Reinyección para resiliencia
Ormat Technologies ha estado explorando los beneficios de la reinyección de gas no condensable (non-condensable gas, NCG) en el rendimiento de la producción geotérmica. Este estudio de caso destaca la aplicación práctica de la simulación numérica para demostrar el impacto de la reinyección de NCG en la sostenibilidad del yacimiento a largo plazo y el rendimiento del proyecto, basado en el documento del Taller geotérmico de Stanford “Cuantificación del beneficio de la reinyección de NCG en el rendimiento de la producción geotérmica” por John Murphy, Eitan Berger, Michael Berger, Anton Fiterman y Simon Webbison.
El dilema del NCG
Los NCG ocurren naturalmente en los sistemas geotérmicos y pueden respaldar la producción al reducir la densidad del fluido en el pozo. Sin embargo, sin la reinyección de NCG, las concentraciones de NCG en los yacimientos disminuyen con el tiempo, lo que reduce la producción de los pozos de producción. El desafío fue cuantificar el beneficio de la reinyección de NCG en el rendimiento de la producción geotérmica, demostrar su viabilidad en una amplia variedad de condiciones iniciales del yacimiento y cuantificar el impacto en la generación debido a la carga parasitaria al reinyectar NCG.
Simulación del sistema
Se realizó un análisis combinado de ingeniería de yacimientos y procesos de planta mediante simulación numérica. La simulación se desarrolló en el conjunto de simuladores Volsung, lo que permite acoplar la simulación de yacimientos a modelos de pozos y equipos de superficie. El modelo consideró dos yacimientos hipotéticos con temperaturas de producción inicial de 203 °C y 235 °C y fracciones de masa de CO2 de producción inicial que oscilaban entre 0,5 y 3 % en peso.
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Configuración del modelo en la conexión de flujo ascendente/saliente que muestra en el sentido de las agujas del reloj desde la parte superior izquierda: asignación de tipo de roca, permeabilidad horizontal (md), fracción de masa de CO2, temperatura de estado inicial (°C). Se muestra un caso de entalpía moderada (temperatura de producción de 203 °C), con una estructura de permeabilidad idéntica utilizada para el caso de entalpía alta.
Vista desde el suroeste en bloques de cuadrícula permeables que muestran la temperatura en el estado inicial (izquierda) y después de 20 años de operaciones (derecha), 2,5 % en peso, 235 °C de flujo ascendente, sin caso de reinyección.
Vista desde el suroeste en bloques de cuadrícula permeables que muestran la fracción de masa de CO2 en el estado inicial (izquierda) y después de 20 años de operaciones (derecha), 2,5 % en peso de flujo ascendente de entalpía moderada sin caso de reinyección.
Fracción de masa de CO2 después de 20 años de producción, 2,5 % en peso, flujo ascendente de entalpía moderada con reinyección de CO2.
Configuración simulada de la planta. La planta SGW utiliza cálculos de generación de Ormat para alcanzar una generación objetivo, limitando los pozos donde sea necesario. La generación disminuye cuando los cuatro productores no pueden cumplir con el objetivo de flujo. La reinyección de CO2 se simula estableciendo el porcentaje en peso de CO2 de salida de la planta igual al porcentaje en peso de CO2 de entrada. La carga parasitaria para las bombas de refuerzo de compresión e inyección de NCG se puede introducir en función del flujo total, la temperatura de inyección y el flujo de CO2.
Impacto en el mundo real
La simulación numérica demostró que, con la reinyección de NCG, la producción de pozos de flujo automático podría mantenerse por más tiempo que si se liberaran NCG. La simulación mostró que la reinyección de NCG redujo la tasa de disminución de NCG en el yacimiento de producción y, de esta manera, redujo la tasa de disminución de la producción. El modelo también tomó en cuenta consideraciones prácticas para la reinyección de NCG en el contexto de una planta de energía binaria en funcionamiento, tecnología que por lo general simplifica la reinyección de NCG.
Perspectivas e impacto
Se prevé que la aplicación de la reinyección de NCG en muchas condiciones del yacimiento dé como resultado lo siguiente:
- Capacidad de entrega prolongada del pozo y mayor generación a lo largo de la vida útil de un campo en funcionamiento.
- Reducción significativa de las emisiones de gases de efecto invernadero.
- Carga parasitaria adicional pequeña o nula con el equipo de planta adecuado.
”Esta simulación numérica ha proporcionado información valiosa sobre los beneficios de la reinyección de NCG, que creemos que se puede aplicar en una amplia variedad de condiciones de yacimientos geotérmicos.
John MurphyResource Manager – Modeling, Ormat Technologies
Un camino sostenible hacia el futuro
Esta simulación numérica ha demostrado que la reinyección de NCG es beneficiosa para la sostenibilidad del yacimiento a largo plazo y el rendimiento del proyecto. Al aprovechar las funciones de simulación avanzadas, Ormat Technologies ha obtenido información valiosa sobre el potencial de la reinyección de NCG y ha guiado las decisiones de recursos y equipos de superficie para las plantas operativas y los desarrollos futuros.
Rendimiento del yacimiento en comparación con el tiempo para el modelo de entalpía moderada
Las líneas continuas representan escenarios sin reinyección de NCG y las discontinuas, escenarios con reinyección de NCG al 100 %
Beneficio de la reinyección de NCG, con y sin carga parasitaria por compresión
Caso de entalpía moderada al 2,5 % en peso de flujo ascendente
Beneficio de la reinyección de NCG, con y sin carga parasitaria por compresión
Resultados de caso de entalpía alta al 2,5 % en peso de flujo ascendente