En la mayoría de los blogs y tutoriales hablan de utilizar un binario llamada vditool, el problema es que aparentemente esta herramienta ya no esta soportada por VirtualBox.
Finalmente encontré como convertir la imagen en esta wiki http://en.wikibooks.org/wiki/QEMU/Images#Exchanging_images_with_VirtualBox.
Se utiliza el comando VboxManage
VBoxManage internalcommands converttoraw ubuntu.vdi ubuntu.raw
Ahora ya puedo montar mi imagen
mount -o loop,offset=32256 ubuntu.raw /mnt/diskimage/
y también iniciarla con QEMU
qemu -m 512 -hda ubuntu.raw -boot c