Nuevas herramientas predicen con precisión las propiedades de los fluidos geológicos
Los modelos termodinámicos rigurosos son fundamentales para comprender las propiedades físicas y químicas de los fluidos geológicos, aguas subterráneas calientes que circulan por la corteza terrestre. Paradójicamente, las centrales geotérmicas no disponen de modelos de alta precisión, que pueden emplearse para planificar y evaluar el rendimiento de las operaciones del sistema. Como resultado, los operarios recurren a menudo a ensayos empíricos «in situ».
Modelización de las características de los fluidos geológicos
El proyecto GEOPRO, financiado con fondos europeos, ha reunido a doce socios de siete países para recabar datos nuevos sobre las propiedades de los fluidos geológicos a fin de comprender mejor los problemas en las centrales geotérmicas y solucionarlos. «Las propiedades físicas y químicas de los fluidos geotérmicos son clave para determinar su potencial de transporte de calor a lo largo de la vida del pozo. Una mayor comprensión de las propiedades de los fluidos permite optimizar la operación “in situ” y los avances», señala Namrata Kale, coordinadora del proyecto. «Además, el desarrollo de nuevas tecnologías geotérmicas, en especial de sistemas geotérmicos mejorados y sistemas supercríticos, está íntimamente ligado a las propiedades de los fluidos del yacimiento». Ahora, dos años y medio después de que comenzara el proyecto, GEOPRO confía en alcanzar sus objetivos. Los investigadores han estado trabajando en el desarrollo de un bucle de flujo multifásico (instrumento de laboratorio para investigar las características del flujo de fluidos en tuberías) y la generación de nuevos datos termodinámicos y cinéticos precisos para fluidos geológicos. Además, el equipo ha estado trabajando en modelos nuevos que permiten la predicción de soluciones complejas de CO2 y sales minerales multicomponente. «Todos esos datos sirvieron como información para el diseño de un conjunto de herramientas de apoyo a la toma de decisiones nuevas, flexibles y fáciles de usar que deberían permitir la optimización de la gestión de yacimientos geotérmicos, la producción de energía y calor, y las estrategias de reinyección», comenta Kale.
Impacto de GEOPRO
La formación de incrustaciones (como las de sílice o de carbonato cálcico), que se produce dentro de los pozos, las tuberías de superficie y los equipos, tiene graves consecuencias económicas. Podría causar pérdidas en términos de energía y producción, aumentar los costes de limpieza y mantenimiento, o incluso provocar el cierre de pozos de producción o reinyección. Se espera que las ecuaciones de estado mejoradas junto con las simulaciones de garantía de flujo (las cuales aseguran que las tuberías no se obstruyan) y las pruebas ayuden en la modelización predictiva sobre las causas de la incrustación. Los fenómenos de corrosión local causados por la desgasificación del CO2 podrían afectar de manera negativa a la integridad estructural, la vida útil de las tuberías y los equipos de las centrales geotérmicas. La introducción de modelos de solubilidad de CO2 y ecuaciones de estado para fluidos que contienen H2O, sal y CO2 en simulaciones de garantía de flujo permitirá a los investigadores evaluar mejor las causas de la desgasificación y optimizar el control de la presión o desgasificación. «Los geocientíficos pueden utilizar simulaciones geotérmicas junto con herramientas de apoyo a la toma de decisiones basadas en el conocimiento para ayudar a los operadores a optimizar el diseño de los pozos, las dimensiones de las tuberías y los recubrimientos, así como reducir los costes de mantenimiento», afirma Kale. Los nuevos modelos y herramientas de GEOPRO contribuirán a aumentar la accesibilidad y asequibilidad de la producción de energía geotérmica. Deberían ayudar a reducir la formación de incrustaciones y la temperatura de reinyección, controlar la desgasificación del CO2, ralentizar la degradación del material, aumentar la producción de energía, además de aprovechar los recursos supercalientes (con temperaturas hasta los 440 °C). En conjunto, permitirá una reducción de los costes de capital derivados del sobredimensionamiento de equipos, los costes de bombeo y los costes de equipos relacionados con la corrosión. Se producirá un aumento equivalente en la extracción entálpica y la eficiencia en la producción de energía. Además, el conocimiento generado por GEOPRO contribuirá a alcanzar los nuevos objetivos climáticos europeos para 2030. El factor de retención de la energía geotérmica supera el 95 %. El uso de las herramientas de GEOPRO optimizará la producción y la explotación de pozos geotérmicos, además de mejorar la eficiencia operativa de las centrales geotérmicas como un recurso energético seguro y sostenible.
Palabras clave
GEOPRO, fluido geológico, central geotérmica, desgasificación, herramienta de apoyo a la toma de decisiones, simulaciones de garantía de flujo, formación de incrustaciones