Estudio de las propiedades de adsorción/desorción de gas en el carbón de la Cuenca de Sabinas en México: Study of gas adsorption/desorption properties in coals of Sabinas Basin on Mexico

Abstract

http://sherpa.ac.uk/romeo/issn/2007-9753/El objetivo principal de esta investigación, se enfoca en el estudio de las propiedades de adsorción/desorción de CH4 en los yacimientos de gas asociado al carbón, los cuales se ubican en la porción noreste de México, con el fin de comprender su comportamiento desde el punto de vista de los yacimientos no convencionales. Para continuar con el desarrollo de este proyecto, se llevó a cabo una campaña de muestreo a cargo del Servicio Geológico Mexicano (SGM), el cual nos proporcionó 7 muestras de carbón bituminoso, procedentes de la Cuenca de Sabinas para su caracterización. La caracterización general incluyó: (1) Análisis inmediatos o primarios de humedad y ceniza, (2) Análisis elemental para la determinación de (C, H, O, N, y S), (3) Análisis petrográfico para determinar el tipo de materia orgánica, (4) Pirolisis Rock-Eval®6 para conocer su potencial petrolífero. El conjunto de estos análisis nos permitieron evaluar las muestras para desarrollar mediante “Isotermas de Langmuir” los ensayos de adsorción/desorción de CH4 y la interpretación de los parámetros que influyen en el proceso de adsorción. Para el desarrollo de las pruebas de adsorción/desorción se utilizó la técnica termo-volumétrica, observando capacidades de almacenamiento de gas metano de 202.11 scf/ton (7.07m3/ton) a 364.76 scf/ton (10.47m3/ton). Estos resultados nos permitieron interpretar las características físicas y químicas que influyen en la capacidad de almacenamiento del gas en el carbón. Anticipando como conclusión general que: la adsorción del gas aumenta con el rango/madurez. También se estudió la influencia de la composición maceral en el proceso de sorción y se verificó que la capacidad de almacenamiento de gas está íntimamente relacionada al contenido de vitrinita. Esto nos condujo a retomar las declaraciones de algunos autores (Chalmers y Bustin, 2008; Zhang et al, 2012) quienes verificaron que la capacidad de adsorción en base al COT aumenta en el siguiente orden: tipo I < tipo II < tipo III. Esto se atribuyó a que la vitrinita tiene una mayor capacidad de adsorción, en comparación con otros tipos de macerales.The main objective of this research was to study the gas adsorption/desorption properties in Coal Bed Methane reservoirs located in the North-eastern Mexico, and to understand the behavior of unconventional reservoirs. The Servicio Geológico Mexicano (SGM) performed a sampling campaign. For the characterization, the SGM providing us 7 bituminous coal samples from the Sabinas Basin. The general characterization included: (1) immediate or primary moisture and ash analysis (2) elemental analysis for (C, H, O, N, and S) quantification, (3) petrographic analysis for organic matter type determination, (4) Rock-Eval®6 Pyrolysis, for oil potential generation determination. After results evaluation, 7 samples were selected, in order to develop adsorption/desorption CH4 tests by “Langmuir Isotherms” and to understand of parameters affecting the adsorption process. Using thermo-volumetric technique could be observed storage capacities of methane gas between 202.11 scf/ton (7.07m3/ton) and 364.76 scf/ton (10.47 m3/ton). The adsorption/desorption tests results, let us to identify the physical and chemical characteristics of the samples influencing the gas storage capacity in the coal. A general conclusion is given; the gas adsorption increases with the rank/maturity. Also, the influence of the maceral composition in the process of sorption is recognized, and the capacity of gas storage is closely related to the vitrinite content. According to Chalmers y Bustin (2008), and Zhang et al. (2012), the capacity of adsorption as TOC, increases in the next order: type I < type II < type III. This is attributed to high adsorption capacity of vitrinite, compared with other macerals types.info:eu-repo/semantics/publishedVersio