidos de América - Introducción general a los hidratos de metano [4]
• Laboratorio Nacional de Tecnología Energética, Estados Unidos de América - Resumen del proyecto: Caracterización del yacimiento de hidratos de gas de la vertiente norte de Alaska [5]
• Laboratorio Nacional de Tecnología Energética, Estados Unidos de América - DOE Fossil Energy Techline, febrero de 2007 [6]
• "Perspectivas mundiales del PNUMA sobre los hidratos de gas metano", en curso [7]
• "Evaluación de los recursos de hidratos de gas en la vertiente norte de Alaska (2008)", Hoja informativa del Servicio Geológico de Estados Unidos [8]
• "Comparación de los resultados de la perforación con las estimaciones previas a la perforación sobre la presencia de hidratos de gas: el sitio de prueba de Mount Elbert", Boletín Fire in the Ice del Departamento de Energía de los Estados Unidos y la Red de Áreas Protegidas de Tijuana (NETL) [9]
• Galería de fotos de muestras de hidratos y actividades de campo en el Ártico [10] ^{[ enlace muerto permanente ‍ ]}