Vol. 47 Núm. 1 (2025): Boletín de Geología
Artículos científicos

Comparativo de los resultados obtenidos de gas asociado en mantos de carbón a partir de diferentes tipos de muestreo en la cuenca del Sinifaná (Antioquia, Colombia)

Astrid Blandón-Montes
Universidad Nacional de Colombia
Jorge Martín Molina-Escobar
Universidad Nacional de Colombia
Luis Dethere Caro-González
Universidad Autónoma de México

Publicado 2025-05-06

Palabras clave

  • Gas asociado al carbón,
  • Zona carbonífera,
  • Minas subterráneas

Cómo citar

Blandón-Montes, A., Molina-Escobar, J. M., & Caro-González, L. D. (2025). Comparativo de los resultados obtenidos de gas asociado en mantos de carbón a partir de diferentes tipos de muestreo en la cuenca del Sinifaná (Antioquia, Colombia). Boletín De Geología, 47(1), 129–150. https://doi.org/10.18273/revbol.v47n1-2025006

Altmetrics

Resumen

El objetivo de este trabajo fue comparar los contenidos de gas asociado al carbón, obtenidos a partir de diferentes tipos de muestreo: de canal por ply; núcleos de perforación lateral y vertical en la Mina San Fernando en el Municipio de Amagá – Antioquia, Colombia. Estas muestras se sometieron a los análisis de desorción de gas, cromatografía de gases, porosidad, permeabilidad y adsorción a alta pre­sión. Los carbones estudiados se clasifican como sub-bituminosos A y bituminosos altos en volátiles C, de acuerdo a la norma ASTM D388-19a clasificación de carbones por rango. Los contenidos pro­medios de gas total desorbido en las muestras variaron entre 0,2 y 33,7 ft3/ton; los cuales son valores bajos con respecto a las demás zonas carboníferas de Colombia y del mundo. La composición del gas fue principalmente metano (C1) con una variación de 92,2% a 98,98%, dióxido de carbono (CO2) el cual varío entre 0,30% y 4,27%, y cantidades menores a 1,0% de otros hidrocarburos. A una presión de 1500 psi, las isotermas de adsorción de CH4 para los diferentes tipos de muestreos variaron entre 45 y 340 ft3/ton. De acuerdo con los resultados, se puede establecer que existe una variabilidad lateral a profundidad de los contenidos de gas metano y con una tendencia a disminuir en los Mantos 2 y 3. Esto se observó en todos los mantos que se han estudiado. También se encontró variabilidad vertical en la perforación vertical, en las 5 muestras tomadas de canal por ply de los frentes de explotación, y en las perforaciones laterales. Al comparar los resultados con los de estudios anteriores, los con­tenidos de gas en general son bajos (menores a 60 ft3/ton). De otro lado, se puede determinar de una manera sencilla y a bajo costo en muestras que se tomen en los frentes de explotación.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Referencias

  1. ANH (2011). Valoración del potencial exploratorio para CBM en las áreas carboníferas de Amagá y Boyacá - Cundinamarca, UPTC – EAFIT y la ANH (UPTC et al. 2011).
  2. ASTM D388-19a. Standard classification of coals by rank. ASTM International, West Conshohocken, PA, 2019. https://doi.org/10.1520/D0388-19a
  3. ASTM D7569-10. Standard practice for determination of gas content of coal direct desorption method. ASTM International, West Conshohocken, PA, 2010. https://doi.org/10.1520/D7569-10
  4. Blandón, A.; Caro, L.D. (2013). Informe final proyecto “Evaluación de las asociaciones de litotipos en la generación y almacenamiento de Gas Asociado al Carbón (GAC) en los carbones de la Formación Amagá entre los municipios de Amagá y Angelópolis”. Colciencias y La Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín. 143p.
  5. Blandón, A.; Molina, J.; Caro, L. (2015). Informe final proyecto “Determinación del grado de explosividad del polvo de carbón y cuantificación del contenido de gas metano en los mantos de carbón de la cuenca del Sinifaná” mediante convenio 2013-AS-17-0002 entre la Gobernación de Antioquia y la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín. 642 p.
  6. Beamish, B.B.; Crosdale, P.J. (1998). Instantaneous outbursts in underground coal mines: an overview and association with coal type. International Journal of Coal Geology, 35(1-4), 27-55. https://doi.org/10.1016/S0166-5162(97)00036-0
  7. Bernard, B.B.; Brooks, J.M.; Sackett W.M. (1978). Light hydrocarbons in recent Texas continental shelf and slope sediments. Journal of Geophysical Research: Oceans, 83(C8), 4053-4061. https://doi.org/10.1029/JC083iC08p04053
  8. Cao, Y.; He, D.; Glick, D.C. (2001). Coal and gas outbursts in footwalls of reverse faults. International Journal of Coal Geology, 48(1-2), 47-63. https://doi.org/10.1016/S0166-5162(01)00037-4
  9. Caro-González, L.D. (2013). Evaluación de las asociaciones de litotipos en la generación y almacenamiento de gas asociado al carbón (GAC) en los carbones de la Formación Amagá entre los municipios de Amagá y Angelópolis. Tesis de maestría. Universidad Nacional de Colombia, Medellín, Colombia.
  10. Caro, L.D.; Blandón, A.; Molina, J.M. (2015). Variación vertical y lateral del contenido de gas metano asociado a los mantos de carbón. Revista Ciencias de la Tierra, 38, 49-59. https://doi.org/10.15446/rbct.n38.47142
  11. Cooper, J.R. (2006). Igneous intrusion and thermal evolution in the Raton Basin, CO-NM: Contact metamorphism and coal-bed methane generation. M.S. thesis, University of Missouri, Columbia.
  12. Fisne, A.; Esen, O. (2014). Coal and gas outburst hazard in Zonguldak Coal Basin of Turkey, and association with geological parameters. Natural Hazards, 74, 1363-1390. https://doi.org/10.1007/s11069-014-1246-9
  13. Fu, G.; Hu, M.; Han, Y. (2012). Controlling of faults to gas accumulation of volcanic rock in depression basin: an example from Xujiaweizi Depression of Songliao Basin. Jilin University Earth Science, 42(1), 1-8.
  14. Graciano, J.C.; Arango, J.C. (1996). Determinación del contenido de Grisú IN-SITU para la cuenca carbonífera Amagá-Angelópolis (Suroeste Antioqueño). Tesis, Universidad Nacional de Colombia. Medellín.
  15. Guo, Y.S.; Lin, B.Q.; Wu, C.S. (2007). Main causes and preventing strategies to gas explosion accidents in low gas mines. China Safety Science Journal, 17(5), 53-57.
  16. Gurba, L.W.; Weber, C.R. (2001). Effects of igneous intrusions on coalbed methane potential, Gunnedah Basin, Australia. International Journal of Coal Geology, 46(2-4), 113-131. https://doi.org/10.1016/S0166-5162(01)00020-9
  17. Ilg, B.R.; Hemmings-Sykes, S.; Nicol, A.; Baur, J.; Fohrmann, M.; Funnell, R.; Milner, M. (2012). Normal faults and gas migration in an active plate boundary, southern Taranaki Basin, offshore New Zealand. AAPG Bulletin, 96(9), 1733-1756. https://doi.org/10.1306/02011211088
  18. Jaramillo-Zapata, J.E. (2017). Evaluación petrográfica y geoquímica de muestras de núcleo en una perforación horizontal en carbones de la Formación Amagá para identificar la variación lateral de la materia orgánica, contenido y calidad de los hidrocarburos presentes. Tesis, Universidad Nacional de Colombia, Medellín, Colombia.
  19. Karacan, Ö.; Goodman, G. (2012). Analyses of geological and hydrodynamic controls on methane emissions experienced in a Lower Kittanning coal mine. International Journal of Coal Geology, 98, 110-127. https://doi.org/10.1016/j.coal.2012.04.002
  20. Lopera, S.; Blandón, A.; Mesa, S.; Mejía, V. (2013). Una metodología experimental para evaluar la adsorción de gas metano en mantos de carbón. ACIPET, 4-5.
  21. McCulloch, C.M.; Diamond, W.P.; Bench, B.M.; Deul, M. (1975). Selected geologic factors affecting mining of the Pittsburgh Coalbed. Report of Investigations No. 8093. US Dept. of Interior, US Bureau of Mines, Pittsburgh, PA.
  22. Nagelhout, C.C.; Roest, J.P.A. (1997). Investigating fault slip in a model of an underground gas storage facility. International Journal of Rock Mechanic Mining Sciences, 34(3-4). https://doi.org/10.1016/S1365-1609(97)00051-8
  23. Ramírez, P. (1991). Introducción a la caracterización de carbones. Universidad Nacional de Colombia.
  24. Sam, H.S. (2012). The influence of faulting on hydrocarbon migration in the kupe area, south Taranaki basin, New Zealand. MSc. Thesis, Victoria University of Wellington, Wellington.
  25. Sarana, S.; Kar, R. (2011). Effect of igneous intrusive on coal microconstituents: study from an Indian Gondwana coalfield. International Journal of Coal Geology, 85(1), 161-167. https://doi.org/10.1016/j.coal.2010.11.006
  26. SGC. (2017). Actividades de exploración en la investigación de gas metano asociado al carbón en Colombia. Departamento de Boyacá y Santander. Grupo GMAC Recursos Energéticos. Servicio Geológico Colombiano.
  27. Strąpoć, D.; Mastalerz, M.; Schimmelmann, A.; Drobniak, A.; Hedges, S. (2008). Variability of geochemical properties in a microbially dominated coalbed gas system from the eastern margin of the Illinois Basin. International Journal of Coal Geology, 76(1-2), 98-110. https://doi.org/10.1016/j.coal.2008.02.002
  28. Thielemann, T.; Krooss, B.M.; Littke, R.; Welte, D.H. (2001). Does coal mining induce methane emissions through the lithosphere/atmosphere boundary in the Ruhr Basin, Germany? Journal of Geochemical Exploration, 74(1-3), 219-231. https://doi.org/10.1016/S0375-6742(01)00186-8
  29. Thomas, L. (2002). Coal Geology. John Wiley & Sons Ltd.
  30. Ulery, J.P. (2008). Explosion hazards from methane emissions related to geologic features in coal mines. Information Circular No. 9503, U.S. Department of Health and Human Services, Centers for Disease Control and Prevention, National Institute for Occupational Safety and Health, Pittsburg, PA.
  31. Wang, X. (2007). Analysis of main controlling geologic factors on coalbed methane in Liujia coal mining area. China Coalbed Methane, 4, 26-30.
  32. Wang, Z.C.; Zhao, W.Z.; Li, Z.Y.; Jiang, X.F.; Li, J. (2008). Role of basement faults in gas accumulation of Xujiahe Formation Sichuan Basin. Petroleum Exploration and Development, 35(5), 541-547. https://doi.org/10.1016/S1876-3804(09)60087-2
  33. Yao, Y.B.; Liu, D.M. (2012). Effects of igneous intrusions on coal petrology, pore-fracture and coalbed methane characteristics in Hongyang, Handan and Huaibei coalfields, North China. International Journal of Coal Geology, 96-97, 72-81. https://doi.org/10.1016/j.coal.2012.03.007