Una tecnología holística reduce el coste de la perforación geotérmica
La energía geotérmica es un recurso con bajas emisiones de carbono que podría satisfacer las futuras demandas de calefacción, refrigeración y electricidad. A pesar de su potencial, la energía geotérmica carece de un mayor impacto debido a los costes estimados en relación con las operaciones de perforación y el largo ciclo de desarrollo de la energía geotérmica. «El proceso de perforación geotérmica en sí requiere mucho capital y, a menudo, representa hasta el 50 % del coste total de un proyecto geotérmico planificado. Los costes asociados son exponencialmente superiores en los sistemas geotérmicos mejorados (EGS) debido a mayores distancias de perforación, tiempos de desconexión y entornos hostiles», explica Namrata Kale, coordinadora del proyecto Geo-Drill, financiado con fondos europeos. La tecnología de EGS es un proceso para mejorar la permeabilidad de las formaciones geológicas mediante el aumento de las redes de fracturas y las rutas de fluidos, lo cual permite que el agua inyectada se caliente de forma natural a medida que pasa a través de las fracturas.
Un martillo de fondo de bajo coste y fiable
Geo-Drill desarrolló un martillo de fondo que funciona mediante un sistema de válvula innovador más duradero y con un rendimiento más prolongado. A diferencia de los martillos de fluido tradicionales, el martillo de fondo de Geo-Drill se acciona con osciladores fluídicos biestables que permiten tolerancias mucho mayores en el mecanismo de percusión. «Nuestro nuevo martillo muestra una mayor fiabilidad y supera una serie de problemas asociados a los martillos de aire o fluido convencionales mediante la reducción de piezas internas con altas tasas de desgaste o fallo», señala Kale.
Sensores de control mejorados e ingeniería de materiales
Los investigadores desarrollaron sensores impresos en tres dimensiones y de bajo coste que proporcionan datos en tiempo real sobre las operaciones de perforación: como la interacción entre la broca y la roca, la energía de impacto y las frecuencias de golpe. Las simulaciones de garantía de flujo combinadas con las lecturas de los sensores y un sistema basado en el conocimiento ayudan a optimizar los parámetros de perforación y el rendimiento del transporte de detritos. El desarrollo de recubrimientos de grafeno contribuyó a la mejora general y a la vida útil de los componentes de perforación, lo que les dio mejores propiedades de dispersión y adhesión al sustrato, así como una mejor resistencia a la abrasión, la erosión, la corrosión y los impactos.
Pruebas rigurosas de las tecnologías
Las tecnologías desarrolladas en el transcurso del proyecto Geo-Drill se sometieron a pruebas de laboratorio a escala natural en condiciones realistas de yacimientos a través del Simulador de pozos y geofluidos «in situ» en el Centro Geotérmico Internacional (IEG) en Alemania. «Hemos desarrollado una tecnología holística que ofrece una metodología segura, económica y eficiente para la perforación geotérmica de alto rendimiento. El objetivo general del proyecto es reducir los costes de perforación hasta un 60 %», señala Kale. «A diferencia de la mayoría de sistemas de perforación, nuestro enfoque holístico de las herramientas en pozo simplifica los aspectos de adquisición y logística tanto para los promotores como para los contratistas. La garantía de que todo el equipo enviado a un sitio de perforación es totalmente compatible representa una ventaja importante que permite reducir los tiempos de funcionamiento», concluye Kale.
Palabras clave
Geo-Drill, perforación geotérmica, holística, energía geotérmica, martillo de fondo, oscilador fluídico, control, recubrimiento