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Los yacimientos de gas pizarra o gas esquisto ya generaron en 2011 el 34% de la producción de gas en EEUU

El gas pizarra

Pascual Bolufer, Instituto Químico de Sarriá08/02/2013
La fiebre del gas pizarra llega a España impulsada por el éxito en otros países, principalmente EEUU. En 2011, el Ministerio de Industria ya había concedido 59 permisos de prospección del gas pizarra. Las zonas preferidas son Cantabria, Álava y la parte alta del valle del Ebro. Estamos en los comienzos, con la esperanza de que el gas no convencional podrá competir con el gas natural que importamos. La fiebre del gas refleja nuestro interés por una nueva fuente energética con pocos datos.

El gas de pizarras, o de esquisto, es una mezcla orgánica con metano que se encuentra atrapado en macizos rocosos de pizarras, tal vez roca madre. Se trata de romperlos para liberar el gas. El interior rocoso del esquisto presenta baja permeabilidad, lo que impide el ascenso del metano a la superficie. Para extraer el gas hay que fracturar la roca. Esta industria del gas esquisto está en sus comienzos y su expansión depende de nuevas tecnologías de extracción. El gas pizarra subterráneo tendrá unas dimensiones iguales a las del petróleo y gas natural, que hemos extraído durante 150 años.

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La técnica empleada en geoquímica es la de la fractura hidráulica, que libra burbujas de gas. Una presión que produce microsismos, inevitablemente, de magnitud no superior a 3. Se realizan perforaciones verticales hasta profundidades de 1-4 km, y a continuación horizontales, de hasta 3.000 m de longitud, para ampliar el espacio de actuación en la fractura rocosa. Se inyectan grandes cantidades de agua a gran presión, entre 4 y 10 millones de litros de agua por pozo, con arena, para romper la roca, con 0,5% de aditivos químicos, para reducir la fricción. El agua se cuela hasta la última fractura abierta en la roca y se carga con el gas confinado. Los granos de arena introducidos con el agua se quedan encajados en las grietas, y las mantienen abiertas, para que el gas pueda seguir escapando de la arcilla y pizarra.

Una premisa básica de la geología del petróleo es que el depósito orgánico, querógeno, en la roca madre se formó por compresión de vegetales muertos y residuos de animales, enterrados y calentados hasta más de 150 °C. El residuo orgánico se convirtió en petróleo y metano, en un proceso que duró decenas de millones de años. Se trata de una maduración térmica, la misma que produce que el petróleo se convierta en gas natural. Si la temperatura subterránea es elevada, el petróleo se convierte en gas, pero este porcentaje depende de la cantidad disponible de gas hidrógeno.

El petróleo y el gas han migrado a depósitos de roca, en la zona más elevada del sistema de presión. En principio en donde hay hidrocarburos convencionales también hay gas esquisto, pero hay excepciones, en Chile y Argentina (Neuquén, Vaca Muerta y Los Molles), con poco gas convencional y mucho gas pizarra. La expansión volumétrica del querógeno produjo microfracturas en la roca. Eso enseñaba Mendeleev en 1877.

No existen hidrocarburos abióticos, sin vida. Para lograr una expulsión de gas eficiente hay que apoyarse en los factores de permeabilidad, porosidad y presión. La alta eficiencia depende del tipo de roca y del contenido de hidrógeno del querógeno. Se presupone que hay mucho hidrocarburo que no es recuperable en términos económicos, está demasiado disperso. Como el gas no surge fácilmente del subsuelo, permanecen en él grandes cantidades de gas no convencional, que no es posible extraer.

El querógeno atrapado es una mezcla de compuestos orgánicos presente en la roca sedimentaria arcillosa. Son insolubles en los solventes orgánicos comunes, debido a su enorme peso molecular, por encima de 1.000 daltons. La porción soluble es conocida como bitumen. Al ser calentados dentro de la corteza terrestre, hasta 150°C, algunos tipos de querógeno desprenden petróleo crudo, o gas natural, conocidos colectivamente como hidrocarburos, combustibles fósiles. Hay dos tipos de querógenos: el lábil y el inerte. Otros tipos de querógeno no han estado sometidos a temperaturas suficientes para desprender hidrocarburos, y han formado depósitos de pizarra bituminosa. Ese gas termogénico se forma preferentemente en capas profundas subterráneas, y queda atrapado en el esquisto, carente de permeabilidad, sin espacios interconectados dentro de la roca.

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Estadística del gas pizarra en EEUU.

El gas pizarra, o gas esquisto (shale gas), es una mezcla de gas natural que no aparece almacenado en rocas sedimentarias, en bolsas como el gas metano convencional. El gas pizarra no es una novedad, pero hasta hace poco su extracción no interesaba por razones económicas, era preferible extraer las bolsas de gas natural. El éxito logrado en EE.UU. ha cambiado la situación. Habrá que ver si esa eficiencia extractiva se logra en otros países. Hay que buscar formaciones geológicas de grano fino, compuestas de láminas arcillosas. La pizarra es poco permeable y es necesario que haya fracturas. En EE.UU. el propietario de la finca lo es también del subsuelo, en Europa (España) no. Aquí hay que solicitar permiso y aceptar la reglamentación medioambiental, lo cual encarece la extracción del gas, ¿Podrá competir en precio con el gas natural?

Producción creciente

Los yacimientos de shale gas, conocido en España como gas pizarra o gas esquisto, generaron en 2011 el 34% de la producción americana de gas (EEUU). Y este ascenso continuará hasta el 46%, según todas las previsiones. Hay reservas garantizadas. Ya en 1821 hubo una extracción de gas pizarra a poca profundidad en Fredonia, New York. En 1986 lograron una perforación horizontal con rentabilidad económica.

Pero el gas no convencional no superará la producción del gas natural, a lo más llegará al 60% de éste. Los precios del gas natural van en aumento porque el consumo por habitante también aumenta sin cesar. Según American Gas Association (AGA) el abastecimiento de gas en EEUU se basa en los recursos del subsuelo, que podrían superar los 61 billones m3, entre gas convencional y no convencional (bcm significa billion cubic meters, mil millones de m3).

EEUU se puede autoabastecer durante 100 años. Su método de extracción es el ‘fracking’, una única perforación vertical de la que parten otras muchas horizontales. Extraer gas pizarra es más costoso que el gas natural, debido a las perforaciones horizontales y a la elevada presión del agua, que rompe la roca esquisto.

El gas natural es un combustible, para el transporte, de 130 octanos, un 25% más limpio que el petróleo, y no necesita refinerías. De hecho logra la disminución de gases de efecto invernadero. Del shale gas podemos decir lo mismo aproximadamente. El gas es 47% más barato que la gasolina, pero necesita motores preparados para el gas natural.

El agua residual

El agua residual, la que sale del pozo, con 0.5% de aditivos químicos, se recicla y reutiliza en un 65%. Los desechos líquidos que vuelven a la superficie, tras la fractura de la roca, o falla natural del subsuelo, contienen además de aditivos, bario, estroncio, arsénico, mercurio, plomo y otros elementos radiactivos, recogidos de la roca, que deben retirarse del agua antes de almacenarla en algún depósito. La recuperación de aditivos no es total, una parte queda en el subsuelo. Si no se realiza esa limpieza, el agua puede contaminar los acuíferos.

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Campos de gas pizarra en España

Estamos en los comienzos y ya tenemos más de 60 concesiones de explotación en la zona norte a 22 empresas, desde Cantabria al Mediterráneo, con unas características que permitan una extracción comercial que compita con el gas natural. Esperemos. Álava es la zona con más expectativas, cuenta con 4 permisos administrativos con participación del Ente Vasco de la Energía. El gas subterráneo equivale a 60 años de independencia energética del Pais Vasco. La extracción debe cumplir las cautelas medioambientales y la normativa europea. El yacimiento burgalés de Lora es fracturado por una firma inglesa.

Cantabria desafía en enero 2013 al Ministerio de Industria, y veta la fractura hidráulica para extraer gas pizarra por su efecto negativo en el Medio Ambiente. Shale Gas España cree que la alarma no está justificada, y nos recuerda que España importa el 99% del gas que consumimos.

Francia y Alemania, de momento, no explotarán sus reservas de gas pizarra. El país con mayores reservas es China. El gas pizarra nativo frenará nuestra dependencia del gas natural que importamos. El gas pizarra está asociado al gas- petróleo convencional, que en 2011 produjo 100.000 t de crudo. Por tanto, en España hay que buscarlo en Ayoluengo y en el mar costero.

Referencias

Berman, Arthur. After a gold rush: A perspective on future natural gas supply. The oil drum. 2012- 8.

Dan Jarvie. World wide shale resource plays. NAPE Forum 26- august 2008.

David, Hughes. Will natural gas fuel America in the 21 st Century? Post Carbon Institute. 2012.

Howart RW, Methane and greenhouse gas footprint of natural gas from shale formations. Climatic Change letters. 1007. 2011.

Miller, J. Americans gaining energy independence. Bloomberg, 2012.

Timothy, J. Analysis of natural gas extraction and delivery in USA. NETL 12 may 2011.

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